型柴油机车原设计为用于热带地区的窄轨机车，因此批量生产的东方红3型机车扩大了车体断面，以充分利用准轨铁路的机车车辆限界，并且改善了车体防寒结构，以适应中国北方冬季寒冷气候的使用环境。同时，还采用了新结构的冷却风扇耦合器、半自动控制预热锅炉、JZ-7型空气制动机等经过改良的新型零部件。1978年以后，针对东方红3型机车在生产和运用过程中暴露的一些质量问题，例如柴油机机体裂纹、气缸套及机体穴蚀等，四方机车车辆厂对其进行了持续的改进。1987年，四方机车车辆厂试制出经过强化的12V180ZJB型柴油机，装用于同年