Συμπίεση και αραίωση αερίων. Φυσικό αέριο – καύσιμο κινητήρα

Φυσικό αέριοαποτελείται κυρίως από μεθάνιο (τουλάχιστον 90%) με μικρές ακαθαρσίες αιθανίου (έως 6%), προπάνιο (έως 1,7%) και βουτάνιο (έως 1%).

Το αέριο μεθάνιο είναι άχρωμο και άοσμο, ελαφρώς διαλυτό στο νερό, ελαφρύτερο από τον αέρα. Αναφέρεται σε κορεσμένους υδρογονάνθρακες, τα μόρια των οποίων αποτελούνται μόνο από άνθρακα και υδρογόνο. Η υψηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο εξασφαλίζει πληρέστερη καύση του καυσίμου στους κυλίνδρους του κινητήρα σε σύγκριση με τη βενζίνη και το υγραέριο, επομένως το μεθάνιο είναι ένα πλήρες καύσιμο για αυτοκίνητα με καλά αντικτυπήματα.

Χαρακτηριστικά του μεθανίου.

Μοριακός τύπος - CH 4

Μοριακή μάζα, kg / mol - 16,03

Πυκνότητα σε θερμοκρασία 15°C και πίεση 0,1 MPa:

- σε αέρια κατάσταση, kg / m 3 - 0,717

– σε υγρή κατάσταση, kg/l – 0,42

Αριθμός άνθρακα - 2,96

Σημείο βρασμού, ° С - -161,7

Θερμοκρασία αυτανάφλεξης (φλας), ° С - 590

Καθαρή θερμογόνος δύναμη:

- σε αέρια κατάσταση, kJ / m 3 - 33800

– σε υγρή κατάσταση, kJ/l – 20900

Σχετική πυκνότητα (αεροπορικώς) - 0,554

Διαβρωτική δραστηριότητα - καμία

Τοξικότητα - μη τοξικό

Θερμοκρασία καύσης, ° С - 2030

Για αναφορά . Θερμότητα καύσης.

Θερμότητα καύσης- την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση 1 m 3 αερίου, με ατμοσφαιρική πίεσηκαι θερμοκρασία 20°C.

Υπάρχει όλο και χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη της καύσης αερίου. Κατά τον προσδιορισμό της ακαθάριστης θερμογόνου δύναμης, λαμβάνεται υπόψη όλη η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά την καύση και απομακρύνεται από τα προϊόντα καύσης ψύχοντάς τα στην αρχική θερμοκρασία. Στην πράξη, οι σχηματιζόμενοι υδρατμοί δεν συμπυκνώνονται και απομακρύνουν μέρος της θερμότητας που δαπανάται για τη θέρμανση 1 kg νερού από 0 έως 100 ° C, που είναι ίσο με 418,6 kJ.

Κατά την καύση, η θερμότητα καταναλώνεται για την εξάτμιση της υγρασίας που περιέχεται στο καύσιμο και λαμβάνεται από την καύση του υδρογόνου. Επομένως, για τον χαρακτηρισμό των καυσίμων αερίου, στην πράξη, χρησιμοποιείται η χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη της καύσης αερίου, η οποία είναι μια τυπική τιμή.

Πριν χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο κινητήρα, το φυσικό αέριο υποβάλλεται σε προκαταρκτική προετοιμασία για συμμόρφωση με τις παραμέτρους του για την απόδοση του κινητήρα (αφαίρεση ακαθαρσιών) και τις συνθήκες αποθήκευσης σε ένα όχημα.

Δεδομένου ότι το φυσικό αέριο υγροποιείται στους -161,7°C και σε φυσιολογικές συνθήκεςείναι αδύνατο να γίνει αυτό, στα αυτοκίνητα αποθηκεύεται σε κυλίνδρους σε συμπιεσμένη κατάσταση έως 20 MPa (200 kg / cm2).

