在各種往復活塞壓縮機中，最典型、應用最廣的是各種曲軸驅動往復活塞壓縮機。單作用無十字頭的往復活塞空氣壓縮機。旋轉的曲軸通過連桿帶動活塞沿氣缸內壁面作往復直線運動。當活塞向下運動時，包含在活塞端面與氣缸之間的工作容積增大而形成真空，這時經過空氣濾清器的空氣推開吸氣閥而被吸進氣缸。當活塞作反向行程運動時,吸氣閥關閉,封閉在氣缸內的氣體受到壓縮，且隨著容積的減小而壓力不斷提高。當壓縮氣體的壓力達到略高于排氣管內空氣壓力和排氣閥彈簧的阻力時，氣體即推開排氣閥而進入排氣管。用來控制氣體吸入和排出氣缸的部件稱氣閥，它在壓力差和彈簧力的作用下自行啟閉，故稱自動作用閥。最常用的氣閥結構。由于結構上的原因,在排氣終了時氣缸內還有部分空氣殘留,氣缸中容納殘余空氣的空間稱余隙容積。活塞向下運動初期，余隙容積的空氣在氣缸內膨脹，直到氣缸內的壓力略低于吸氣管內的空氣壓力，吸氣閥開啟，氣缸從吸氣管內吸進新鮮空氣。氣缸內進行的吸氣、壓縮、排氣和膨脹4個過程組成一個循環。