CN104040177A - 空气静压线性压缩器的活塞汽缸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活塞（1）和汽缸（2）组件，其能够降低由具有空气静压轴承装置的线性压缩器的气体产生的效率损失。因此，在活塞-汽缸组件的活塞（1）和汽缸（2）之间的空间被设计成：当活塞（1）接近汽缸头（3）时，就是说，当未被制冷过程利用的气体密度最高时，降低活塞（1）的上部中的径向空隙（12）。活塞（1）和汽缸（2）组件必须这样的几何尺寸关系以使得所述径向空隙（12）将相对于在径向空隙（12）中的气体密度以反比例方式变化。

Description

空气静压线性压缩器的活塞汽缸装置

技术领域

本发明涉及用于冷却具有空气静压轴承装置的线性压缩器的活塞/汽缸组件，更具体地涉及组件的尺寸关系，从而最小化损失。

背景技术

一般而言，冷却回路的基本结构包括四个部件，即：压缩器、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。这些元件表征冷却回路，流体在冷却回路中循环从而能够降低内部环境的温度、从此介质带走热量并通过所述元件将热量转移到外部环境。

在冷却回路中循环的流体通常遵循此通过顺序：压缩器、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、然后再回到压缩器，这表征闭合回路。在循环期间，流体经历造成流体状态（可以是气态或液态）改变的压力和温度变化。

在冷却回路中，压缩器用作冷却系统的心脏，从而产生沿系统的部件的冷却流体流。压缩器通过升高其内部的压力来升高冷却流体的温度并推动此流体在回路中循环。

因此，压缩器在冷却回路中的重要性是毋庸置疑的。存在可应用于冷却系统的各种类型的压缩器，但是本发明的领域中关注方面将仅集中于线性压缩器。

由于活塞和汽缸之间的相对运动，需要为活塞提供轴承装置。此轴承装置包括存在于活塞的外径和汽缸的内径之间的空隙中的流体，从而防止它们之间的接触及因此防止活塞和/或汽缸的过早磨损。存在于所述两个部件之间的流体还用于减小它们之间的摩擦，由此使得压缩器的机械损失更低。

为活塞提供轴承装置的一种方式是借助于空气静压轴承，其本质上在于在活塞和汽缸之间产生气体轴承装置，从而防止这两个部件之间的磨损。使用此类型的轴承装置的其中一个原因由如下事实来证实：其具有远低于任何其它油的粘滞摩擦系数，因此有助于致使花费在空气静压轴承系统上的能量远低于花费在油润滑上的能量，从而获得更好的压缩器输出。由使用冷却气体本身作为润滑流体产生的一个优点是不存在油泵送系统。

在图1和2中可见，通过活塞在汽缸内的轴向和振荡运动而发生气体压缩机制。在汽缸顶部是汽缸头，汽缸头连同活塞和汽缸形成压缩腔。排放阀和吸入阀位于汽缸头处，它们调节气体的进入和离开汽缸。继而，通过与压缩器的线性马达保持连接的致动器来致动活塞。

通过线性马达致动的压缩器活塞具有进行线性交替运动的功能，致使活塞在汽缸内移动，以对从吸入阀进入的气体施加压缩动作直到气体处于待通过排放阀被排放到高压侧的位置。

为了使空气静压轴承装置正确地运行，有必要在包括处于外部的汽缸的高压区与活塞和汽缸间的空隙之间使用限流器。此限制用于控制轴承装置区域中的压力并限制气体流。

在各种可行方案中，通常采用冷却回路气体自身来提供活塞的空气静压轴承装置。以此方式，在轴承装置中使用的全部气体代表压缩器的效率损失，这是因为气体偏离其在冷却系统的蒸发器中制冷的最初功能。因此，期望轴承装置中采用的气体流率尽可能小，从而不会降低压缩器效率。