Τα συμπιεσμένα αέρια χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι σε θερμοκρασία 20°C και υψηλή πίεση (20 MPa) παραμένουν σε αέρια κατάσταση.

Αέριο φυσικό καύσιμο συμπιεσμένο (συμπιεσμένο φυσικό αέριο).

Όσον αφορά τις φυσικές και χημικές παραμέτρους και την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες, το φυσικό αέριο καυσίμου πρέπει να συμμορφώνεται με το GOST 27577-2000 «Συμπιεσμένο φυσικό αέριο καυσίμου για κινητήρες εσωτερικής καύσης».

Όσον αφορά τις φυσικές και χημικές παραμέτρους, το αέριο σύμφωνα με την παρούσα GOST πρέπει να συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις και τα πρότυπα που αναφέρονται στον Πίνακα 1.

Τραπέζι 1.

№№p/n	δείκτες	Εννοια
1	2	3
1.	Η χαμηλότερη ογκομετρική θερμογόνος δύναμη, kJ/m 3, όχι μικρότερη από	31800
2.	Σχετική πυκνότητα προς τον αέρα	0,55-0,70
3.	Εκτιμώμενος αριθμός οκτανίων (σύμφωνα με τη μέθοδο του κινητήρα), όχι μικρότερος από	105
4.	Συγκέντρωση υδρόθειου, g/m 3, όχι περισσότερο	0,02
5.	Συγκέντρωση θείου μερκαπτάνης, g/m 3, όχι περισσότερο από	0,036
6.	Μάζα μηχανικών ακαθαρσιών σε 1 m 3, mg, όχι περισσότερο	1,0
7.	Συνολικό κλάσμα όγκου άκαυστων συστατικών, %, μέγ	7,0
8.	Κλάσμα όγκου οξυγόνου, %, όχι περισσότερο	1,0
9.	Συγκέντρωση υδρατμών, mg/m 3, όχι περισσότερο	9,0

Μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα της χρήσης συμπιεσμένου φυσικού αερίου σε σύγκριση με τη βενζίνη.

1. Μειονεκτήματα.

1.1. Η περιεκτικότητα σε αέριο υπό υψηλή πίεση απαιτεί τη χρήση κυλίνδρων υψηλής αντοχής που έχουν σημαντική μάζα και είναι κατασκευασμένοι από χάλυβες υψηλής ποιότητας. Το βάρος ενός κυλίνδρου χωρητικότητας 50 λίτρων με 10 m 3 αερίου είναι περίπου 70 kg.Η εγκατάσταση κυλίνδρων αερίου σε ένα αυτοκίνητο συνεπάγεται μείωση της φέρουσας ικανότητας του αυτοκινήτου κατά 10-12%, και η εμβέλεια του αυτοκινήτου μειώνεται επίσης.

Οι κύλινδροι για το LNG είναι δοχεία υψηλής πίεσης, για τους κυλίνδρους από κράμα χάλυβα, η περίοδος δοκιμής ορίζεται μία φορά κάθε 5 χρόνια και για τον ανθρακούχο χάλυβα - μία φορά κάθε 3 χρόνια.

1.2. Δεδομένου ότι η θερμογόνος δύναμη του μείγματος αερίου-αέρα μεθανίου είναι μικρότερη από τη θερμογόνο δύναμη του μείγματος βενζίνης-αέρα (3,22 MJ / m 3 για μεθάνιο με αέρα και 3,55 MJ / m 3 για βενζίνη με αέρα), και λόγω της χαμηλότερης αναλογίας πλήρωσης των κυλίνδρων, η ισχύς του κινητήρα όταν μεταφέρεται στο αέριο 2% μειώνεται κατά 1%.

1.3. Όταν χρησιμοποιείτε καύσιμο αερίου, είναι δύσκολο να ξεκινήσετε τον κινητήρα χειμερινή ώρασε θερμοκρασίες κάτω των 15°C. Ο λόγος είναι περισσότερος θερμότηταανάφλεξη του μείγματος αερίου-αέρα και χαμηλότερη ταχύτητα διάδοσης της φλόγας.

