冷冻机油要有良好的低倾点，与制冷剂有好的相溶性及热和氧化稳定性等。用量最大的是矿物油型，一般采取环烷基基础油，它具有倾点低、不含蜡，低温流动性好的特点。部分型号的冷冻机油要求采用合成烃油为基础油。
在活塞式冷冻机中，需要润滑的摩擦部位有：活塞与气缸的壁面；连杆大头轴瓦与曲柄销；连杆小头轴瓦与活塞销；活塞销与活塞销座；前后滑动轴承的轴瓦和主轴颈以及主轴轴封的静动摩擦密封面等。
在小型低速冷冻机中最简单的润滑方式是飞溅润滑，即在冷冻机的曲轴箱内，借助于曲轴的连杆大头的回转搅动油面，将润滑油甩到摩擦表面使之润滑，但对有些摩擦表面润滑油难以达到，润滑不充分，易造成大的摩擦和磨损，故这种润滑方式可靠性差，已很少单独采用。
螺杆式冷冻机的润滑部位有：凸凹螺杆（亦称阴阳转子）的转动啮合部；转动的螺杆与壳体的相对滑动表面；螺杆前后的滑动轴承；主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上，即可冷却润滑转子和壳体，又可对运动部位的间隙进行密封，以减少被压缩气体的泄漏，并降低运转噪声。
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