Um compressor de ar tipo pistão de estágio único, também comumente conhecido como compressor de pistão, compressor alternativo, adota uma estrutura clássica de movimento alternativo e sua estrutura completa do equipamento é mostrada no diagrama. Como um dispositivo típico de compressores de pistão alternativo, sua operação principal depende de uma ligação mecânica para realizar a compressão do gás. O motor gira o volante, que gira o virabrequim (1). A manivela no eixo move a extremidade grande da biela (3) em um movimento circular. Este movimento é passado através da haste até sua extremidade menor, conduzindo a cruzeta (4), a haste do pistão (5) e o pistão (7) para frente e para trás em linha reta.
Ciclo Operacional
Quando o pistão se move do ponto morto externo em direção ao ponto morto interno, o espaço entre a cabeça do cilindro e o pistão aumenta. O gás dentro dele se expande e sua pressão cai. Quando a pressão cai abaixo da pressão no tubo de entrada, a válvula de sucção abre. O gás entra no cilindro. O pistão atinge o ponto morto interno e a válvula de sucção fecha. Todo o estágio de sucção do compressor de ar tipo pistão é concluído.
Em seguida, o pistão se move em direção ao ponto morto externo. O espaço no cilindro fica menor. O gás é comprimido e sua pressão aumenta. Quando a pressão excede a pressão no tubo de saída, a válvula de descarga abre. O gás é expelido. O pistão chega ao ponto morto externo e a válvula de descarga fecha.
Desta forma, cada volta completa do virabrequim move o pistão para frente e para trás uma vez. O compressor completa um ciclo completo. Este ciclo inclui expansão, sucção, compressão e descarga.