为了使冷却压缩器高效地工作，应该保持此类设备的所有特征损失尽可能低，所述特征损失例如是机械损失（部件之间的摩擦）、电损失（出现寄生电流，抵抗马达电流通过）或热力学损失（泄漏，不期望的热流）。对于气体压缩，为了使压缩器的效率高，必要的是，对气体进行的所有工作都应该在冷却系统中被利用。为此，在气体压缩之后导致气体损失的任何类型的泄漏或现象都是不期望的。

无论如何，总是会存在泄漏，这是因为为了提供轴承装置，气体应该存在于汽缸壁和活塞壁之间。然而，效率逻辑要求保持气体泄漏尽可能少，以便不显著影响压缩器效率。

压缩器中泄漏的主要来源是排放阀和吸入阀以及活塞和汽缸之间的空隙。在下文中，活塞和汽缸之间的空隙将被称作周围空隙。

为了更好地理解导致压缩器效率降低的现象，活塞顶部和汽缸头之间的区域被称作压缩腔，并且在所述压缩腔中使气体具有高压。活塞底部和与汽缸头相对的汽缸部分之间的区域被称作低压区。

在使用空气静压轴承装置的线性压缩器中，发生与气体损失相关的如下两个现象，它们将是用于理解本技术的观察对象。

泄漏

现象“泄漏”由在高压区（活塞顶部上方）和低压区（活塞底部下方）之间通过周围空隙循环的气体量来定义。当活塞处于压缩阶段（即，朝向汽缸头移动）时，总是发生此泄漏现象。当发生此活塞运动时，气体被压缩直至通过周围空隙、遍及空隙长度（Cf）、到达位于压缩腔的相对侧上的吸入压力区（Ps）的排放压力（Pd）。应该注意，此气体并不离开压缩器而进入冷却系统从而起制冷的主要作用。

不可逆性

对于热力学，不可逆性是所有实际过程的特点并且它们的来源是消耗过程。设置有空气静压轴承装置的系统在压缩时经历由在汽缸和活塞之间的空隙中存在的气体的少部分导致的不可逆现象。不可逆性可被理解为由流入和流出周围空隙的气体的少部分流所导致的能量损失。

鉴于设置有轴承装置的线性压缩器的技术，加载损失总是与气体流相关，其不可避免地消耗能量，此不可逆现象不利地影响压缩器。

问题

为了更好地理解泄漏和不可逆性现象的影响，图5示出将所述两个现象所消耗的能量与活塞和汽缸之间的空隙相关联的试验结果。应该注意，由不可逆性和泄漏导致的损失同时地发生。

图5的图形毫无疑问地示出了效率损失的幅值，因为活塞和汽缸之间的近似5μm的尺寸变化引起近似2W-10W的能量损失，就是说，活塞/汽缸组件中的空隙越大，相关的能量损失越大。

因此，毫无疑问，设置有空气静压轴承装置的线性压缩器技术需要具有抑制由周围空隙导致的增加的能量效率损失的方案。

因此，目前没有能够（借助于将冷却气体用于向活塞提供轴承装置而导致的）有效地降低效率损失的设置有空气静压轴承装置的线性压缩器。换言之，本发明设法通过减小特定周围空隙实现被设计用于抑制在提供轴承装置时的效率损失的几何构型和尺寸关系，以及提供易于生产实现的方案、确保最终使用者的利益并由于更好的能量效率而确保环境友好。

发明目的

因此，本发明的目的在于最小化设置有空气静压轴承装置的线性压缩器的气体上所产生的效率损失。

本发明的目的还在于提供活塞/汽缸组件之间的间隔调节，从而减小具有未被冷却过程利用的较高气体密度的空隙。

本发明的又一目的在于提供活塞/汽缸组件中的尺寸关系和形状关系，从而确保设置有空气静压轴承装置的线性压缩器的最大效率。

发明内容

本发明的目的由一种活塞/汽缸组件实现，活塞可移位地位于汽缸内，活塞在上死点和下死点之间移动，其中，在汽缸的内壁和活塞的外壁之间存在周围空隙，以便为活塞提供空气静压轴承装置，其中，当活塞处于其上死点处时在活塞的上部处存在最小周围空隙，并且线性压缩器包括所述活塞/汽缸组件。

