В таких конструкциях клапаны нагнетания и всасывания воздуха (газа) находятся на крышке цилиндра, а поршень, соединенный с коленчатым валом посредством шатунно-шарнирного механизма - в центре.

В процессе работы коленвал придает поршням движение вниз – вверх, объем газа в цилиндре при этом увеличивается и его структура становится более разреженной. Под давлением газа раскрывается всасывающий клапан и по патрубку перемещается внутрь цилиндра. После опускания поршня газ снова уплотняется, давление увеличивается. Как следствие – раскрывается клапан нагнетания, после чего газ перетекает в патрубок.

Ключевым параметром любого компрессора считается его производительность. В документах обычно указывают среднее значение производительности, а вот реальное во многом зависит от конкретных условий эксплуатации, в частности, давления и температуры.

Разница между усредненным реальным давлением определяется зазором (так называемым «вредным пространством») между поршнем, установленным в верхнем положении, и клапанами компрессора. При перемещении поршня вниз газ расширяется, давление спадает. До тех пор, пока давление не достигнет показаний равных или ниже, чем вне цилиндра, клапан всасывания останется закрытым. Обычная разница между максимальным и минимальным давлением составляет два бара (величина Δ). Если значение Δ меньше, агрегат может работать нестабильно, включаться и отключаться; если больше – произойдет перегрев.