螺杆压缩机是一种喷油双轴正位移式回转型压缩机，进气口开在主机轴径向上端，排气口开在下端，由两只高精密度阴、阳转子平行装于内部。电动机带动阳转子，通过啮合带动阴转子一同旋转，产生压缩气体。压缩机的工作过程分吸气、封闭输送、压缩喷油和排气四个阶段。
螺杆空气压缩机并无进气与排气阀组，进气只靠进气截止阀的开启与关闭控制。当转子转动时，阴、阳转子的齿沟在转至进气端壁开口时，其空间*大。此时转子下方齿沟与进气口自由空气相通，因在排气时齿沟的空气被全部排出，排气完毕后，齿沟仍处于真空状态，当转至进气口时，外界空气即被吸入，沿轴向流入阴、阳转子的齿沟内。当空气充满整个齿沟时，转子的进气侧端面转离了机壳的进气口，齿沟间的空气被封闭，进气过程完成。
封闭输送过程阴、阳两转子在吸气终了时，两转子齿峰会与机壳密合，此时空气在齿沟内不再外流即为封闭过程。两转子继续转动，其齿峰与齿沟在吸气端吻合，吻合面逐渐向排气端移动，即为输送过程。在输送过程中，吻合面逐渐向排气端移动，即吻合面与排气口间的齿沟空间逐渐减小，齿沟内的气体逐渐被压缩，齿沟压力增高，此即“压缩过程”。同时润滑油亦因压力差的作用而注入压缩室内与空气混合。当转子封闭的齿沟端面转到与机壳排气缘口相通的位置时，被压缩的气体开始排出，直至齿峰与齿沟之吻合面移至排气端面，此时两转子吻合面与机壳排气口的齿沟空间为零，完成“排气过程”。在此同时转子吻合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到*大，于是再进行吸气过程。螺杆空气压缩机具有优良的性能：
（1）耗油少，耗油量在1.26g/h；
（2）维修少，除设计过程中进气阀出现碎修活外，机组基本无碎修活；
（3）机组噪声低，振动小，噪声低于89dB，改善了司乘人员工作环境；
（4）效率高，排气量大，能够满足长大列车的需要。
但也有问题暴露出来，如进气截止阀放置在机头上，由于大秦线为专用运煤线，地处黄土高坡，且遂道多，灰尘较大，空气滤清器较脏，吸入主机内的空气难以保证干净。又如机组开机后，主机温度较高，使进气阀复原弹簧张力下降，停机时容易出现喷油。另外，停机时，机内压力需经放空阀、进气阀从空气滤清器排向大气。由于机组启动频繁，放空阀内风动膜板上下活动较多，易出现故障，停机后压力无法排出。因此，
（1）选配性能较好的进气阀阀片弹簧，使阀口在停机时能够关闭严密，防止油气反涌使润滑油喷出。
（2）取消放空阀与空气滤清器的连接管路，停机后机组压力直接排向大气或者将其加长向上弯90°，放空时使气体直接吹向上方，经空气滤清器排出，防止将进气截止阀阀片吹开，导致油气桶内的油气从进气阀口喷出。
（3）改造放空阀管路，把油气桶的放空管路分为两路，一路至放空阀排出，另一路直接引至机车处，在机车前加装一个塞门，由空载电空阀完成排空作用，同时对机车控制电路作一改进。