本发明的目的还由一种用于线性压缩器的活塞/汽缸组件来实现，活塞可移位地位于汽缸内，活塞在高压部分和低压部分之间移动，高压部分具有比低压部分高的气体密度，周围空隙被限定在汽缸的内壁和活塞的外壁之间，以便为活塞提供利用气体的空气静压轴承装置，周围空隙的尺寸相对于周围空隙中的气体密度以反比例方式改变。

附图说明

现在将参照附图中描绘的实施例的例子更详细地描述本发明。附图示出：

图1是设置有现有技术的空气静压轴承装置的线性压缩器的剖视图。

图2是设置有现有技术的空气静压轴承装置的线性压缩器的剖视图，示出了气体压力。

图3是设置有现有技术的空气静压轴承装置的线性压缩器的剖视图，示出了在时刻i）下的气体压力。

图4是设置有现有技术的空气静压轴承装置的线性压缩器的剖视图，示出了在时刻ii）下的气体压力。

图5是由汽缸和活塞之间的空隙导致的能量损失的图形。

图6是根据压力、位置和时间而定的活塞/汽缸空隙中的压力曲线的图形。

图7是在活塞/汽缸空隙中在活塞的顶部和底部区域中的气体质量流的图形。

图8是在活塞/汽缸空隙中在活塞的顶部区域中的气体质量流的图形。

图9是在活塞/汽缸空隙中在活塞的底部区域中的气体质量流的图形。

图10是活塞/汽缸组件的剖视图，其具有有效方案。

图11是本发明的活塞/汽缸组件的可行实施例的剖视图。

图12是本发明的活塞/汽缸组件的可行实施例的剖视图。

图13是本发明的活塞/汽缸组件的可行实施例的剖视图。

图14是本发明的活塞/汽缸组件的可行实施例的剖视图。

具体实施方式

本发明提出对于具有空气静压轴承装置的线性压缩器的活塞/汽缸组件的技术改进，包括对能量效率和生产过程的改进。

根据冷却回路的运行原理并如图1所示，优选地，通过活塞1在汽缸2内的轴向和振荡运动来实现气体压缩机制。在汽缸头3处安置有用于调节气体进入和离开汽缸2的排放阀5和吸入阀6。还应该注意，通过与线性压缩器马达连接的致动器7来致动活塞1，在本文件中线性压缩器马达不是被进一步阐述的对象。

压缩器的活塞1当由线性马达致动时具有产生线性交替运动的功能，从而提供活塞1在汽缸2内的运动，从而将通过吸入阀6进入的气体压缩至气体可通过排放阀5被排放到高压侧的程度。

汽缸2被安装在汽缸体8和盖9内，盖9具有将压缩器连接到系统的其余部分的排放通道10和吸入通道11。

如上所述，活塞1和汽缸2之间的相对运动需要活塞1的轴承装置，所述轴承装置包括两个壁之间的周围空隙12中存在流体，以便在运动期间分离所述活塞和汽缸。使用气体自身作为润滑流体的优点是不存在油泵送系统。

优选地，用作轴承装置的气体可以是由压缩器泵送并输送到冷却系统的气体自身。在此情形中，气体在被压缩后从排放腔13、从盖9通过管道14改变方向到围绕汽缸2的加压区域15，其中，加压区域15由汽缸2的外径和汽缸体8的内径形成。

从加压区域15，气体穿过限制器16、17、18、19，从而形成防止活塞1和汽缸2之间接触的气垫，所述限制器16、17、18、19朝向存在于活塞1和汽缸2之间的周围空隙12被插入汽缸壁2中。

为了限制加压区域15和周围空隙12之间的气体流，需要使用限制器16、17、18、19。此限制用于控制轴承装置区域中的压力并限制气体流，因为在轴承装置中使用的全部气体代表压缩器的效率损失，因为气体的主要功能是被输送到冷却系统并制冷。因此，应该指出，转向到轴承装置的气体应该尽可能少，从而不会降低压缩器的效率。

