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由于制造、安装以及运行三方面的原因，气缸内的余隙容积总是不可避免的，而余隙容积不仅直接减小了气缸的有效容积，而且其中所残留的高压气体还必须膨胀至吸气压力，气缸才能开始吸入新鲜气体，这样就等于进一步减小了气缸的有效容积。
不难理解，如果压力比愈大，则余隙容积内残留气体膨胀愈剧，气缸有效容积则愈小。在有限情况下，甚至能够出现余隙容积内的气体在气缸内完全膨胀后，压力仍不低于吸气压力，这时就无法继续吸、排气，气缸的有效容积就变成了零。如果采用多级压缩，则每一级的压缩比很小，余隙容积内残留气体稍微膨胀即可达到吸气压力，这样自然就可以使气缸有效容积增大，从而提高气缸容积的利用率。
压缩机的排除气体的温度是随压缩比的增加而升高的，压缩比越高排气温度就越高，但是过高的排气温度往往是不允许的。这是由于：在油润滑的压缩机中，润滑油温度搞了会降低粘度，加剧磨损，当温度升高过高时容易在缸内及阀门上形成积碳，加剧磨损，有事甚至发生爆炸。基于各种原因，大大限制了排气温度，所以必须采用多级压缩降低排气温度。
注意：分级压缩可以降低螺杆空压机的排气温度，同时也可使空压机的热力过程尽可能地向定温压缩靠近，以达到节能效果。尤其对于排气压力13bar以下的喷油螺杆空压机而言，由于其在压缩过程中喷入了低温的冷却油，压缩过程已经接近了定温过程，没必要再进行二级压缩。如在此喷油冷却的基础上再进行分级压缩，使结构复杂，制造成本提高，还增加了气体的流动阻力和额外的功耗，有点得不偿失。此外，如温度过低，在压缩过程中形成冷凝水的话将导致系统状态恶化，造成严重后果。
