在东方红3型0006～0251、0254～0268号机车上的装车功率提高到1350马力。0252～0253号两台机车改为装用12V180ZJB型柴油机，该型柴油机是在12V180ZJ型柴油机基础上强化而成，装车功率提高到1500马力。柴油机机体由合金铸铁铸造而成，并采用隧道式和湿式气缸套。柴油机采用合金铸铁气缸盖、合金钢锻造曲轴、铝合金整体铸造活塞和组合式喷油泵。柴油机设有废气涡轮脉冲增压装置，装用天津机车车辆机械厂生产的45GP804A型涡轮增压器，采用单级轴流式涡轮和离心式压气机，最高转速为每分钟230