为了使活塞1在汽缸2内保持平衡，在汽缸2的给定部段优选需要至少三个限制器16、17、18、19，并且限制器16、17、18、19中的至少两个区域需要在汽缸2上。限制器应该处于这样的位置，即，即使活塞1振荡地运动，限制器16、17、18、19也绝不会露出，也就是说，活塞1不会离开限制器16、17、18、19的致动区域。

图2示出涉及存在于汽缸/活塞1组件内的压缩的信息。图2的时刻对应于由活塞1引起的气体压缩运动。在此时刻，气体排放压力远高于在活塞1的相对区域中存在的压力。

为了更好地理解导致压缩器效率下降的现象，活塞1的顶部和汽缸头3之间的区域将被称作高压区。活塞汽缸头3将被称作低压区。

继而，当活塞1的顶部处于最接近汽缸头3的点处时，该点被称作上死点（TDE/PMS），并且当活塞1的顶部处于最远离汽缸头3的点处时，该点被称作下死点（LDE/PMI）。因此，活塞1在上死点（TDE/PMS）和下死点（LDE/PMI）之间执行线性运动。

当然，压缩时的气体压力在高压区较高。此气体流到由活塞直径（Pd/Dp）和汽缸直径（Cd/Dc）之差限定的周围空隙12，从而行进空隙（Cf）的整个长度，在此情形中，所述整个长度对应于活塞1的长度。为了更好地限定本发明，为了实现存在于周围空隙12中的压缩，应该理解，周围空隙12的顶部和周围空隙12的底部在整个空隙Cf上变化。

如已经证明的，活塞1和汽缸2之间的空隙的尺寸与压缩器的效率损失有相当大的关系。为了评估更好的方案，应该检测泄漏和不可逆性中的哪个因素对效率损失的影响更大。为此，我们利用理论模型。

总之，在解释模拟的结果之前，需要说明气体性质的几个特点。因此，冷却器的热交换基于“理想气体状态方程”，其证明对于气态物质，体积和压强与它们的绝对温度成正比、并彼此成反比。

此外，需要综合考虑由周围空隙12建立的气体流的几个特点：

· 对任何流体来说都是如此，空隙内的气体流展现加载损失；

· 气体是可压缩流体，从而使得加载损失致使气体压力贯穿整个空隙变化，并导致其密度变化；

· 贯穿整个活塞长度的周围空隙12中的压力曲线（因此，气体密度）呈现不同形式，这取决于压缩周期的时刻。

根据所述特点，考虑实现理论模型的两个不同时刻。时刻1对应于图3，并且发生在活塞处于其上死点处时。继而，时刻2对应于图4，并且发生在活塞1的抽吸运动的开始时。

图6示出根据活塞1相对于汽缸2的压力、位置和时间而定的周围空隙中的压力曲线。此图形示出了：活塞1的振荡运动周期对应于X轴，并且可以在150ms附近识别出虚线表示的时刻1和2（见标示i1和i2）。Y轴的增加变化对应于沿汽缸2相对于活塞1的空隙的位置。最后，压力的增加对应于Z轴处的增加。借助于图形可以断定：

i）在时刻1（i1），在整个活塞1上的压力曲线中，最小值在活塞1的底部区域；换言之，在底部处的压力总是最小的，无论活塞1顶部处的压力有多大；

ii）在时刻2（i2），整个周围空隙12上的压力曲线（虚线）在周围空隙12的中心区域具有最大值，最小压力在底部处，并且中间压力在周围空隙12的顶部。

在任何时刻，根据图6所示的压力曲线，都示出了通过活塞1和汽缸2之间的周围空隙12的气体质量流并且示出了贯穿整个空隙12的气体密度。图7的图形示出在等于活塞1的振荡的时间内活塞1的底部和顶部区域中的质量流，还示出在图6的图形中已经提及的时刻1和2（i1和i2）。

