12V180ZJ型柴油机，与DFH系列、东方红3型柴油机车相同。12V180ZJ型柴油机为四冲程、V型结构、12气缸、预燃室式、涡轮增压、增压空气中间冷却的高速柴油机，气缸直径180毫米，活塞行程205毫米，额定转速为每分钟1500转，标定功率为1250马力。在早期生产的0001～0094号机车上，柴油机装车功率为1250马力（920千瓦）。从1978年生产的0095号机车开始，柴油机装车功率改为1075马力（790千瓦），机车的起动牵引力和持续牵引力相应改变。柴油机采用合金铸铁铸造机体、隧道式曲轴箱体、湿