船舶空气系统是船舶由静止到航行营运的初始动力，现代大型船舶柴油机输出功率日趋增大，柴油机缸径和轴颈尺寸随之越来越大，空气压缩机成为影响船舶安全航行的必不可少的设备。空压机是利用活塞的往复运动将常温常压空气经过单级或多级压缩成为高温高压的压缩气体，提供给主机或副机等设备启动使用。但随着船舶对压缩气体需求量的增加，空压机启停越发频繁，导致故障发生频度和难度日趋增高。空压机的正常运行将直接影响船舶安全可靠的航行。
　　往复活塞式空压机是由电动机带动轴旋转，再经连杆带动活塞产生往复运动，使气阀、活塞、汽缸所组成的活塞腔容积发生变化，达到压缩空气的目的。压缩以后的高温空气通过风冷或水冷的方式进行冷却。压缩机采用曲轴连杆机构。曲轴安装在曲轴箱两端的滚动轴承上。Ⅰ级气缸、Ⅱ级气缸以凸缘定位安装在曲轴箱上。连杆采用连杆螺钉紧固。连杆通过活塞销与活塞连接。在各级活塞上装有一定数量的气环起密封作用，同时还装有油环和刮油环，起润滑和收集气缸壁上多余润滑油回曲轴箱的作用。各级气阀均为随压力变化能自动启闭的环状阀或舌簧阀或组合阀。安全阀、控制阀多为弹簧调节式。曲轴曲柄销带动连杆大头回转，连杆小头通过活塞销带动活塞在气缸中作往复运动。Ⅰ级压缩空气经级间冷却器冷却、再经Ⅱ级压缩至额定压力后进入气瓶。压缩空气经单向阀进入气瓶。气瓶内气体的压力用压力表显示。当压缩空气超过调定压力时，控制阀、安全阀或压力控制装置先后工作，释放多余压缩空气，保护空气压缩机。
　　具体过程以单级活塞式空压机为例，假定气缸没有余隙容积，吸排气过程没有压力损失和压力脉动，吸气过程气体与气缸壁无热交换，工作过程无气体泄露，压缩气体在压缩过程的状态方程指数不变。如图所示，为活塞式空压机理论工作循环。当活塞从上止点向下止点移动时，压缩机处于吸气过程，此时气缸内压力始终与吸入管中的压力相等。最大吸气容积就是气缸工作容积。当活塞从下止点回行时，吸气阀关闭，气缸在缸内被压缩，当压力升高到排出压力时，排气阀开启，压缩过程结束，这时缸内气体体积被排出。排出阀开启后缸内压力即保持不变，直到活塞行至上止点，全部气体被排出，排出过程结束。当压力比比较大时采用多级压缩，考虑到空压机的额定功率和体积等因素，一般地多选择二级压缩。
　　大气在低压缸中被压缩，然后经过级间冷却器，在等压下对冷却水放热，接着进入高压缸，气体被进一步压缩至需要的压力并储存在储气罐中。采用二级压缩的空压机可以提高输气系数，减轻活塞上的作用力，同时在高压缸和低压缸中间设置级间冷却器，在低压缸被压缩后的气体经级间冷却器被冷却到常温，然后进入高压缸中压缩，压缩终点的温度与低压缸压缩终点温度相差不多，从而保证了气缸的良好润滑条件，节省压缩功，提高效率。使压缩终点的温度相对降低。
　　由于船舶空压机的重要性，空压机的故障分析和排除日益引起主管轮机员甚至船公司的重视。船上配备有两台空压机，一台正常使用一台备用。空压机随着运行时间的延长通常会出现故障， 任何异常都可能是故障的征兆。故障现象都具有一定的特点，比如说可见，可闻，可触摸等，概括起来不外乎以下几点：1、排气量降低，压力表显示压力偏低，且压力上升速度缓慢。如换用备用空压机时排气量正常，压力表压力上升速度正常，则可排除系泄漏的影响，若低压级气阀的阀盖温度很烫手，则可初步怀疑气阀存在漏泄情况。暂时用备用空压机为船舶提供压缩空气，对卸下空压机进行拆卸，取出低压级气阀，检查其阀片密封情况及弹簧弹性，或磨阀或换用另一组气阀；2、橡胶圈密封不良，此情况可更换橡胶圈，改善其密封情况。3、动态反常：如压缩机不易起动、工作时转速不稳、振动严重及突然停机等。4、声音反常：如发生各种不正常的敲击声、摩擦声、漏气声等。5、温度反常：如油、水温度指示过高或过低， 零部件表面温度及压缩气体温度过高等。6、外观反常：如压缩气体中混有较多的机油和水珠， 湿度过大， 露点过高，有漏油、漏水、漏气等现象。
　　除以上常规故障外，空压机也可能出现一些难以判断和解决的问题。如排温过高，高排气温度就是空压机因系统中出现的各种问题引起的温升故障。空压机在运行中如得不到充足的润滑或冷却，会使机体处在高温中长时间工作。而过高的油温会降低输气系数和增加功率消耗，润滑油粘度也会降低，过高的温度还会使转子和轴承材料的物理系数值产生变化，使轴承产生异常摩擦损耗，甚至出现轴承散珠事故，温度过高还会使润滑油在金属的催化下出现热分解，生成对工作有害的游离碳、酸类物和水分（结碳），严重时会使整个空压机卡死或出现停跳现象，而影响船舶正常航行。此时，应该检查、清洗空压机冷却腔室，添加或者更换滑油。
　　当然，空压机不仅仅出现以上故障，轮机员要想在日常管理中做到心中有数，就必须认真研究具体的机型，对主管空压机结构了如指掌。例如，我在某船工作时，主管空压机高温报警停跳。重新启动，运行十几分钟后轴卡死。在对滑油、循环管路及其他部件解体后，分析确认故障系冷油器中的冷却水管路因水垢堵塞，造成润滑油散热器效率下降，进油温度过高引起的轴承损坏后间隙增大，使轴窜动和径向位移，曲轴卡死。油温过高的主要原因是油冷却器失效造成的，由于油冷却器内冷却水管路较细，水受热结垢后累积造成管路堵塞，造成冷却水流量不足，使油温降不下来。针对此次事故显现的问题，解决冷却水问题成为头等大事。油冷却器的故障绝大部分与水冷却系统有着密切相关的联系。对冷却管路常规的处理方法是在冷却水中加入除垢剂及化学药品，用水泵将带压水打入油冷却水管路浸泡后反复冲洗疏通，用此法清理效果较好，可将水垢去除。但除垢剂有很强腐蚀性，频繁冲洗会使管壁变薄，影响管路的耐压性和使用寿命。要从根本上彻底解决问题，首先要从水源做起。对冷却水进行常规化验和投药成为确保空压机良好冷却、正常运行的必要手段。
　　通过以上分析可以看出：空气压缩机出现故障比较隐蔽， 往往在出现问题的时候才能得到人们的注意， 但它易使问题积少成多、积小成大。所以必须在日常维护中细心检查，发现故障的征兆，及时查明原因， 及时处理， 杜绝设备带病运行。为了保证空压机能够长期平稳可靠地运行，延长机组的使用寿命，必须严格按设备操作规程作业，制定详细的维护计划，定期检查保养，保持设备清洁，减少灰尘杂物侵入油冷却器、冷却管道等，确保冷却系统畅通无阻