空氣（或氣體）壓縮有兩種基本方法：容積式壓縮和動力式壓縮。
舉例來說，容積式空氣壓縮機包括往復式（活塞）壓縮機、定軌式（渦旋）壓縮機和各種形式的回轉式（螺桿、旋齒、旋葉）壓縮機。
在容積式壓縮機中，空氣被吸入一個或多個壓縮腔后，腔體與進氣口的關聯(lián)關閉。隨著壓縮腔的容積逐漸縮小，其中的空氣即被壓縮。當壓力達到設計壓縮比時，排氣口或排氣閥打開，由于壓縮腔容積仍在不斷縮小，空氣被壓至排氣系統(tǒng)。
在動力式壓縮中，空氣被吸到高速旋轉的壓縮葉輪的葉片之間，加速至高速后進入擴壓器，氣體的動能在擴壓器中轉變?yōu)殪o壓。
就空氣壓縮機的工作原理來分，空壓機可分為三大類，分別是：容積式壓縮機、動力式壓縮機、其他壓縮機。
其中，容積式壓縮機又分為活塞式壓縮機、隔膜式壓縮機、雙螺桿壓縮機、齒形壓縮機、渦旋壓縮機、滑片式壓縮機。
活塞式壓縮機是所有工業(yè)壓縮機中最古老、最常用的一種壓縮機。它有單作用和雙作用，有油潤滑和無油潤滑之分。氣缸數(shù)目也各有不同。除了微型壓縮機采用立式氣缸外，小型壓縮機最常用的結構是V形氣缸布置。
隔膜式壓縮機獨成一派。隔膜靠機械或液壓推動。機械隔膜式壓縮機用于低壓小流量，或作真空泵。液壓隔膜式壓縮機用于高壓。
雙螺桿壓縮機是在二十世紀三十年代，市場需要一種大流量、穩(wěn)定流動、變壓力工況的旋轉式壓縮機，從而研究出了雙螺桿旋轉式容積壓縮機原理。雙螺桿壓縮機的主要部件是一對陰陽轉子，隨著兩轉子以相反的方向旋轉，轉子與光體之間包容的容積逐漸縮小。每一個螺桿主機都有固定的壓縮比，它取決于螺桿的長度、節(jié)距和排氣口的形狀。為了得到最佳效率，壓縮比必須與所需要的工作壓力相適應。
齒形壓縮機主機由兩個轉子組成，轉子在壓縮腔內(nèi)反向旋轉。
渦旋壓縮機是一種無油定軌旋轉容積式壓縮機，運轉時對一定量的空氣容積作不間斷的壓縮。主機由一對渦旋靜子和偏心渦旋動子構成，靜子固定在機殼上，動子由電機驅動，靜子和動子渦旋按1800相位差安置，從而在動靜子之間形成一個容積可變氣槽。
滑片式壓縮機的工作原理和許多壓縮空氣膨脹電機相同，滑片通常由專用鑄造合金制成，大多數(shù)滑片壓縮機采用有油潤滑壓縮。轉子上裝有徑向可移動滑片，偏心安裝在定子殼體中。轉子轉動時，在離心力作用下，滑片緊壓著靜子的內(nèi)壁。當轉子中心和靜子中心之間的距離增加時，空氣吸入，充滿壓縮機的各個氣槽。轉子轉動時氣槽的容積縮小，空氣壓縮。當滑片轉到排氣口時，空氣排出。
動力式壓縮機有兩種：軸流式和徑流式。他們通常被稱為透平壓縮機。徑流式也稱為離心壓縮機。動力式壓縮機工作時的壓力恒定，而容積式壓縮機工作時的流量恒定。動力式壓縮機的性能會受外界條件的影響：例如，進氣溫度的變化會引起流量的變化。
離心式壓縮機的特點是徑向排氣?？諝庥芍醒脒M入旋轉葉輪，葉輪上有徑向布置的葉片。在離心力的作用下空氣被甩向葉輪的外圍，同時壓力升高，產(chǎn)生動能，然后通過擴壓器和蝸殼，將動能轉變?yōu)閴毫ΓM入下一級。
軸流式壓縮機中，氣體沿軸向流動，即空氣或氣體沿著壓縮機軸經(jīng)過旋轉的動葉片和固定的靜葉片流動。流動中，氣體的速度不斷增加，同時在靜葉片中將動能轉化為壓力能。壓縮機內(nèi)設置有平衡鼓，以抵消軸向推力。
其他壓縮機：真空泵、增壓壓縮機、壓力放大器。
真空泵也是一種壓縮機，作用是將負壓壓力提高，使其達到大氣壓力。
增壓壓縮機可將壓縮空氣再壓縮，使其壓力更高。用于彌補管路長引起的壓力損失，或用于需要更高壓力的工藝流程場合。增壓壓縮機既可以是單級也可以是多級，既可以是動力式也可以是容積式，但大多數(shù)是活塞式壓縮機。
壓力放大器是增壓壓縮機的一種，它由壓縮氣體介質自身（稱為推進劑）驅動。用于特殊的應用場合，增加介質中的壓力：例如實驗室中對閥、管路和軟管進行的試驗。7巴的壓力高于可以經(jīng)單級放大到200巴或經(jīng)多級放大到1700巴。壓力放大器只能用于非常小的流量。
空氣壓縮機按其他方式還有一些分類方法，例如：
按壓力分類，分為低壓空壓機、中壓空壓機、高壓空壓機。
按冷卻方式分類，分為風冷空壓機、水冷空壓機。
按潤滑方式可分為無油空壓機和機油潤滑空壓機。
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