1.4. Για τη συντήρηση και επισκευή οχημάτων με αερόστατο απαιτείται υψηλότερο προσόν του σέρβις. Σε σύγκριση με τη συντήρηση κινητήρων βενζίνης και ντίζελ, η ένταση εργασίας στη συντήρηση και επισκευή εξοπλισμού αερίου αυξάνεται κατά 13-15%, και το κόστος - κατά 4-6%.

1.5. Η λειτουργία των κινητήρων με συμπιεσμένο αέριο συνοδεύεται από επιδείνωση των χαρακτηριστικών έλξης, δυναμικής και λειτουργίας των οχημάτων: ο χρόνος επιτάχυνσης αυξάνεται κατά 25-30%. μέγιστη ταχύτηταμειώνεται κατά 5-7%.

2. Οφέλη.

2.1. Το καύσιμο αερίου καίγεται πληρέστερα στους κυλίνδρους του κινητήρα λόγω των ευρύτερων ορίων ανάφλεξης του αερίου σε σύγκριση με τη βενζίνη. Εάν τα όρια ανάφλεξης της βενζίνης αναμεμειγμένης με αέρα είναι 6,0 και 1,5%, αντίστοιχα, τότε τα όρια ανάφλεξης του πεπιεσμένου αερίου αναμεμειγμένου με αέρα είναι 15% για το ανώτερο όριο και 5% για το κάτω όριο. Αυτό καθιστά δυνατή την εξάντληση του εύφλεκτου μείγματος σε α=1,2-1,3 στους τρόπους λειτουργίας των κινητήρων.

Ως αποτέλεσμα, η τοξικότητα των καυσαερίων μειώνεται σημαντικά (από την άποψη της περιεκτικότητας σε οξείδια του άνθρακα - κατά 2-3 φορές, από την περιεκτικότητα σε οξείδια του αζώτου - κατά 1,2-2,0 φορές, από την περιεκτικότητα σε υδρογονάνθρακες - κατά 1,1-1,4 φορές).

2.2. Το συμπιεσμένο αέριο δεν αραιώνει το λάδι στον στροφαλοθάλαμο, δεν ξεπλένει το λάδι από τα τοιχώματα του κυλίνδρου και δεν επιδεινώνει τις συνθήκες λίπανσης. Επομένως, η φθορά των τμημάτων των κινητήρων που λειτουργούν με αέριο είναι χαμηλότερη από αυτή των βενζινοκινητήρων. Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας των κινητήρων αυξάνεται κατά 1,3-1,5 φορές. Η διάρκεια ζωής του λαδιού αυξάνεται επίσης κατά 1,5-2 φορές και το κόστος του μειώνεται κατά 25-35 τοις εκατό.

2.3. Οι τιμές CNG είναι χαμηλότερες από τη βενζίνη: Εξοικονόμηση κόστους καυσίμου είναι διαθέσιμη παρά την απώλεια ισχύος του κινητήρα και το μειωμένο ωφέλιμο φορτίο του οχήματος.

Autotrans-consultant.ru.

Λαμβάνεται συμπιεσμένο συμπιεσμένο αέριο διαφορετικοί τρόποι: απευθείας από γεωτρήσεις αερίου, ως προϊόν διύλισης πετρελαίου και με κλασματοποίηση συμπυκνώματος αερίου ή αερίου που σχετίζεται με το πετρέλαιο. Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο όχι μόνο μπορεί να αντικαταστήσει επιτυχώς τα υγρά καύσιμα κινητήρων, αλλά και τα ξεπερνά σε μια σειρά παραμέτρων. Το κύριο πλεονέκτημά του είναι ότι το συμπιεσμένο φυσικό αέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις οδικές μεταφορές χωρίς δαπανηρή τεχνολογική επεξεργασία.

