Le compresseur à piston est l'un des tout premiers modèles de compresseurs, mais il reste le plus polyvalent et offre toujours un excellent rendement. Le compresseur à piston pousse un piston dans un cylindre au moyen d'une bielle et d'un vilebrequin. Si un seul côté du piston est utilisé pour la compression, le compresseur est appelé compresseur à simple effet. Si les deux côtés du piston (supérieur et inférieur) sont utilisés, le compresseur est alors un compresseur à double effet.
La polyvalence des compresseurs à piston ne connaît virtuellement aucune limite. Ils compriment aussi bien l'air que le gaz avec de très faibles altérations. Le compresseur à piston est le seul modèle capable de comprimer de l'air et du gaz à des pressions élevées, pour des applications d'air respirable par exemple.
La configuration d'un compresseur à piston peut être monocylindre pour de faibles pressions / de faibles volumes ou multi-étages pour comprimer un fluide à de très hautes pressions. Dans ce type de compresseurs, l'air est comprimé par paliers, sa pression augmentant palier après palier jusqu'à devenir très élevée.
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