机采用轴悬式驱动方式，输出的扭矩通过一级减速齿轮传递给轮对，牵引齿轮传动比为3.94（17：67）。DF51型柴油机车装用一台三井造船制造的DE1222VL-34V型柴油机，由丹麦布尔迈斯特和韦恩公司转让技术及授权生产。这是一种二冲程、12气缸、废气涡轮增压的水冷式V型中速柴油机，气缸夹角为40°；小时功率为1450马力（1080千瓦），额定转速为每分钟860转；持续功率为1320马力（980千瓦），额定转速为每分钟800转。传动系统使用直—直流电传动装置，柴油机直接驱动一台直流牵引发电机，并将发出