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SDP40F型柴油机车是干线客运用的六轴柴油机车，采用单司机室、底架承载结构、双侧内走廊的棚式车体，实际上相当于采用全宽度司机室和棚式车体的SD40-2型柴油机车。车体上部自前向后由司机室、电气室、动力室、冷却室、蒸汽锅炉室五部分组成。机车走行部为两台“Flexicoil”三轴转向架，采用导框式轴箱定位、[[橡胶]][[摩擦]][[减振器]]、两系[[弹簧]]悬挂装置（一系为轴箱螺旋圆弹簧，二系为摇枕螺旋弹簧）、心盘牵引装置、双侧闸瓦制动。动力装置为一台3,200[[马力]]、16气缸、二冲程、水冷式、涡轮增压的16-645E3型柴油机。传动系统采用交—直流电传动，柴油机输出轴通过联轴器驱动一台AR10型交流[[发电机]]，发出的交流电通过大功率[[硅整流]]装置转换为[[直流电]]，然后供给六台D77型直流牵引[[电动机]]。牵引电动机采用轴悬式驱动方式，牵引[[齿轮]]传动比为3.93（59：15）。