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东风11型柴油机车
运用情况 > 沈阳局集团

1996年10月，为配合北京站和大连站之间开行的K81/84、K83/82次列车，沈阳铁路局山海关机务段配属首批3台东风11型内燃机车（0020、0028、0029），担当沈山铁路山海关站至沈阳北站之间的牵引任务。1997年，中国铁路实施第一次大面积提速，同年山海关机务段增配了10台东风11型内燃机车（0030~0031、0064~0071），用来牵引沈阳北站至山海关站区间的全部快速列车(K17/18次列车、K59/60次列车、K81/84、K83/82次列车)及部分特快列车，部分列车并采用双机重联牵引。1998年，山海关机务段增配22台东风11型内燃机车（0088~0106、0121~0123），替换下来的东风4B型内燃机车陆续转配到吉林机务段、梅河口机务段、通化机务段等地；同年6月，东风11型0088、0089号机车参与了为第二次大提速准备的京哈铁路提速试验；同年10月起，K81/84、K83/82次列车改为经由沟海铁路运行，并由山海关机务段担当山海关站至大连站的牵引任务。1999年至2001年，新造的东风11型内燃机车持续交付山海关机务段，1999年增配5台（0137~0141），2000年增配2台（0255~0256），2001年增配4台（0266~0269）。至2002年底，山海关机务段配属共47台东风11内燃型机车，该段还为部分机车的冷却室百叶窗口增加了防尘罩。
2003年10月，秦沈客运专线全线建成通车，沈山铁路的部分特快及快速旅客列车改经新线运行，并使用沈阳机务段的韶山9型电力机车牵引。2006年3月，根据铁道部提出的运输生产力布局调整，原山海关机务段客运部分划归沈阳机务段，改设沈阳机务段山海关运用车间。同年，为了提高机车运用效率、节省机车使用台数，沈阳铁路局决定将全局客运机车集中配属沈阳机务段，并向铁道部请求进一步增配东风11型内燃机车，以加快汰换日渐老旧的东风4B型内燃机车，满足非电气化区段的旅客列车提速需要。2007年8月，沈山铁路完成电气化改造，部分置换下来的东风11型内燃机车用于牵引跨局及管内快速列车，担当山海关站至沈阳北站、北京站、天津站、大连站、丹东站、通化站、长春站、哈尔滨站等地的客运交路。2007年至2008年，沈阳机务段接收了部分从上海、兰州、乌鲁木齐等铁路局转配的东风11型内燃机车。2010年，沈阳机务段开始配属和谐3C型电力机车，至同年底该段配属53台东风11型内燃机车，在沈大铁路、沈丹铁路、平齐铁路、高新铁路、辽溪铁路等线均可见其踪影。2011年起，沈阳机务段开始将部分东风11型内燃机车调拨给吉林机务段，在长白铁路、沈吉铁路、四梅铁路、梅集铁路、鸭大铁路、浑白铁路、长图铁路、图佳铁路、开源铁路等线投入使用。至2014年末，沈阳铁路局配属共56台东风11型内燃机车（包括15台从兰州铁路局、乌鲁木齐铁路局转配的高原型机车），其中吉林机务段有46台，沈阳机务段有10台。2016年，沈阳铁路局从天津机务段、徐州机务段调入共20台东风11型内燃机车，分配给吉林机务段、梅河口机务段使用。至2019年末，沈阳铁路局共配属76台东风11型内燃机车，包括沈阳机务段10台、吉林机务段44台、梅河口机务段22台。
运用情况 > 济南局集团

1997年，济南铁路局济南机务段配属首批10台东风11型机车（0037~0040、0045~0047、0053~0055），担当京沪铁路济南至蚌埠间3对快速列车的牵引任务，使该区段快速列车的上、下行平均技术速度均提高到101.7公里/小时，分别比以前提高13.1公里/小时和12.7公里/小时。1998年至2003年，为配合历次铁路大提速的列车运行图调整，济南机务段逐年增配新造的东风11型机车，1998年增加3台（0124~0126），1999年增加11台（0146~0151、0167~0171），2000年增加4台（0251~0254），2001年增加2台（0289～0290），2002年增加15台（0359～0363、0389~0393、0399~0403），2003年增加7台（0442~0448）。至2007年末，济南铁路局配属共52台东风11型机车，其中济南机务段44台、徐州机务段8台，主要运用于京沪铁路、石德铁路、胶济铁路、兖日铁路，担当济南至北京、蚌埠、阜阳、日照，以及徐州至南京、合肥等地的客运交路。2008年3月，徐州机务段徐州运用车间划归上海铁路局。至2008年末，济南机务段配属共43台东风11型机车，当时其交路以济南为中心，运用范围东至烟台、南至蚌埠、西至阜阳、北至北京。
2010年，济南机务段开始配属HXD3型电力机车、HXD3C型电力机车，担当时速120公里以下快速列车的牵引任务。2012年底，济南铁路局按铁道部令将8台东风11型机车（0037~0038、0253、0401、0442~0445）调拨给哈尔滨铁路局。至2013年末，济南铁路局仍配属25台东风11型机车。2014年3月，济南铁路局重新成立青岛机务段，并将原属济南机务段12台东风11型机车改青岛机务段配属，由青岛、青西、淄博运用车间支配使用。淄博运用车间的4台机车（0045、0446～0448）作为胶济客运专线上的热备救援机车，平日则担任潍坊站驻站调车机车，以及在坊子支线牵引小运转货物列车。同年起，济南铁路局逐步停用车况较差的东风11型机车，其中9台机车被封存于聊城北机务折返段，后来又转移至济南机务段废弃油库专用线继续存放。
运用情况 > 郑州局集团

本章节介绍关于原郑州铁路局郑州铁路分局的机车运用历史，关于原郑州铁路局襄樊铁路分局的机车运用历史，请参见武汉局集团公司章节
1999年，郑州铁路局郑州机务段配属首批5台东风11型机车（0177~0181），担当陇海铁路郑州至徐州间的提速列车牵引任务。2000年夏季，因应即将实施的全国铁路第三次大提速，陇海线东段将增加四对特快旅客列车，铁道部将刚出厂的10台东风11型机车（0238~0247）配属给郑州机务段，郑州机务段东线机车队为此成立了快速指导组并选拔优秀司机，从同年10月21日起专门担当该四对特快列车在郑州至徐州（T115/116次、T189/190次）、郑州至蚌埠（T53/54次、T139/140次）之间的牵引任务。2001年，郑州机务段增配5台东风11型（0294~0298），担当郑州至徐州、蚌埠、阜阳间的旅客列车牵引任务，此时郑州机务段配属共20台东风11型机车。2004年，郑州机务段对东陇海机车乘务制度进行调整，由包乘制改为轮乘制。2005年4月，郑州机务段开始将东风11型机车投入孟宝铁路使用，担当郑州—漯河—宝丰（平顶山西）区段的客运交路。
2006年8月，陇海铁路郑州至徐州段完成电气化改造后，郑州至徐州之间部分旅客列车改为使用郑州机务段的韶山7E型电力机车牵引。同年10月1日起，西安至上海的跨局客运机车长交路正式实施，并采用西安铁路局西安机务段的韶山7E型电力机车牵引（上海和西安两地司机在徐州站继乘）。2010年至2012年，随着京九铁路完成电气化改造、郑州机务段先后增配HXD3型、HXD3C型电力机车，东风11型机车的使用范围进一步收窄，并逐渐退出了陇海线和京九线交路。2012年，根据铁道部调整列车运行图的需要，将原属郑州机务段的14台东风11型机车调出，其中10台机车调拨给乌鲁木齐铁路局（0178、0180、0238、0240、0241、0243~0245、0247、0296），另外4台调拨给哈尔滨铁路局（0179、0242、0246、0297）。至2020年末，郑州机务段配属东风11型机车6台（0177、0181、0239、0294、0295），分别驻守在郑州机务本段、三门峡南、商丘、安阳东、方城、周口东等地，担任徐兰高铁、京广高铁等高铁路线的应急热备救援机车，以及用于铁路新线开通前牵引联调联试检测列车。
运用情况 > 武汉局集团

