国鉄キハ66系気動車
キハ91系・キハ65形・キハ181系で採用された大出力エンジンの改良型である180°V型12気筒の過給器付DML30HSHを搭載した。ベースとなったDML30HSは、当時の国鉄気動車用エンジンでは最も高出力である反面、多気筒ゆえの煩雑な噴射ポンプと噴射ノズルの調整不備による燃料噴射量の過大なばらつき・熱変形によるヘッドガスケットの吹き抜け・自然通風式ラジエーターによる冷却系の脆弱性・エンジンの高回転域を多用するトルクコンバーターの仕様と変速比の設定難など、複合要因によるオーバーヒートやトラブルが絶えず、現場は非常に苦慮していた。このため本系列では以下の対策を施工した上での搭載となった。
ガスケット吹き抜け対策として3シリンダー1ヘッド構成から1シリンダー1ヘッド構成へ変更。 ガスケットもシリンダーごとに独立させ、組み付け時のボルト締め付け不均整に起因すると見られる吹き抜けの発生低減が狙い。 シリンダーヘッドの独立化で隣り合う各シリンダーの間隔(ボアピッチ)が広がり、エンジン全長が2,477 mm から3,057 mm へと、580 mm も大きくなった。
長崎所属時代に内外装の更新、エンジンと補機類の交換、屋根上通風器撤去などの改造が施工された。