空压机作为重要的工业设备，常常需要在高压环境下进行工作。然而，单级压缩往往难以满足高压力要求，这时就需要采用分级压缩，即双极或多级压缩的方式。那么，空压机为什么需要分级压缩呢？这背后涉及到了多方面的考量。

首先，分级压缩有助于显著提高容积利用率。在空压机运行过程中，气缸内不可避免地会存在余隙容积。这些余隙不仅减少了气缸的有效容积，还可能导致残留气体的膨胀，进一步减少有效容积。特别是在高压比的情况下，余隙容积内的气体膨胀更为剧烈，可能导致气缸有效容积大幅减小，甚至降至零。而采用分级压缩，每一级的压缩比相对较小，余隙容积内气体的膨胀对有效容积的影响也就相对较小，从而提高了气缸容积的利用率。

其次，分级压缩有助于节省功率消耗。通过在级间设置中间冷却器，被压缩气体在经过一级压缩后先进行等压冷却，降低温度后再进入下一级气缸。这样不仅可以减小下一级压缩的负荷，还可以提高压缩效率，节省功耗。随着级数的增加，节省的功耗量也会随之增加，使得多级压缩更加接近于等温压缩的理想状态。

此外，分级压缩还有助于降低工作温度。压缩机的排气温度随着压缩比的增加而升高，过高的排气温度可能会对设备造成损害。采用分级压缩可以有效降低每一级的压缩比，从而控制排气温度在合理的范围内，避免设备过热和损坏。

然而，值得注意的是，虽然分级压缩具有诸多优点，但也存在一些不足之处。例如，多级压缩机内部零件数量较多，可能导致运行中出现问题的概率增大。因此，在选择是否采用分级压缩时，需要综合考虑设备性能、维护成本以及稳定性等因素。

综上所述，空压机采用分级压缩主要是为了提高容积利用率、节省功率消耗和降低工作温度。在实际应用中，需要根据具体需求和条件来选择合适的压缩级数，以达到最佳的压缩效果和使用效益。