2001年10月，为配合中国铁路实施第四次大提速，汉丹铁路作为武汉至成都铁路通道的组成部分，列车最高运行时速由120公里提升到140公里，当时的郑州铁路局襄樊铁路分局襄樊北机务段配属了首批8台东风11型机车（0278~0282、0291~0293），担当汉丹铁路襄樊至荆门、武昌、汉口之间的提速列车牵引任务。2002年，襄樊北机务段增配12台东风11型机车（0364~0367、0374~0381）。2003年，再度增配7台机车（0425~0431）。2005年3月18日，铁道部决定撤销武汉、襄樊铁路分局，重新成立武汉铁路局，实行路局直管站段体制，原襄樊北机务段划归武汉铁路局管辖，此时武汉铁路局配属共29台东风11型机车。2007年至2008年，襄樊北机务段接收了从上海铁路局转配的3台东风11型机车（0120、0132、0158），以及从兰州铁路局转配的7台高原型机车（0195、0207、0232~0234、0283~0284）。2008年起，武昌南机务段开始支配运用襄樊北机务段的东风11型机车，担当武昌（汉口）至南昌之间部分客运列车的牵引任务，汉丹东线客运交路亦经武九铁路、京九铁路延长至南昌，襄樊至南昌间全程使用襄樊北机务段的东风11型机车牵引，襄樊、武昌两地司机在武昌站轮乘。2009年下半年，襄樊北机务段向武昌南机务段转配了部分的东风11型机车；同时，武昌南机务段亦向襄樊北机务段调出东风4D型准高速客运机车。当时，武昌南机务段的东风11型机车主要用于武昌（汉口）至南昌、襄樊、宜昌、阜阳区段，而襄樊北机务段的东风11型机车则用于襄樊至荆门、宜昌、洛阳、张家界、信阳区段。
随着汉丹线、武九线、京九线相继完成电气化，武昌南机务段大量增配和谐型电力机车，不断挤压内燃机车的生存空间。在2014年7月1日开始实施的列车运行图调整中，襄阳至武昌、汉口间的客运交路全部改为使用武昌南机务段的韶山9型或HXD1D型电力机车。2015年，武昌南机务段的12台东风11型机车（0377~0381、0425~0431）被转配到哈尔滨铁路局，余下的11台机车则主要作为电气化铁路的应急热备机车，轮流驻守在武客技整备场、汉口机务折返段、宜昌东机务折返段、恩施机务折返段、驻马店西站等地。2019年起，武昌南机务段使用东风11型机车代替东风8型机车，牵引来往武昌南至武汉北之间的2对通勤列车（7612~7618次）；2020年9月18日起，2对通勤列车又改为使用HXD1D型电力机车牵引。至2021年末，襄阳机务段（襄樊北机务段于2011年6月改称襄阳机务段）仍配属9台东风11型机车，主要用于牵引焦柳铁路襄樊至荆门、张家界、宜昌东之间的旅客列车。
运用情况 > 乌鲁木齐局集团

2000年7月，铁道部决定在兰新铁路实施首次全面提速，并为乌鲁木齐铁路局配属了首批32台东风11型机车（高原型），其中12台配属到乌鲁木齐铁路分局乌鲁木齐机务段（0182~0183、0186~0188、0215~0217、0228~0231），另外20台配属到哈密铁路分局柳园机务段（0184~0185、0189~0191、0202~0206、0218~0227）。同年10月21日起，东风11型机车与东风4D型准高速客运机车共同投入兰新铁路乌鲁木齐—哈密—柳园—嘉峪关之间的提速旅客列车牵引任务；由于兰新线哈密至嘉峪关区段的坡度较大，特快列车在此区段均需要采用双机牵引。2001年，乌鲁木齐机务段增配4台高原型机车（0257~0260），2002年又增配5台（0354~0358）。2003年，乌鲁木齐铁路局增配3台东风11型机车，包括乌鲁木齐机务段1台（0422）、柳园机务段2台（0423、0424）。2004年，根据铁道部生产力布局调整指导意见，乌鲁木齐铁路局将柳园机务段划归哈密机务段，设哈密机务段柳园机务分段。至2004年末，乌鲁木齐铁路局共有42台东风11型机车，其中乌鲁木齐机务段19台、哈密机务段23台。同年11月30日，乌鲁木齐铁路局在T194次特快列车上进行跨局长交路行车试验，使用东风11型机车牵引并由乌鲁木齐站直通嘉峪关站，中途不需更换机车，为推行长交路、轮乘制作准备。2005年1月，乌鲁木齐至哈密间的12对旅客列车开始执行双班单司机值乘。2005年3月，铁道部宣布裁撤铁路分局建制，乌鲁木齐铁路分局被撤销，实行铁路局直接管理站段的管理体制。2006年3月，随着生产力布局调整的进一步实施，乌鲁木齐铁路局撤销哈密机务段，将其整体合并入乌鲁木齐机务段，设立哈密运用车间。
2007年4月18日全国铁路第六次大提速，兰新线特快列车正式实行乌鲁木齐至嘉峪关的机车长交路，乌鲁木齐至哈密区段由乌鲁木齐运用车间的东风11型机车单机牵引（乌鲁木齐司机值乘），哈密至嘉峪关区段加掛一台哈密运用车间的东风11型机车作為补机（哈密司机值乘），全程距离达到1123公里，是当时全国范围内由东风11型机车担当的最长交路。2007年至2008年，乌鲁木齐机务段接收了部分从上海铁路局转配的东风11型机车。2012年，郑州铁路局调拨了10台东风11型机车给乌鲁木齐铁路局。2012年10月30日起，因配合兰新铁路第二双线工程及哈密站改造施工，所有途径哈密的旅客列车临时改经哈密货车南环线运行并停靠哈密南站，特快列车的补机加挂及摘挂作业改为在鄯善站进行，乌鲁木齐、哈密司机在哈密南站轮乘。2012年底，兰新铁路新疆段电气化改造完毕。2013年8月，乌鲁木齐铁路局重新成立哈密机务段，原属乌鲁木齐机务段哈密运用车间的机车改哈密机务段配属。2014年5月，往返乌鲁木齐和克拉玛依之间“北疆之星”特快列车投入服务，经由北疆铁路、奎北铁路运行，并使用乌鲁木齐机务段奎屯机务折返车间的东风11型机车牵引。
2014年6月，乌鲁木齐机务段开始配属新一代的HXD1D型电力机车。2014年7月1日起中国铁路实行新的列车运行图，兰新线客运交路全面改用HXD1D型电力机车担任，同时，将部分替换下来的东风11型机车转配库尔勒机务段，投入南疆铁路、喀和铁路使用，代替东风4D型客运机车担当库尔勒至吐鲁番、喀什、和田的客车牵引任务。2014年12月26日，兰新铁路第二双线全线开通运营，乌鲁木齐铁路局在乌鲁木齐机务段、哈密机务段、柳园南站、鄯善北站四个地点，分别部署两台东风11型机车作为应急热备机车。2015年至2018年，库尔勒机务段进一步增配从乌鲁木齐、哈密、南昌机务段调拨的东风11型机车。2019年至2020年，克塔铁路、阿富准铁路阿勒泰至富蕴段先后建成通车，并使用奎屯机务折返车间的东风11型机车牵引该线的旅客列车。
运用情况 > 兰州局集团

