无油活塞机旋转的曲轴通过连杆带动活塞沿气缸内壁面作往复直线运动。当活塞向下运动时，包含在活塞端面与气缸之间的工作容积增大而形成真空，这时经过空气滤清器的空气推开吸气阀而被吸进气缸。当活塞作反向行程运动时,吸气阀关闭,封闭在气缸内的气体受到压缩，且随着容积的减小而压力不断提高。当压缩气体的压力达到略高于排气管内空气压力和排气阀弹簧的阻力时，气体即推开排气阀而进入排气管。
用来控制气体吸入和排出气缸的部件称气阀，它在压力差和弹簧力的作用下自行启闭，故称自动作用阀。常用的气阀结构。由于结构上的原因,在排气终了时气缸内还有部分空气残留,气缸中容纳残余空气的空间称余隙容积。活塞向下运动初期，余隙容积的空气在气缸内膨胀，直到气缸内的压力略低于吸气管内的空气压力，吸气阀开启，气缸从吸气管内吸进新鲜空气。气缸内进行的吸气、压缩、排气和膨胀4个过程组成一个循环。
无油活塞机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。
机体：包括汽缸体和曲轴箱两部分，一般采用高强度灰铸铁铸成一个整体。它是支承汽缸套、曲轴连杆机构及其它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。汽缸采用汽缸套结构，安装在汽缸体上的缸套座孔中，便于当汽缸套磨损时维修或更换。因而结构简单，检修方便。
曲轴：曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。
连杆：连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对汽体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。
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