Η σύνθεση των φυσικών αερίων που παράγονται σε οικιακά κοιτάσματα είναι αρκετά παρόμοια. Βασικά (82-98%) είναι μεθάνιο CH 4 με μικρές ακαθαρσίες (έως 6%) αιθάνιο C 2 H 6, έως 1,5% προπάνιο C 3 H 8 και έως 1% βουτάνιο C 4 H 10. Στα συναφή αέρια που παράγονται σε κοιτάσματα πετρελαίου, ανάλογα με την περιοχή παραγωγής, η περιεκτικότητα σε μεθάνιο μπορεί να κυμαίνεται από 40 έως 82%, και βουτάνιο και προπάνιο - από 4 έως 20%.

Το κύριο συστατικό - μεθάνιο CH 4 χαρακτηρίζεται από την υψηλότερη κρίσιμη θερμοκρασία (-82°C). Επομένως, όταν κανονικές θερμοκρασίεςΑκόμη και σε υψηλή πίεση, το μεθάνιο δεν μπορεί να υγροποιηθεί: αυτό απαιτεί χαμηλή θερμοκρασία.

Οι ιδιότητες του μεθανίου καθορίζονται από τη μοριακή του δομή. Το αέριο αναφέρεται σε απλούς υδρογονάνθρακες. Το μόριο του περιέχει ένα μέγιστο υδρογόνο ανά άτομο άνθρακα. Αυτό οφείλεται στην υψηλή θερμική αγωγιμότητα του μεθανίου, στο ευρύ φάσμα ευφλεκτότητας και στη χαμηλή περιεκτικότητα σε τοξικά συστατικά. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε υδρογόνο στο συμπιεσμένο αέριο, καίγεται πληρέστερα στους κυλίνδρους του κινητήρα από το HPS και τη βενζίνη. Σε σύγκριση με άλλα αέρια υδρογονανθράκων, το μεθάνιο είναι πολύ ελαφρύτερο από τον αέρα, επομένως σε περίπτωση διαρροής συσσωρεύεται στο πάνω μέρος του δωματίου. Η υψηλή αντίσταση εκπυρσοκρότησης του μεθανίου επιτρέπει τον εξαναγκασμό του κινητήρα σε σχέση με το λόγο συμπίεσης (9,5-10,5).

Από πλευράς ενεργειακών παραμέτρων, 1 m3 φυσικού αερίου ισοδυναμεί με 1 λίτρο βενζίνης. Ταυτόχρονα, το φυσικό αέριο έχει πολύ χαμηλή ογκομετρική συγκέντρωση ενέργειας. Εάν η θερμότητα καύσης 1 λίτρου υγρού καυσίμου είναι 31426 kJ, τότε για το φυσικό αέριο είναι 33,52-35,62 kJ, δηλ. σχεδόν 1000 φορές μικρότερο. Επομένως, το φυσικό αέριο πρέπει να συμπιέζεται σε υψηλή πίεση.

Στους σταθμούς συμπίεσης πλήρωσης αερίου αυτοκινήτων στη Ρωσία, η πίεση λειτουργίας είναι 20 MPa.

Για συμπιεσμένο αέριο, χρησιμοποιούνται εγκαταστάσεις κυλίνδρων αερίου (κύλινδροι, βαλβίδες, μειωτήρες, αγωγοί αερίου κ.λπ.), σχεδιασμένες να λειτουργούν σε υψηλή πίεση - 19,6 MPa (200 kgf / cm 2). Καθώς το αέριο από τον κύλινδρο καταναλώνεται, η πίεση εργασίας σε αυτόν μειώνεται συνεχώς.

Οι κύλινδροι CNG έχουν χωρητικότητα 34-400 λίτρων, σχεδιασμένοι για πίεση 19,6 MPa.