2000年，兰州铁路局嘉峪关机务段配属首批东风11型机车（高原型）共24台（0192~0201、0207~0214、0232~0237）。同年5月至9月，先后在兰新铁路武威南至疏勒河（双机）、武威南至嘉峪关（单机）区段，利用东风11型机车进行了多次提速牵引试验；同年9月18日起，原本由武威南机务段和嘉峪关机务段分别担当武威南一张掖、张掖一嘉峪关间的旅客列车牵引区段合二为一，武威南至嘉峪关之间全程由嘉峪关机务段的东风11型机车负责牵引；同年10月21日起，随着中国铁路第三次大提速的实施，兰新铁路甘肃段最高速度提高至140公里/小时。随后，嘉峪关机务段又分别于2001年增配4台（0283~0286）、2002年增配1台东风11型机车（0388）。2006年9月，兰新铁路武威南至嘉峪关段完成了电气化，该区段的旅客列车逐步改由兰州西机务段的韶山7E型电力机车牵引。2007年，兰州铁路局将7台东风11型机车转配武汉铁路局（0195、0207、0232~0234、0283~0284），另外13台机车转配沈阳机务段（0192、0193、0196~0201、0208、0209、0211、0285、0286），而嘉峪关机务段余下的东风11型机车则主要用于包兰铁路（嘉峪关—中卫—惠农）、敦煌铁路（嘉峪关—敦煌）。至2011年末，嘉峪关机务段配属东风11型机车共8台。
2014年起，由于甘肃地区的多条高速铁路相继建成通车，为了满足新线开通前牵引试验列车和开通营运后的高铁热备救援机车的需要，兰州铁路局从上海、济南、武汉铁路局调入了多台东风11型机车（经防风沙改造）。至2014年末，嘉峪关机务段配属共18台东风11型机车。兰州铁路局的东风11型机车先后参与了兰新铁路第二双线、兰中城际铁路、宝兰客运专线、兰渝铁路通车前的联调联试，并分别派驻到兰州西动车运用所、银川动车运用所、陇南站、天水南站等地点担任高铁热备机车。此外，来往嘉峪关和低窝铺之间的中国核工业集团四〇四有限公司职工通勤列车亦使用嘉峪关机务段的东风11型机车牵引。2021年12月，酒额铁路酒泉至东风南段建成通车，兰州铁路局开行了兰州西、嘉峪关至东风南的两对旅客列车，均使用嘉峪关机务段的东风11型机车牵引。
运用情况 > 南昌局集团

2001年，为配合中国铁路第四次大提速的实施，南昌铁路局南昌机务段配属了30台新造的东风11型机车（0261~0265、0273~0277、0309~0313、0318~0332），同时铁道部并将原属广州机务段的东风11型0001~0005号机车调拨到南昌机务段，担当京九铁路阜阳—南昌（向塘）—赣州之间的旅客列车牵引任务。2002年至2003年，南昌机务段又增配了10台东风11型机车，其中2002年增加5台（0394~0398），2003年增加5台（0454~0458）。2004年4月，随着第五次大提速的实施，京九南线旅客列车开始实行跨局轮乘，南昌机务段的东风11型机车由南昌直达深圳、广州。2007年4月，中国铁路实施第六次大提速，此时南昌铁路局配属共45台东风11型机车，机车交路以南昌为中心，北至阜阳、信阳、南至广州、深圳均见其踪影。
2014年起，由于京九铁路全线完成电气化改造，南昌机务段开始大量配属HXD1D、HXD3D型电力机车，并将部分替换下来的东风11型机车调拨到哈尔滨铁路局，至2015年末南昌机务段仍配属20台该型机车。2016年，鹰潭机务段接收了部分自南昌机务段转配的东风11型机车并投入皖赣铁路及宁铜铁路使用，与东风4D型准高速客运机车共同牵引鹰潭—绩溪县—南京区段的旅客列车，以及景德镇至营里的路用通勤列车；同年底，随着T101/102次、T211/212次列车改用电力机车担当全程牵引任务，南昌机务段的东风11型机车不再担当赣州至深圳间的机车交路。2018年4月，南昌机务段将5台东风11型机车（0277、0320、0321、0331、0332）转配福州机务段漳平运用车间，担任漳龙铁路货物列车的补机，但在短暂试验后由于性能未如理想，遂搁置了使用该机车作为补机的计划，转为担任昌福铁路、永莆铁路、南龙铁路的热备机车。2018年7月起，原本由东风11型机车担当深圳西至南昌区段的K134/131次列车，在南昌至龙川间改由南昌机务段的HXD1D型电力机车牵引，在龙川至深圳西间改由龙川机务段的东风4D型机车牵引，标志着南昌机务段的内燃机车从此退出了京九南线客运交路，而来往南昌和景德镇的K8729/8730次、K8715/8716次管内快速列车便成为了南昌机务段唯一仍采用东风11型机车的交路。2020年4月10日，南昌局集团公司调整了列车运行图，该两对列车在南昌至鹰潭区间改由南昌机务段的HXD1D型或HXD3D型电力机车牵引，鹰潭至景德镇区间使用鹰潭机务段的东风4D型或东风11型机车牵引，南昌机务段的客运机车交路实现全面电气化。
运用情况 > 哈尔滨局集团

2004年，中国铁路实施第五次大提速，滨州铁路哈尔滨至齐齐哈尔区间被确定为提速重点区段之一，列车最高速度由135公里/小时提高到160公里/小时。为此，铁道部将北京铁路局的5台东风11型机车（0033、0063、0143、0306、0414）转配哈尔滨铁路局三棵树机务段，担当哈尔滨至齐齐哈尔之间特快列车的牵引任务。2012年10月，根据铁道部召开的机车调配协调会议结果，哈尔滨铁路局分别从郑州、济南铁路局调入东风11型机车共12台，包括郑州铁路局4台（0179、0242、0246、0297）、济南铁路局8台（0037、0038、0253、0401、0442~0445），调拨给三棵树机务段。
2014年至2016年，HXD1D、HXD3D型电力机车大量投入京广、京九、京沪等主要干线运用，共50台原属北京、武汉、南昌等铁路局的东风11型机车陆续被转配到三棵树机务段。至2016年末，三棵树机务段的东风11型机车数量已多达67台；同年底滨州铁路哈齐段完成电气化后，东风11型机车转为活跃于滨绥铁路、滨北铁路、绥佳铁路、平齐铁路、齐北铁路、富西铁路、富嫩铁路、伊加铁路、牙林铁路、嫩林铁路等地。与此同时，三棵树机务段并将部分东风4D型准高速客运机车调拨到佳木斯机务段，以加快淘汰老旧的东风4B型机车。2018年2月，滨洲铁路全线完成电气化改造后，三棵树机务段的电力机车数目进一步增加，因此将10台东风11型机车转配佳木斯机务段，用于牵引绥佳铁路、佳富铁路、南乌铁路等线的旅客列车，并将佳木斯机务段部分车况欠佳的东风4D型机车淘汰报废。至2021年末，佳木斯机务段已配属东风11型机车共22台。
技术特点 > 总体布置 > 基本结构

