往复式压缩机在市场上占据着重要的地位，同时消耗的能源也非常巨大。压缩机在运行过程中，不可避免的会产生能量损失，所以研究压缩机气缸内部热力工作过程，对节约能耗、改进工作性能有重大意义。本文针对往复式压缩机的工作过程，研究压缩机气缸内流场变化规律，建立缸内气体运动参数变化的数学模型。总结气缸内热力过程主要包括能量守恒方程和质量守恒方程，并与阀片的运动方程进行耦合计算，结合阀片开启和关闭条件、气体传热方程等，联立求解得到压缩机示功图以及阀片运动规律。对缸内气体进行CFD仿真研究，将气缸作为控制容积建立模型，对模型划分网格并设置活塞动网格事件，对缸内气体的瞬时参数包括速度场、压力场、平均湍动能、平均质量等变化进行研究，得到了缸内气体流动状态随压比、转速等工况变化的规律。搭建压缩机试验台进行实验研究，主要是对气体热力学参数变化的检测。试验台通过Labview平台开发了测试软件，对容积式压缩机运行过程中测得的转速、温度、压力、流量、功率等热力参数进行计算处理，获得压缩机工作过程指示图（p-V图），用以观察压缩机运行状态并验证数值模拟结果。对比实验与仿真得到的宏观性能结果，输气量误差为10.4%。对比实际与理论p-V图，得到进排气过程的功率损失约占实际功率的10%。随着压比和转速的增加，进排气过程的阻力损失增大，进气量减少，气体的平均湍动能和速度升高，容积效率和绝热效率都呈现下降趋势。当压比从2.2增加到3.2时，容积效率从0.82下降到0.73，而绝热效率则从0.72下降到0.67。在气缸工作时，进气阀下方接近活塞位置压力较高，活塞环负荷较大，容易产生泄露。在曲轴转角295°CA时，温度达到最高435.7K。在转角275°CA（即活塞距离下止点0.0578m）之后，气体温度达到400K，建议增加滑油等冷却手段。