Δεδομένου ότι οι κύλινδροι αποθήκευσης συμπιεσμένου αερίου είναι κατασκευασμένοι από χοντρά τοιχώματα, μια μπαταρία οκτώ τέτοιων κυλίνδρων είναι αρκετά βαριά. Κατά συνέπεια, μειώνεται και η χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου των οχημάτων. Ταυτόχρονα, τα χιλιόμετρα των αυτοκινήτων που λειτουργούν με CNG γίνονται 2 φορές μικρότερα από ό,τι με βενζίνη. Ως εκ τούτου, η κρυογονική τεχνολογία αποθήκευσης CNG σε ένα αυτοκίνητο θεωρείται πιο υποσχόμενη. Επιπλέον, αυτή η κατεύθυνση θεωρείται ορόσημο στην πορεία προς τη δημιουργία κινητήρων υδρογόνου.

Το συμπιεσμένο (συμπιεσμένο) φυσικό αέριο (CNG), το οποίο προηγουμένως ονομαζόταν συμπιεσμένο φυσικό αέριο (CNG), ρυθμίζεται σύμφωνα με το GOST 27577-2000 "Το συμπιεσμένο αέριο καυσίμου για κινητήρες εσωτερικής καύσης" καθορίζει τις φυσικοχημικές και λειτουργικές παραμέτρους του CNG (Πίνακας 5.7).

Πίνακας 5.7 Φυσικά, χημικά και χαρακτηριστικά απόδοσης CNG

Σημείωση. Η τιμή των δεικτών ρυθμίζεται σε θερμοκρασία 293K (20 ° C) και πίεση 0,1013 MPa .

Σύμφωνα με την GOST για το CNG, η θερμοκρασία του αερίου που πληρώνεται στους κυλίνδρους των αυτοκινήτων δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 40°C. Σε θερμοκρασία περιβάλλονάνω των 35°C, η θερμοκρασία του φορτισμένου αερίου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 5°C υψηλότερη από τη θερμοκρασία του αέρα. Η θερμοκρασία CNG κατά την πλήρωση καθορίζεται κατόπιν αιτήματος των καταναλωτών.

Το CNG αναφλέγεται σε θερμοκρασία 635-645°C στον θάλαμο καύσης του κινητήρα, η οποία είναι 3 φορές υψηλότερη από τη θερμοκρασία ανάφλεξης της βενζίνης.

Αυτό καθιστά δύσκολη την εκκίνηση του κινητήρα, ειδικά σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος (κάτω από -5°C). Επομένως, τα αυτοκίνητα διαθέτουν εφεδρικό σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου με βενζίνη. Ταυτόχρονα, όσον αφορά την ανάφλεξη και τον κίνδυνο πυρκαγιάς, το CNG είναι πολύ πιο ασφαλές από τη βενζίνη.

Οι θετικοί παράγοντες χρήσης CNG περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

Η διάρκεια ζωής του λαδιού κινητήρα αυξάνεται κατά 1,5-2,0 φορές λόγω της απουσίας αραίωσης και μείωσης της ρύπανσης. Ως αποτέλεσμα, η κατανάλωση λαδιού μειώνεται κατά 30-40% σε σύγκριση με τους βενζινοκινητήρες.

Ο πόρος κινητήρα του κινητήρα αυξάνεται κατά μέσο όρο 35-40% λόγω της απουσίας εναποθέσεων άνθρακα στα μέρη της ομάδας κυλίνδρου-εμβόλου.

Αυξάνει τη διάρκεια ζωής των μπουζί κατά 40%.

Η λειτουργία γενικής επισκευής του κινητήρα αυξάνεται κατά 1,5 φορές.

Σημαντικά μειωμένες (έως 90%) εκπομπές με καυσαέρια επιβλαβών ουσιών, ιδιαίτερα CO.

Οι κινητήρες των οχημάτων με υγραέριο που λειτουργούν με CNG, εάν το αέριο εξαντληθεί, μπορούν γρήγορα να αλλάξουν σε λειτουργία με βενζίνη.