东风11型柴油机车是干线客运用的六轴柴油机车，机车标称功率为4,134马力（3,040千瓦），构造速度为170公里/小时（高原型为153公里/小时），运转整备重量为138吨，轴重为23吨。机车采用双端司机室、双侧内走廊式、全钢焊接结构的桁架式侧墙承载车体，车体由左右侧壁、底架、车顶、内部隔墙、两端司机室等部分焊接在一起，共同承受垂直载荷和纵向载荷，车体主要骨架采用16Mn高强度低合金钢材，车体侧壁采用全桁架式承载结构，车体外部蒙皮为2毫米厚钢板。机车两端均设有同等功能的司机室（英语：），可双向操纵机车。车体底架两端装有13号下作用车钩、MT-3型牵引缓冲装置和排障器。车体底架下部两台转向架之间吊挂着一个容量为6,000升的燃油箱，燃油箱左右两侧设有铅酸蓄电池组，燃油箱前后两端各有一个总风缸。
车钩中心线间距为21,250毫米，车架长度为20,150毫米，车体宽度为3,304毫米，车体高度为4,736毫米。为了在保证同样强度和刚度的前提下尽可能减轻车体承载结构重量，设计过程中应用了有限元分析、计算机辅助设计、I-DEAS（英语：）三维设计软件等设计优化方法，根据不同部位的受力状态适当调整钢结构的截面面积和尺寸，司机室侧窗、走廊地板、通风百叶窗、电线管路等非承载配件均采用铝合金结构。与东风9型机车相比，东风11型机车的承载车体重量由20.5吨降低到19吨，相当于每延米重量由0.992吨降低到0.919吨，车体重量占机车总重的比例由14.8%降至13.7%。为了便于检修柴油机和拆装车内部件，电气室、动力室、辅助室均采用活动式顶盖，动力室顶盖上另外还设有八个小盖，其大小足以吊装柴油机气缸盖和活塞组。
为了改善准高速机车的空气动力性能，戚墅堰机车车辆厂与西南交通大学、中国空气动力研究与发展中心合作，对东风9型和东风11型机车的几种外形设计方案制作了比例模型，在风洞中进行了各种方案的气动特性试验，从而选出气动阻力较小的机车车头外形。东风11型机车的司机室前窗玻璃后倾角，由东风9型机车的15°增大到25°，而司机室正面下部设计成向内侧倾斜的20°后倾角，车头中间部分设有向前突出、高度为300毫米的气动型面，近照灯及标志灯装设在该部分平面内。为减少机车外露装置的表面摩擦阻力和干扰阻力，车身两侧的百叶窗均内嵌于车体表面，电阻制动柜与车顶顶盖之间设有斜面过渡段，冷却室顶部散热百叶窗口取消中间踏梯，而排障器亦设有多个孔洞以疏导气流。
车身色彩方面，设计之时考虑到广深铁路所在岭南地区四季常青的环境，首两台原型车出厂时采用了上半部奶黄色、下半部朱红色的暖色调涂装，使车身色彩与背境色彩形成较强烈的对比；而从后来出厂的东风11型0003号机车开始，则采用较低调稳重的冷色调涂装并沿用至今，车身上半部为奶黄色，下半部为深蓝色。
技术特点 > 总体布置 > 设备布置

机车车体从前到后依次为第一司机室、电气室、动力室、冷却室、辅助室、第二司机室。
司机室内设备布置引入了人机工程学的设计原理，增强了操纵台上各类仪表、显示、控制装置的可接近性，在机车运行方向的左侧设有包含主控制器（英语：）、换向手柄、各种操纵按钮、空气制动阀、仪表和信号显示装置等设备的司机操纵台，右侧设有副司机座席；司机室设有供乘务人员使用的空调装置、电暖器、电炉等设施，第二司机室后壁另设有手制动（英语：）装置手柄，司机室内壁填充玻璃棉吸音材料（英语：）和复合多孔铝板（英语：）。从2002年生产的东风11型0367号机车开始改为采用标准化司机室，司机操纵台的各项设备布置均按照铁道部的标准化规定。与东风9型机车相比，东风11型机车加大了前窗玻璃尺寸以便司机瞭望，并采用钢化中空玻璃以保障高速行车时的安全。
电气室内设有高压电器控制柜、低压电器控制柜、主整流柜、行车安全设备、微机控制柜，电气室下部设有主整流柜通风机、前转向架牵引电动机通风机，隔墙上部设有空调控制装置和电空制动控制柜。位于机车中部的动力室安装了一套柴油发电机组，并设有空气滤清器、燃油滤清器（英语：）、燃油输送泵（英语：）、燃油预热器等辅助设备；动力室内靠近电气室的一端设有励磁整流柜、风源净化装置、起动变速箱和相关设备，起动变速箱通过万向轴与主发电机输出端连接，并通过该变速箱驱动励磁机（英语：）、起动发电机（英语：）、测速发电机、前转向架牵引电动机通风机。动力室内靠近冷却室的隔墙上设有膨胀水箱（英语：）。两台电阻制动柜并列于电气室与动力室之间隔墙的顶部。
冷却室设有冷却水系统和散热装置，冷却室顶部装有V形结构的双流道铜制散热器，以及两个直径为1,600毫米的轴流式冷却风扇，冷却风扇由静液压马达传动。机车设有两套独立的循环冷却水系统，分别为冷却柴油机、增压器的高温冷却水系统，以及冷却增压空气、机油、静液压传动油的低温冷却水系统，高低温循环冷却水系统共用48个散热器单节。散热器下方设有一台由柴油机自由端经万向轴驱动的后变速箱，以及由后变速箱带动的静液压泵、后转向架牵引电动机通风机。此外，冷却室内并设有机油热交换器、机油滤清器（英语：）、空气压缩机、静液压油热交换器、静液压系统油箱等。静液压油热交换器采用了水流阻力较小的油—空气热交换器，代替东风9型机车原来使用的油—水热交换器。辅助室内装有预热锅炉、工具箱、空气制动系统阀类、第二司机室的空调控制装置。
技术特点 > 柴油机

东风11型机车装用一台由戚墅堰机车车辆厂制造的16V280ZJA型柴油机，属于280/285系列柴油机产品之一。16V280ZJA型柴油机是一款16气缸（英语：）、四冲程、V型结构、直接喷射、开式燃烧室、废气涡轮增压、增压空气中间冷却的中速柴油机。气缸内径（英语：）为280毫米，活塞行程为285毫米，气缸夹角为50°，额定转速为每分钟1,000转，最低空载转速为每分钟400转，标定工况下的平均有效压力（英语：）为1.65兆帕（每平方厘米16.82公斤），UIC标定功率为5,250马力（3,860千瓦），装车运用功率为4,910马力（3,610千瓦），额定满功率运转时的燃油消耗率为153克/有效马力·小时（208克/有效千瓦·小时）。
16V280ZJA型柴油机的基本结构与16V280ZJ型柴油机大致相同，同样采用了由球墨铸铁整体铸造而成的机体，消除了因机体焊缝疲劳造成板材裂纹的隐患。机体由气缸体和曲轴箱（英语：）共同构成，机体的横截面形状为六边形，并采用了悬挂式曲轴支承结构和半隧道式曲轴箱。柴油机采用由42CrMo高强度合金钢锻坯全纤维挤压成形的全加工氮化曲轴、带内冷油腔振荡冷却的钢顶铝裙组合式活塞、合金钢锻造全加工并列式连杆、高强度合金铸铁气缸盖、合金硼铸铁湿式气缸套。燃油喷射系统采用了单体式喷油泵和多孔闭式喷油器。在左右两列气缸之间的V形夹角空间内，设有机油主油道、冷却水进水道和空气腔，在其上方装有与空气腔相通的空气稳压箱（英语：）；两台增压器分别装在空气腔上方的两端，中间设有两台铝制中冷器。气缸排出的废气通过排气管（英语：）分别进入两台涡轮增压器推动涡轮后排出，而新鲜空气由安装在车体上的空气滤清器吸入，经增压器增压后流经中冷器进行冷却，然后通过空气稳压箱和进气支管（英语：）进入各个气缸。
柴油机的涡轮增压采用模件式串接脉冲转换器增压系统（MPC），将每个气缸的排气管设计成相同的脉冲转换器，通过过渡管将气流引入增压器。东风9型机车最初采用江津增压器厂引进ABB公司专利生产的VTC254-13型增压器，后来又改为使用经过改进的VTC254-13G型增压器。1999年，大连内燃机车研究所研制出专为16V280ZJA型柴油机配套的ZN310-LSA4型增压器（又称为ZN310A4型增压器），并在2000年代起广泛应用于东风11型及东风8B型机车。与VTC254-13G型增压器相比，ZN310-LSA4型增压器在柴油机转速为每分钟1,000转、标定功率为5,500马力（4,044千瓦）的测试条件下，燃油消耗率下降了2.13克/有效千瓦·小时，气缸排气温度下降了22°C。
柴油机进气空气滤清系统采用二级过滤装置，分别为借鉴自ND5型柴油机车的离心式旋风筒惯性过滤器，以及和与东风8型柴油机车相同的铝板网空气滤清器。使用于大风沙地区的高原型机车则改为使用四级过滤装置，分别为车身外侧防沙网、旋风筒惯性过滤器、纸质滤芯细滤器、铝板网滤清器，并改为从机车两侧同时进气以增加空气流量，抵消因过滤系统而增加的进气阻力。调速系统早期采用天津机车车辆机械工厂研制的联合调节器-C型液压全制式调速器，通过控制联合调节器配速机构上的步进电机，实现对柴油机的有档无级调速控制；为了提高联合调节器的稳定性和可靠性，从2001年起生产的东风11型0299号机车开始改用伍德沃德PGMV调速器。柴油机由ZQF-80型起动发电机起动，其电源由蓄电池供给。柴油机完成起动后，启动发电机由直流串励电动机变为直流他励发电机，并通过电压调整器输出110伏特直流电，作为辅助发电机使用，用来给蓄电池充电并和向辅助电路及控制电路供电。
技术特点 > 传动系统