图7的图形示出从压缩腔4出来的流对应于负质量流，即，在活塞1的顶部区域（TP）或在底部区域（BP）处。正流代表返回压缩腔4的气体。

可以注意到，在大部分时间内，活塞1顶部处的质量流不同于底部处的质量流。还可以注意到，在周围空隙12的底部区域处存在持续的气体泄漏（负值的虚线），其质量流在活塞1的振荡期间变化很少。

对应于在活塞1的顶部区域的周围空隙12中的质量流的实线示出，气体在一定时间段内从压缩腔4出来并进入周围空隙12（负质量流—横坐标轴下方的实线）。

此外，在抽吸运动开始时，保持在周围空隙12中的气体返回至压缩腔4。沿与通过吸入阀6进入压缩腔4中的抽吸压力（Ps）相反的方向的这种压力减少气体进入压缩腔4中，由此影响压缩器的输出。

仔细观察分别对应于时刻1（i1）和时刻2（i2）的图3和4，根据图6和7的图形，可以看出在时刻1（i1）时活塞处于上死点（PMS），在该处最大的质量流（2.8E-10kg/s）从压缩腔4出来并进入在活塞1的顶部区域中的周围空隙12，通过活塞1的底部区域的泄漏为0.04E-10kg/s。

对于时刻2，在从周围空隙12的顶部区域返回至压缩腔4的气体中产生约1.2E-10kg/s的最大流。在同一时刻，通过底部的泄漏约为0.094E-10kg/s。

换言之，对于时刻1和2，在周围空隙12的顶部区域中形成高密度的气体质量流（GAD），在周围空隙12的底部区域中形成低密度的气体流（GBD）。

图8和9的图形分别示出图7的图形所描绘的相同曲线。通过观察代表活塞顶部区域中的质量流的图8，可总结出：每个压缩周期内进入周围空隙12的气体质量等于质量流曲线的负部分和横坐标轴（xx轴）之间的面积。继而，再次见图8，通过周围空隙12的顶部返回压缩腔4的气体质量等于横坐标轴上方所代表的图形部分。

这两个质量的量之差（或图示地，图8的横坐标轴上方和下方的面积之差）对应于等于通过活塞1的底部泄漏的气体的气体质量，并且泄漏气体质量由图9中图形的被填充的面积表示。

因此，可以总结出：进入活塞1和汽缸2之间的周围空隙12的所有气体几乎不通过底部区域以泄漏的形式逸出。气体的最大部分在周围空隙12和压缩腔4之间移位。

因此，由存在于图5所示的活塞1和汽缸2之间的周围空隙12导致的能量损失的最大部分来自不可逆影响而非泄漏影响。

当活塞1最接近汽缸头3时，最高气体密度形成在活塞1的顶部区域中，这是因为在此区域中的高压能够将气体压缩至较小的体积的事实。

基于识别出造成压缩效率的最大损失的活塞1/汽缸2组件的区域，可以获得高能量效率的方案，这是本发明的重点。

降低由活塞1和汽缸2之间的空隙导致的不可逆影响的方法是保持空隙尽可能小，从而使得在压缩阶段期间在周围空隙12中可用于积累高压气体的体积较小。以此方式，可以在压缩腔4和周围空隙12之间形成较小的气体流。

然而，活塞1和汽缸2之间的周围空隙12的减小自身局限于用于制造活塞1和汽缸2的制造过程（加工过程）的压力限制。

通常，活塞1和汽缸2之间的周围空隙可如下：活塞1的外表面和汽缸2的内表面上的圆柱度误差越低，空隙越小。目前，冷却压缩器中的此空隙为约几微米。

此外，应该注意，在如活塞1和汽缸2的零件上得到的圆柱度误差取决于圆柱表面的长度，即，取决于活塞1和汽缸2的长度。此关系被建立，从而使得零件长度越长则其展现的圆柱度越大。因此，降低圆柱度误差以减小周围空隙12的选择可以是仅减小活塞1和/或汽缸2的长度。