Μαζί με τα πλεονεκτήματα, μπορούν να σημειωθούν τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

Η ένταση εργασίας της συντήρησης και της επισκευής αυξάνεται κατά 7-8%, και η τιμή ενός αυτοκινήτου αυξάνεται κατά μέσο όρο κατά 27% λόγω της παρουσίας πρόσθετου εξοπλισμού αερίου-μπαλονιού.

Η ισχύς του κινητήρα μειώνεται κατά 18-20%. Τα χαρακτηριστικά δυναμικής έλξης και λειτουργίας των αυτοκινήτων επιδεινώνονται: ο χρόνος επιτάχυνσης αυξάνεται κατά 24-30%. Η μέγιστη ταχύτητα μειώνεται κατά 5-6%. Οι περιοριστικές γωνίες αναρρίχησης που πρέπει να ξεπεραστούν μειώνονται κατά 30-40%. η λειτουργία ενός αυτοκινήτου με ρυμουλκούμενο είναι δύσκολη. η αυτονομία οδήγησης σε ένα βενζινάδικο μειώνεται (δεν υπερβαίνει τα 200-250 km).

Η φέρουσα ικανότητα του οχήματος μειώνεται κατά 9-14% λόγω της χρήσης κυλίνδρων από χάλυβα υψηλής πίεσης (ο αριθμός και το βάρος τους μπορεί να διαφέρουν).

Το ποσοστό χρήσης των οχημάτων LPG μειώνεται κατά 8-13% σε σύγκριση με τα βενζινοκίνητα οχήματα.

Η ετήσια παραγωγικότητα όταν εργάζεστε σε αστικές συγκοινωνίες μειώνεται κατά 14-16% σε σύγκριση με τη βενζίνη.

Τα θεωρούμενα χαρακτηριστικά του CNG ως καυσίμου για αυτοκίνητα καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό της ορθολογικής περιοχής εφαρμογής των αυτοκινήτων με αερόστατο: μεταφορά σε μεγάλες πόλεις και παρακείμενες περιοχές (προτεραιότητα είναι η βελτίωση της εναέριας λεκάνης).

Η αποτελεσματικότητα της ενδομεταφοράς σε οχήματα με αερόστατο είναι προφανής κατά την εξυπηρέτηση του εμπορίου, του νοικοκυριού, των επικοινωνιών και άλλων ιδρυμάτων.

Γενική περιγραφή παλινδρομικών συμπιεστών. Μονοστάδιο και δύο σταδίων. επιβλαβής χώρος

Ανάλογα με τη φύση της δράσης, οι παλινδρομικοί συμπιεστές μπορεί να είναι μονής (ή απλής) και διπλής δράσης. Σε μονάδες μονής δράσης, εκτελείται μία αναρρόφηση ή εκκένωση ανά διαδρομή εμβόλου. Στους συμπιεστές διπλής ενέργειας πραγματοποιούνται δύο αναρροφήσεις ή εκκενώσεις σε μία διαδρομή του εμβόλου.

Ανάλογα με τον αριθμό των σταδίων συμπίεσης, οι παλινδρομικοί συμπιεστές χωρίζονται σε τρεις τύπους: μονοβάθμιων, δύο σταδίων και πολλαπλών σταδίων. Το στάδιο συμπίεσης ονομάζεται συνήθως το τμήμα του συμπιεστή στο οποίο το αέριο συμπιέζεται σε μια ενδιάμεση ή τελική πίεση.

Δομικά, οι μονοβάθμιοι συμπιεστές μπορεί να είναι κάθετοι ή οριζόντιοι. Κατά κανόνα, οι συμπιεστές με οριζόντια σχεδίαση είναι μηχανές διπλής ενέργειας και οι συμπιεστές με κατακόρυφο σχέδιοανήκουν στις μονάδες της απλής δράσης.