东风11型机车采用交—直流电传动装置，柴油机曲轴通过大圆盘薄板联轴节与同步发电机联接，取代了东风8型机车上使用的盖斯林格联轴节（英语：）。从交流同步发电机发出的三相交流电，经由硅二极管组成的三相桥式整流装置整流为直流电后，再将电能输送给两台转向架上的六台并联连接的直流牵引电动机，通过传动齿轮驱动轮对（英语：）。东风11型机车的牵引发电机、牵引电动机、励磁机均是在东风9型机车上相应电机的基础上改良而成。
技术特点 > 传动系统 > 牵引发电机

牵引发电机采用由永济电机厂研制的JF204C型三相交流同步发电机，它是在东风9型机车使用之TQFR-3000C-1型三相交流同步发电机（即JF204A型同步发电机）的基础上改进而成，同样吸收了通用电气GTA24A3型主发电机的部分技术。与JF204A型发电机相比，JF204C型发电机的主要变化为取消了定子铁心上的一排通风孔以降低损耗，其余部分结构大致相同。额定容量为3,600千伏安，额定电压为540／740伏特，额定电流为3,850／2,810安培，额定转速为每分钟1,000转，定子及转子绝缘等级（英语：）均为F级，冷却方式为轴向强迫通风，主发电机净重为6,000公斤。
牵引发电机的励磁电流（英语：）由一台三相感应子交流发电机（英语：）供给。东风11型机车使用永济电机厂制造之JGL-405B型励磁机，它是在东风9型机车使用之JGL-405A型励磁机的基础上取消了去磁绕组，并将励磁绕组和电枢绕组改为安装在定子上。励磁机由柴油机通过启动变速箱驱动，其发出的交流电经励磁整流器转换为直流电后，给发电机的转子励磁绕组励磁。
技术特点 > 传动系统 > 整流装置

牵引发电机发出的三相交流电由硅整流装置转换成直流电，由风冷式硅二极管元件组成三相桥式全波整流电路。东风11型机车装有一台GTF-5010/930型主整流柜。整流装置有六个串联的整流桥臂，每一桥臂有四个并联的ZP2000-28型风冷平板式整流二极管，每台整流柜共24个二极管元件。整流装置的最大直流输出电压为1,000伏特，额定直流输出电流为5,100安培。
技术特点 > 传动系统 > 牵引电动机

牵引电动机采用由永济电机厂研制的ZD106型四极串励直流电动机，额定功率为530千瓦，额定电压为680伏特，额定电流为835安培，额定转速为每分钟955转，最高转速为每分钟2,385转，定子及电枢绝缘等级均为H级，冷却方式为强迫通风。为扩大机车的恒功率速度范围，可以在牵引电动机励磁绕组接入并联分流电阻，对牵引电动机使用一级磁场削弱，磁场削弱率为56%。该型电动机吸收了在引进ND5型柴油机车时通用电气公司向永济电机厂转让的牵引电动机制造技术。与东风9型机车使用之ZD106S型牵引电动机相比，ZD106型牵引电动机根据机车性能要求作出了一些改进，例如采用了线性气隙和双弧度主极极靴结构，将最大起动电流由1,100安培提升至1,200安培，使机车能够发挥较大的起动牵引力；同时，将最大恒功率转速由每分钟2,166转提高至每分钟2,285转，最高转速由每分钟2,320转提高至每分钟2,385转，使机车的最高恒功速度可达160公里/小时。
技术特点 > 传动系统 > 电阻制动装置

在电阻制动工况时，牵引电动机变为他励直流发电机工作，六个激磁绕组全部串联并由牵引发电机经硅整流柜供电，牵引电动机发出的电流输入到两台卧式制动电阻柜，将电能通过电阻器转化为热能消耗掉。每台电阻柜的制动功率为2,325马力（1,710千瓦），机车轮周制动持续功率可达4,080马力（3,001千瓦），最大制动电流限制为650安培。最大制动力可达135.4千牛，对应机车速度为79.8公里/小时。励磁电流和制动电流是由微机控制系统所控制，当牵引电动机转速超过每分钟1537转（对应车速超过135公里/小时）时，牵引电动机电枢电流从最大值开始呈线性减少，当车速为160公里/小时的制动电流为545安培。机车制动系统并设有电—空制动联锁保护装置，避免因空气制动与电阻制动同时发生作用而导致列车冲动或车轮擦伤。此外，机车还可以利用制动电阻作为负载来进行柴油机全功率自负荷试验。
技术特点 > 控制系统