图10示出由于汽缸的高圆柱度误差而在活塞1的顶部区域中具有大空隙的活塞/汽缸组件。

然而，活塞1和汽缸2的长度减小不适于使用空气静压轴承而非润滑油的压缩器，因为所述压缩器需要较长的活塞1和汽缸2，从而使得空气静压轴承将为活塞1提供必要的支撑，从而防止活塞1/汽缸组件之间的接触；否则，组件将经受提前的磨损并因此经受效率损失。

因此，本发明将解决的问题是使用空气静压轴承的压缩器所专有的问题。一方面存在上一段中提及的困难，另一方面仅具有空气静压轴承的压缩器具有供冷却气体流过的周围空隙12。

由于不能通过减小活塞1和汽缸2的长度来实现圆柱度误差的减小（这是由稳定性和活塞1在汽缸2中的轴承布置导致的），已经找到能够达到较短的活塞1或汽缸2的效果的方案。这种方案使得活塞1和汽缸2之间的周围空隙12减小，而不需要减小活塞/汽缸组件的其中一个部件的长度。

根据理论模型的结果所证明的，越需要和有益的是，尽可能最少的周围空隙12更加接近活塞1顶部，即，越靠近活塞1的实现周围空隙1减小的区域，则越有效地降低不可逆影响，因为在此区域中出现进入和离开周围空隙12的最大的气体质量流。

不必在整个空隙长度（Cf）上减小周围空隙12，也不必在活塞1的振荡运动的整个周期期间减小周围空隙12，而仅在当压力接近压缩腔4中的排放压力时（即，当活塞1接近汽缸头3时）减小周围空隙12。

由此，可通过利用在活塞1的顶部区域中比在活塞1的底部区域中小的空隙来解决周围空隙12的问题。

优选但非必须地，本发明的对于不可逆性的方案是利用具有变化的剖面的部件（活塞和/或汽缸），从而形成将会有效减小空隙的特定部分。这些区域的长度明显短于部件自身的长度，并因此将呈现低于内部部件的圆柱度误差的圆柱度误差。

因此，仅在这些区域中可减小活塞1和汽缸2之间的空隙。

图11至14示出确保更好的压缩器效率的活塞/汽缸组件的几个可行实施例。活塞1因其较小的底部直径而能够增加在活塞/汽缸组件的底部处的空隙并由此减小活塞1的顶部空隙。

应该注意，无论何种方案，活塞1的顶部部分中的空隙都总是小于活塞/汽缸组件的任何其它区域中的空隙。此外，活塞1在最接近汽缸头3时周围空隙越小。

图11至14示出可以找到活塞1的底部直径相对于其主体的其余部分减小的方案（图11）。通过活塞1和汽缸2的更多个可变部段之一可实现相同结果，同时获得在活塞/汽缸组件的顶部区域中减小的周围空隙12。

图12和13示出活塞1/汽缸2组件的可行几何构型的实施例，其利用在元件活塞1或汽缸2之一上的两个不同部段，目的是当活塞1接近汽缸2顶部时减小周围空隙12。

在图12中，活塞1具有两个不同部段，邻近活塞1的顶部区域的部段具有比邻近活塞1的下部的区域大的直径，即，活塞的顶部具有大于活塞1的其余部分的尺寸。因此，当活塞1移动到沿纵向方向稍微成弓形的汽缸2的顶部时，当活塞1接近汽缸2顶部时，直径空隙12减至最小。汽缸2沿其纵向方向的此稍微成弓形的形状可被定为圆形区段顶部形状。

图13示出与图12类似的情况，但是这次是汽缸2具有设置有不同直径的两个部段。自然地，为了确保较小的直径空隙12，汽缸2在较靠近汽缸顶部（汽缸2的顶部具有比汽缸2的其余部分小的尺寸）的部分处剖面缩小，这提供最小必要直径空隙12。

图14示出这些可行实施例中的另一个，其可通过具有截锥几何构型的汽缸2实现，其中，较小直径部分位于汽缸2的顶部区域中。因此，当活塞1的顶部更靠近汽缸2的顶部时，周围空隙12减小。