Σε μονοβάθμιο συμπιεστή μονής δράσης με οριζόντιου τύπουσχεδίαση, το έμβολο κινείται μέσα στον κύλινδρο. Ο κύλινδρος είναι εξοπλισμένος με κάλυμμα που διαθέτει βαλβίδες αναρρόφησης και παροχής. Το έμβολο του συμπιεστή συνδέεται με τη μπιέλα και τη μανιβέλα. Ένας σφόνδυλος βρίσκεται στον άξονα του στρόφαλου. Κατά τη διαδρομή του εμβόλου από αριστερά προς τα δεξιά, εμφανίζεται κενό στην περιοχή μεταξύ του εμβόλου και του κυλίνδρου. Η διαφορά πίεσης μεταξύ της γραμμής αναρρόφησης και του κυλίνδρου προκαλεί το άνοιγμα της βαλβίδας, προκαλώντας τη ροή αερίου στον κύλινδρο. Όταν το έμβολο αντιστρέφεται από δεξιά προς τα αριστερά, η βαλβίδα αναρρόφησης κλείνει και το αέριο στον κύλινδρο συμπιέζεται σε επίπεδο πίεσης p 2 . Περαιτέρω, μέσω της βαλβίδας, το αέριο μετατοπίζεται στη γραμμή εκκένωσης. Ο κύκλος τελειώνει και επαναλαμβάνεται ξανά.

Ο μονοβάθμιος συμπιεστής διπλής ενέργειας είναι εξοπλισμένος με τέσσερις βαλβίδες (δύο αναρρόφησης και δύο εκκένωσης). Τέτοιες μηχανές είναι πιο περίπλοκες, αλλά το επίπεδο απόδοσής τους είναι διπλάσιο. Για σκοπούς ψύξης, ο κύλινδρος και τα καλύμματα μπορούν να εξοπλιστούν με χιτώνια νερού. Για να αυξηθεί ο δείκτης παραγωγικότητας, αυτά τα μηχανήματα μπορούν να κατασκευαστούν σε σχέδια πολλαπλών κυλίνδρων. Οι μονοβάθμιοι συμπιεστές με κατακόρυφο τύπο σχεδίασης είναι πιο παραγωγικοί και ταχύτεροι από τους οριζόντιους. Επιπλέον, καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο στο δάπεδο και είναι πιο ανθεκτικά.

Οι συμπιεστές δύο σταδίων με οριζόντια σχεδίαση είναι συνήθως εξοπλισμένοι με μονοκύλινδρο και βαθμιδωτό ή διαφορικό έμβολο. Το αέριο συμπιέζεται στον κύλινδρο από την αριστερή πλευρά του εμβόλου, μετά το οποίο περνά μέσα από το ψυγείο και εισέρχεται στον κύλινδρο από την άλλη πλευρά, όπου συμπιέζεται στο επίπεδο p 2 .

Τα σχέδια πολλαπλών σταδίων είναι εξοπλισμένα με κυλίνδρους που είναι διατεταγμένοι σε σειρά (σύστημα tandem) ή παράλληλα (σύνθετο σύστημα). Υπάρχουν επίσης αντίθετα σχέδια συμπιεστών, όπου τα έμβολα κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Οι κύλινδροι σε κατασκευές αυτού του τύπου βρίσκονται και στις δύο πλευρές του άξονα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η πραγματική διαδικασία συμπίεσης αερίου στον συμπιεστή διαφέρει από τη θεωρία. Έτσι, μεταξύ του εμβόλου, όταν βρίσκεται στην ακραία θέση του και του καλύμματος του κυλίνδρου, υπάρχει κάποιος ελεύθερος όγκος. Αυτό το κενό ονομάζεται επιβλαβής χώρος. Σε αυτό το κενό, με την ολοκλήρωση της έγχυσης, το συμπιεσμένο αέριο διαστέλλεται κατά την αντίστροφη διαδρομή του εμβόλου. Για το λόγο αυτό, η βαλβίδα αναρρόφησης ανοίγει μόνο αφού το επίπεδο πίεσης έχει πέσει στο επίπεδο πίεσης αναρρόφησης. Έτσι, το έμβολο κάνει μια κίνηση ρελαντί, η οποία μειώνει την απόδοση του συμπιεστή.