东风11型机车采用由株洲电力机车研究所、大连内燃机车研究所联合研制的TPW5型微机控制系统，同时亦保留了由联合调节器油马达驱动功调电阻的励磁调节装置，司机可根据实际情况切换励磁控制方式或两者同时使用。当微机励磁控制系统发生故障时，可采用油马达励磁维持机车运行。
功调电阻励磁调节装置采用由联合调节器伺服油压马达带动变阻器的方式。牵引发电机的励磁电流是由励磁机发出的交流电经励磁整流柜整流后供给，而励磁机的励磁电流则是由柴油机经启动变速箱驱动的测速发电机供电。测速发电机的励磁电流由110伏特辅助电源提供，并经过功率调节电阻和励磁调节器控制。功率调节电阻的滑动触点由联合调节器上的功率伺服油压马达带动，它根据柴油机工作状况（欠载或过载）自动地调节可变电阻器的阻值，从而改变测速发电机的励磁电流，并经测速发电机和励磁机二级放大后，间接地改变了牵引发电机的输出功率。
TPW5型微机控制系统的硬件、软件分别由株洲电力机车研究所、大连内燃机车研究所研制，系统架构及控制逻辑基本延续自中美合作研制的东风6型柴油机车，同样继承了从通用电气公司引进的EXP车载微机控制技术。控制系统的硬件部分主要由EXP微机系统主机、汉字诊断信息显示屏（CDID）、各种信号传感器、信号处理变换部分、电源及辅助设备控制组件等部分组成。微机控制柜采用符合EIA标准机架结构，由EXP恒功励磁插件箱、辅助设备及电源插件箱、冷却风扇插箱、电源滤波器等组成。EXP恒功励磁插件箱沿用了通用电气公司的FE总线系统，设有8种类型、共11块，包括中央处理器、传感器输入、频率信号输入、输入、输出、励磁控制、外部通信接口等等，微机系统以英特尔80C186微处理器为核心。信号传感器及信号处理部分用于执行各种电压、电流、温度、转速、压力信号的数据采集和处理，为微机控制系统提供有关机车行驶状态的信息。带有薄膜开关（英语：）轻触式键盘的汉字诊断信息显示屏则是作为完成人机交互功能的显示终端界面，它是在东风6型机车的英文界面诊断显示屏基础上改良而成，除了原来的ASCII字符编码外还增加了GB 5199汉字字符集，解决了此前诊断显示屏只能显示英文的不便；诊断信息显示屏通过RS-232-C串行接口与微机控制柜连接，并采用了一块分辨率为240×64的单色点阵式液晶显示屏。由于司机经常反映单色显示屏不清晰，自1998年起生产的东风11型机车均改用10.4英寸、VGA分辨率的TFT液晶显示屏。
微机控制系统使用由大连内燃机车研究所开发的FEOS多任务实时操作系统，对功率控制、工况转换、功率基准、故障处理等共任务具备优先级切换机制。微机控制系统除了具备恒功率励磁控制、磁场削弱过渡控制、辅助发电机电压调整、电阻制动恒制动电流或恒励磁电流等控制功能外、还具有轮对防空转防滑行、柴油机系统保护（冷却水温、机油压力、超速保护（英语：））、电气系统保护（牵引发电机过流、过压保护，牵引电动机超速保护）、柴油机自负荷试验等功能，并能自动诊断、显示、记录故障信息。微机励磁控制系统以司机控制器在各个挡位下的柴油机转速作为给定信号，参照对应当前柴油机转速找出系统预设的经济功率输出点，同时对传感器反馈的牵引发电机电压、电流检测信号进行处理后得出功率检测值，并将其与系统预设的功率、限压、限流给定值进行比较后产生的偏差值作为调节信号，通过比例积分运算后由PWM脉宽调制器和晶体管斩波器去控制励磁机的励磁电流，从而相应改变牵引发电机的功率。该系统不仅克服了功调电阻励磁调节装置反应时间长、动态性能差的缺点，还可以利用从功调电阻电位器取得的电压信号来修正功率给定值，达到机车牵引功率与辅助功率之间动态转移的目的。而微机系统的辅助设备控制插件则用来控制起动发电机的励磁电流，使起动发电机输出恒定的110伏特电压。
1997年，戚墅堰机车车辆厂应铁道部机务局的要求，与大连内燃机车研究所和株洲电力机车研究所合作，为东风11型柴油机车研制了重联控制装置，以便司机在其中一个司机室内同时操纵两台机车，自1997年新造的东风11型0060号机车起，大多数机车出厂时已安装了重联控制装置，此前生产的部分机车后来亦按需要加装。具备重联功能的机车在两端均加装了重联插座，当机车重联运行时使用重联电缆连接两台机车的电气控制系统，空气制动系统的总风管、平均管和制动管也分别连接。东风11型机车采用了控制线重联和微机数据总线重联两种方式混合的重联控制系统，本务机车发出的控制指令通过控制导线直接传输给重联机车，使两台机车的换向、牵引、制动、柴油机调速等操纵动作能够同步进行；而两台机车的微机控制系统也通过RS-422串行数据接口互相通讯，用来传送机车状态和监控信息。
技术特点 > 转向架

机车轴式为Co-Co，走行部为两台无导框式三轴转向架。东风11型机车的转向架是在东风9型机车的基础上，根据最高行车速度提升至170公里/小时的要求作进一步改良而成。转向架采用钢板组焊成封闭式箱形结构的“目”字形构架，固定轴距为2×2,000毫米。轮对轴箱采用双列圆柱滚子轴承（英语：）和双拉杆式弹性定位装置，轴箱通过装有橡胶关节元件的上、下轴箱拉杆与构架相连接，实现轴箱相对于构架的横向和纵向定位。早期生产的东风11型机车曾采用带轮箍的组合式车轮，为防止高速行车时施行制动而引起轮箍弛缓的事故，从1999年生产的东风11型0132号机车开始，按铁道部要求改用从乌克兰进口的整体辗钢车轮。
弹簧悬挂装置分为一系悬挂和二系悬挂两部分。一系悬挂装置采用独立悬挂形式，包括轴箱与构架之间的轴箱圆弹簧及橡胶垫，以及在1、3、4、6轴装有并列的垂向液压减震器。由于机车采用了轮对空心轴式驱动装置，为保护空心轴六连杆机构的正常工作状况，一系悬挂装置的静挠度不能设计得太大，因此二系悬挂装置必须有较大的弹簧静挠度，以保障机车高速行驶时的稳定性。为此，二系悬挂装置采用了高柔度螺旋弹簧与瓦片式橡胶垫串联组合结构，转向架两侧中部的旁承座各设有四组独立圆弹簧及弹性定位装置，具有较大的垂向静挠度和较小的横向刚度，结构不仅简单而且也没有需要保养的摩擦部件。一系及二系悬挂静挠度分别为55毫米和115毫米。车体全部重量通过四个旁承由两台转向架支承，转向架与车体间除了设有垂向液压减震器及弹性侧挡外，还设有横向液压减震器、抗蛇行液压减震器，以改善机车横向平稳性和抑制蛇行运动。牵引力和制动力通过低位平行四杆牵引杆机构传递，牵引点至轨面距离675毫米。
东风11型机车沿用了与东风9型机车基本相同的牵引电动机全悬挂、轮对空心轴式驱动装置。牵引电动机通过前后吊臂刚性地安装在转向架构架上，固定空心轴（又称外空心轴或空心轴套）用螺栓安装在牵引电动机机座上，从动齿轮（大齿轮）通过滚动轴承在固定空心轴上转动，大齿轮心通过六连杆万向节机构与转动空心轴（内空心轴）连接，连杆关节连接点采用带有球状橡胶衬套的橡胶球铰，而转动空心轴的另一端亦通过相同的六连杆万向节机构与车轮相连。牵引电动机电枢轴输出的扭矩经过小齿轮、大齿轮、六连杆万向节、转动空心轴、六连杆万向节传递到其中一个车轮，并通过车轴驱动另一侧车轮。考虑到行车速度提升后车轴跳动幅度增大及线路不平顺度的影响，因此将转动空心轴由东风9型机车的圆柱形改为圆锥形，空心轴与车轴间的径向间隙亦由30毫米增大到38毫米。与传统的轴悬式驱动装置相比，轮对空心轴式驱动装置将牵引电动机的全部重量都变为簧上质量，每轴簧下質量可以减轻近50%，大幅减少高速运行时的轮轨作用力，东风11型机车的每轴簧下质量为2,475公斤，牵引电动机在时速170公里的垂向震动加速度只相当于东风8型柴油机车在时速100公里的水平。一般东风11型机车的齿轮传动比为2.62（76：29），最高速度为170公里/小时；高原型机车的齿轮传动比改为2.95（65：22），最高速度为153公里/小时。
技术特点 > 制动系统