因此，当确保周围空隙12的尺寸相对于存在于周围空隙12中的气体的密度以反比例方式变化的关系时，实现本发明的方案。

已经描述了实施例的优选例子，应该理解，本发明的范围包括其它可行的变型，并仅受所附权利要求的内容（包括可能的等同描述）限制。

Claims (23)

1. 一种活塞/汽缸组件，活塞（1）可移位地位于汽缸（2）内，

所述活塞在上死点（TDC/PMS）和下死点（BDC/PMI）之间移动，

在所述汽缸（2）的内壁和所述活塞（1）的外壁之间存在用于空气静压轴承装置（1）的周围空隙（12），

所述组件的特征在于：

当所述活塞（1）处于其上死点（TDC/PMS）处时，在所述活塞（1）的顶部部分处存在最小周围空隙（12）。

2. 根据权利要求1所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述周围空隙（12）从下死点（BDC/PMI）到上死点（TDC/PMS）能够变化。

3. 根据权利要求1和2所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述周围空隙（12）越接近所述活塞（1）顶部的顶部部分，所述周围空隙（12）越小。

4. 根据权利要求1至3所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）具有可变的剖面。

5. 根据权利要求1至4所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（1）具有可变的剖面。

6. 根据权利要求1至5所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）的顶部部分具有比所述活塞（1）的其余部分大的尺寸。

7. 根据权利要求1至6所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（2）的顶部部分具有比所述汽缸（2）的其余部分小的尺寸。

8. 根据权利要求1至7所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）是圆锥形的。

9. 根据权利要求1至8所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）具有圆形区段形状。

10. 根据权利要求1至9所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（2）具有截锥类型的几何构型。

11. 根据权利要求1至10所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（2）具有圆形区段形状。

12. 一种线性压缩器，其特征在于，所述线性压缩器包括如权利要求1至11所述的活塞/汽缸组件。

13. 一种用于线性压缩器的活塞/汽缸组件，活塞（1）可移位地位于汽缸（2）内，

所述活塞（1）在高压部分（Pd）和低压部分（Ps）之间移动，

所述高压部分（Pd）具有比所述低压部分（Ps）高的气体密度，

周围空隙（12）被限定在所述汽缸（2）的内壁和所述活塞（1）的外壁之间，用于利用气体的空气静压轴承装置（1），

所述组件的特征在于：

所述周围空隙（12）的尺寸相对于所述周围空隙（12）中的气体密度以反比例方式变化。

14. 根据权利要求1所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）具有可变的剖面。

15. 根据权利要求13和14所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（1）具有可变的剖面。

16. 根据权利要求13至15所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）的顶部部分具有比所述活塞（1）的其余部分大的尺寸。

17. 根据权利要求13至16所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（2）的顶部部分具有比所述汽缸（2）的其余部分小的尺寸。

18. 根据权利要求13至17所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）是圆锥形的。

19. 根据权利要求13至18所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述活塞（1）具有圆形区段形状。

20. 根据权利要求13至19所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（2）是圆锥形的。

21. 根据权利要求11至20所述的活塞/汽缸组件，其特征在于，所述汽缸（2）具有圆形区段形状。

22. 一种线性压缩器，其特征在于，所述线性压缩器包括如权利要求13至21所述的活塞/汽缸组件。

23. 一种活塞/汽缸组件，活塞（1）可移位地位于汽缸（2）内，

所述活塞（1）在上死点（TDC/PMS）和下死点（BDC/PMI）之间移动，

在所述汽缸（2）的内壁和所述活塞（1）的外壁之间存在用于所述活塞（1）的空气静压轴承装置的周围空隙（12），

所述组件的特征在于：

当所述活塞（1）处于其上死点（TDC/PMS）时所述周围空隙（12）最小；并且

所述周围空隙（12）越接近所述活塞（1）的顶部部分，所述活塞空隙（12）越小。