应用了部分为16V240ZJE型柴油机设计的零部件，使其可靠性得到进一步的提高。柴油机采用铸焊组合结构的六面体式机体，由整体铸钢悬挂式和钢板件组焊而成，并采用内外纵分隔的箱形结构和半隧道式的拱形。气缸由全加工厚壁气缸套和组成。曲轴采用带有16块平衡铁的稀土合金球墨铸铁曲轴。活塞最初采用组合式钢顶铝裙活塞，但机车行驶20万公里左右便发生活塞裙部大批碎裂的问题，后来于是改用钢顶铁裙活塞，并对钢顶铝裙活塞重新设计。柴油机采用定压增压系统，在V形夹角上方布置有排气总管和进气道，左右两侧气缸排出的废气通过和总管，分别