基础制动装置为双侧双闸瓦踏面制动、采用高磷合金铸铁或粉末冶金闸瓦、带闸瓦间隙自动调节器的单元制动装置，每台转向架共有10个制动单元器（中间轴因受到牵引拉杆位置的限制仍采用单侧制动）。东风11型机车采用QB-2型和QB-2S型单元制动装置，分别在于后者能够与手制动装置或蓄能停车制动装置相连接，该制动装置的设计仿自8K型电力机车使用之SAB-WABCO BF2S-60型单元制动装置。停放制动最初为手制动装置，后改为弹簧蓄能停车制动装置。
为了使单机紧急制动距离能够达到设计任务书的要求（在平直道上制动初速160公里/小时的单机紧急制动距离小于1,600米），东风11型机车的原设计具备二级加压紧急制动功能。在紧急制动（英语：）过程中，当机车速度在85公里/小时以上时，制动缸压力可提高到710千帕，增加闸瓦对车轮施加的压力；当机车速度降低到85公里/小时以下时，制动缸压力调整为450千帕。在北京环行铁道进行鉴定试验显示，机车使用二级加压制动后的单机紧急制动距离可缩短到1,400米以内。然而，机车投入运用后便发现紧急制动时产生的热负荷太大，容易对车轮产生轮箍弛缓、加剧磨损等不良现象，而且使制动装置更为复杂也不便于检修，因此自1996年起生产的东风11型机车已取消了二级加压制动装置。
为减少准高速列车在制动时的列车纵向冲动和空走距离，并确保列车在制动初速度为160公里/小时的状态下，平直道上的紧急制动距离在1,400米内，东风11型机车采用由四方车辆研究所研制的JZ-7型电空制动机，它是在JZ-7型空气制动机的基础上加装了空电转换阀、继电器控制箱、电空阀、压力开关、连接电缆等部件，可配合F8型和104型客车电空制动机使用自动式电空制动。机车两端均设有五线制的电空插座，可通过五芯电缆与客车车辆上的电空插座相联。空电转换阀的作用是将均衡风缸压力与制动管压力的差值迅速转换成电信号，并通过继电器及连接电缆传送至客车车辆上电空制动机的电磁阀，控制列车管的充气和排气，再通过分配阀作用达到制动和缓解的目的。然而，准高速列车在广深铁路投入服务后，施行常用制动时引发意外紧急制动的问题便开始浮现，运用部门不得不暂停使用电空制动，铁道部曾于1995年邀请专家组调查电空制动不稳定的故障，当时争议焦点主要集中在客车制动电磁阀排风孔径、104紧急阀的安定性和灵敏度问题、机车空电转换阀排风方式等，但经过长时间的试验及研究后，各方对于故障原因仍未能达成一致的定论。因此，即使后来面世的25K型、25T型客车沿用了相同的电空制动系统，运用部门通常都将电空制动功能切除不用，只使用一般的空气制动以免发生故障。
东风11型机车原本的设计采用单管供风系统，配备两台W-1.6/9型空气压缩机提供空气制动风源，供风量为2×1.6立方米/分钟。但投入运用后便发现提速客车的空气弹簧、塞拉门、集便器（英语：）等车用设备都需要消耗大量压缩空气，使得空气压缩机长期处于高负荷工作状态，因此从1999年起使用改为使用两台V-2.4/9型空气压缩机，供风量提高到2×2.4立方米/分钟。由于单管供风系统经常因个别客车使用风量突然剧增，而造成列车管局部减压并引起客车制动机误动作，导致列车纵向冲动和影响乘坐舒适性。因此，从1999年出厂的东风11型0131号机车开始，将空气管路改为双管供风系统，一路列车管供列车制动用风，另一路总风管供客车设备用风，以确保列车制动用风的需要，而此前生产的机车亦陆续进行了相同改造。
技术特点 > 行车安全设备

东风11型机车设有以列车运行监控装置为主体的列车自动防护系统（ATP），系统以轨道电路及机车信号设备作为列车运行指令信息源，以系统预置的线路数据获取运行线路参数信息，对列车运行速度进行安全监控。
东风11型0001号～0004号机车最初曾使用TVM-300列车速度监督系统。1985年，为配合京广铁路郑州至武昌段电气化改造的实施，中国从法国引进了UM71无绝缘轨道电路以及与之配套使用的TVM-300机车信号及超速防护系统，而在1994年建成的广深准高速铁路也采用了相同的四显示自动闭塞信号系统。TVM-300采用滞后型的阶梯速度分级控制模式，将准高速列车的行车速度分为五个等级（160、145、120、90、0公里/小时），系统只检查列车在本闭塞分区的出口速度（即下一闭塞分区的入口速度），地面自动闭塞设有双红灯防护区段。机车上设有TVM-300信号系统电子柜、连续式及点式信号传感器、投影式速度显示器，以及由德国德意达公司（DEUTA-WERKE GmbH）生产的光电式（英语：）速度传感器（英语：）、MA10型机车运行记录器。若列车在进入下一闭塞分区时的行驶速度超过显示器上的规定的速度允许值，系统即强制施行紧急制动（英语：）。
从东风11型0005号机车开始及以后其他交付广深铁路公司的东风11型机车，安装了由铁道部科学研究院研制的ZLSK列车速度分级控制系统（又称LSK-160），该行车安全防护系统的基本原理和TVM-300仍然相同，依然是采用阶梯式速度控制方式，但根据中国铁路的使用习惯作出了一些改良。有别于在法国高速列车上的TVM-300系统在列车超速时采用最大常用制动，且减速到容许速度以下之后不停车便可缓解继续运行的做法，在中国使用的TVM-300系统由于直接连接紧急制动阀，因此在列车超速时不论情况均一律采取紧急制动，并且必须停车以后方可缓解，而ZLSK列车速度分级控制系统在列车超速时，可根据超速幅度采取切除牵引、常用制动、紧急制动的方式来减速，到低于目标速度后允许司机缓解并继续行车。ZLSK列车速度分级控制系统不但能用于四显示多信息的UM71轨道电路自动闭塞区间，还能兼容移频三显示自动闭塞和半自动闭塞区间，可以自动识别并转换接收信号制式。
从1995年生产的东风11型0006号机车开始，交付上海、北京、沈阳铁路局的东风11型机车均安装了JK-2H型列车运行监控记录装置、SJ-93型数字化通用式机车信号。同年底，由株洲电力机车研究所和河南思维公司合作研制、具有车载线路数据储存功能的LKJ-93列车运行监控记录装置通过铁道部组织的技术鉴定后，铁道部确定了三年完成全路干线运用机车安装工作的规划，开始了LKJ装置在全路的规模化推广使用。1997年起，新造的东风11型机车均安装了LKJ-93列车运行监控记录装置、SJ-94型数字化通用式机车信号。1999年，因应主要铁路干线进行四显示自动闭塞改造的需要，北京铁路局将部分机车的监控装置更新为LKJ-93AH型。2000年起，机车陆续配备了可输入临时限速信息的IC卡读取装置，可配合列车运行监控装置使用。2000年底，新一代的LKJ-2000型列车运行监控记录装置通过部级技术鉴定，LKJ-2000采用了32位微处理器、CAN总线方式和主从双套冗余技术，并具备彩色液晶显示屏显示机车状态信息及前方5公里范围内地面线路纵断面状态。2001年起，新造的东风11型机车开始安装LKJ-2000型列车运行监控记录装置，以前生产的机车亦逐步进行升级。
广深铁路股份有限公司的东风11型柴油机车因应牵引城际直通车进入香港的需要，均需按照九廣鐵路公司的要求装有自動列車警報裝置（AWS），以保障列车在東鐵綫（羅湖站至紅磡站）的行车安全。该系统利用地面上的点式磁性传感器发出的信号来提示列车，列车接到停车信号后会通过车上的信号显示器和警报声来引起司机注意，司机需要在三秒内按下取消按钮，否则列车会自动采取紧急制动。自2012年12月21日起，广九直通车改为使用韶山8型电力机车牵引以后，车上的自动列车警报装置已被拆除并转移至韶山8型电力机车上。
衍生车型 > 东风11AJ型

自1990年代起，交流传动技术已经逐步成为了国际上电力传动柴油机车发展的必然趋势。1998年12月，时任铁道部长傅志寰提出“争取用十年左右的时间，完成直流传动向交流传动转换”的发展战略目标。根据铁道部“九五”期间的机车车辆工业重点科技计划，中车公司属下的机车制造厂陆续开展了交流传动柴油机车的研制。戚墅堰机车车辆厂在研制东风8CJ型交流传动货运柴油机车的同时，亦提出了研制东风11B型交流传动客运柴油机车的构想，以满足繁忙干线提速列车扩大编组的需要。2002年5月10日，戚墅堰机车车辆厂与铁道部科技司签订了《4,410千瓦（6000马力）国产交流传动客运内燃机车的研制》科技合同（合同编号：2002J015），并且被列入2002年铁道部科研计划，成为中国第一款获铁道部批准立项研究的交流传动客运内燃机车，当时预计于2003年12月试制出首台机车。
该型机车计划以东风11型柴油机车为基础，将采用戚墅堰机车车辆厂与奥地利AVL公司合作开发的R16V280ZJ型柴油机（原称16V280ZJB型柴油机），使装车功率提升至6,000马力（4,410千瓦），并采用电子燃油喷射控制系统。机车主传动系统采用交—直—交流电传动，将装用与株洲电力机车研究所合作研制的国产GTO水冷牵引变流器及控制系统，变流模块并可以与同时期研制的DJ2型电力机车通用。辅助交流传动系统采用与永济电机厂合作开发的变频交流辅助传动系统。机车采用牵引电动机架悬式转向架，基础制动装置采用轮盘制动。机车沿用东风8CJ型机车的干式冷却系统、承载式燃油箱结构、微机控制系统，并将尽量采用东风11型机车、NZJ1型内燃动车组的成熟部件，以及东风8CJ型机车的研究成果，实现零部件设计的系列化、标准化、模块化。根据该型机车的预期牵引特性，在平原地区牵引20节大编组提速客车（1,100吨）的情况下，最高速度可达160公里/小时。
2003年2月，铁道部在戚墅堰机车车辆厂主持召开机车技术设计评审会，4,410千瓦交流传动客运内燃机车的设计方案在会上通过了技术审查，并同意工厂完善方案后进行施工设计。2003年6月6日，铁道部运输局向戚墅堰机车车辆厂下发电报，将研制中的4,410千瓦交流传动客运机车定型为东风11AJ型柴油机车。同年，刘志军出任铁道部部长，作出“铁路跨越式发展”的决策，中国铁路技术政策从此发生重大转变。2003年7月初，东风11AJ型机车在完成了施工设计后被铁道部要求暂缓试制。与此同时，铁道部因应即将在第五次大提速开行的直达特快列车，要求戚墅堰机车车辆厂尽快投产东风11G型柴油机车。2004年4月，中华人民共和国国务院下发了《研究铁路机车车辆装备有关问题的会议纪要》，明确了“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌“的原则。同年，戚墅堰机车车辆厂开始与美国通用电气公司就大功率交流传动柴油机车采购和技术引进进行谈判，东风11AJ型柴油机车的投产计划随之搁置，仅完成了部分电机和部件的设计和试制，其中轮盘制动装置的制动盘及闸片并在铁科院机辆所进行了台架性能试验。虽然东风11AJ型机车未能投产，但其流线型车体设计方案后来被东风11G型机车及部分出口车型所采用。
衍生车型 > 东风11C型

2000年代初，戚墅堰机车车辆厂曾经提出研制采用径向转向架的东风11C型柴油机车（工厂内部代号）的建议，将东风8B型7001号机车的径向转向架技术移植到东风11型机车的全悬挂转向架上，以满足曲线多且半径小的山区铁路提速的需求，降低通过曲线时轮轨间的横向作用力，改善通过曲线时的粘着性能，并可减轻轮缘和轨道的磨耗。2003年，戚墅堰机车车辆厂与中国南车集团公司签订了关于为东风11型机车研制架悬式径向转向架的科技项目合同。该转向架的设计原则是除径向机构外，驱动装置、悬挂装置、制动装置等部分尽可能不作改动，使之以后能够便于与常规转向架通用互换；固定轴距为2,100+2,000毫米，轴箱定位装置采用单拉杆式弹性定位结构，基础制动装置采用单侧制动的单元制动器。2004年1月，架悬式径向转向架通过厂内技术设计评审，并于同年4月完成了施工设计和所有图纸。随后，因铁路技术政策转变，架悬式径向转向架被铁道部要求暂停试制。
衍生车型 > 东风11Z型

条目：东风11Z型柴油机车
2002年，戚墅堰机车车辆厂根据铁道部提出的要求，研制出专门用于铁路专运及特殊客运列车牵引任务的东风11Z型柴油机车，以替代于1970年代从西德进口的NY6型柴油机车。该型机车是由两节单司机室的东风11型机车固定重联而成，每节机车装用一台16V280ZJA型柴油机，装车运用功率为2×4,910马力（3,610千瓦），最高运行速度为160公里/小时。主要特点是安全性和可靠性要求较高，部分关键部件采用进口产品，例如奥地利博世公司的喷油泵及喷油器、美国伍德沃德公司的PGEV调速器等。
衍生车型 > 东风11G型

条目：东风11G型柴油机车
2003年，戚墅堰机车车辆厂在东风11型机车的基础上，研制出具备列车供电功能的东风11G型柴油机车。该型机车是为中国铁路第五次大提速特别设计、主要用于牵引直达特快旅客列车的准高速客运机车，可以最高时速160公里、全程平均时速120公里的速度，长时间地持续行驶1,000公里以上，并具备单司机值乘的条件。东风11G型柴油机车是由两节结构相同的单司机室机车组成，每节机车装用一台16V280ZJA型柴油机，电传动系统采用JF204D型同步主发电机、ZD106E型牵引电动机。机车上设有辅助柴油发电机组专门向客车供电，供电制式有380伏特交流电和600伏特直流电两种。机车并采用了微机控制的LonWorks网络控制技术，司机室外形则沿用了东风11AJ型机车的设计。
衍生车型 > CDD5C1型

2015年1月，由中国交通建设股份有限公司承建、全部采用中国技术标准的蒙巴萨－内罗毕标准轨铁路（蒙内铁路）正式动工，肯尼亚铁路公司（英语：）并与中国交建签订了运营委托协议，将为其十年的铁路营运管理权交由中国交建负责，机车车辆也是由中国路桥工程公司（中国交建的全资子公司）负责采购。2015年6月，中国路桥工程公司就该项目所需的43台货运机车、5台客运机车、8台调车机车共计56台柴油机车进行招标采购。2016年5月20日，中车戚墅堰机车有限公司获得中标通知书。同年5月30日，中车戚墅堰公司与中国路桥公司就出口肯尼亚56台机车举行签约仪式。CDD5C1型柴油机车是中车戚墅堰公司为肯尼亚铁路研制的干线客运机车，以中国国内使用的东风11型柴油机车为基础，并针对肯尼亚热带草原气候及运用环境专门对机车作了相应改良，例如增设火灾报警及路况视频检测系统、柴油机和燃油滤清器增设防火罩、加强了空气滤清器的性能、取消了柴油机启动预热系统等，另外还首次在出口机车上安装了“中国中车出口机车远程监测与诊断系统”（CRD），并采用了与东风11G型机车相同的司机室外观造型。2016年12月，首批12台出口肯尼亚机车在中车戚墅堰公司交付。2017年1月至7月期间，56台机车分五批抵达肯尼亚。2017年3月4日，CDD5C1型机车在蒙内铁路联调联试中，最高试验速度达到134公里/小时，创造了肯尼亚铁路有史以来的最高速度纪录。2017年5月底，蒙内铁路全线竣工通车。肯尼亚铁路的CDD5C1型客运柴油机车均配属内罗毕南机务段，承担蒙内铁路的客运列车牵引任务，该线旅客列车最高速度为120公里/小时。2019年10月，内罗毕－马拉巴标准轨铁路（内马铁路）一期工程（内罗毕至奈瓦沙段）建成通车，该线的客运列车同样使用CDD5C1型机车牵引。