E系列柴油机车与其他早期的客运柴油机车一样,都是采用单节双柴油发电机组的设计。机车可分为设有司机室的A节机车和无司机室的B节机车,可根据列车牵引重量构成不同功率等级的机车组。每节机车装有两组完全相同的柴油发电机组,电传动系统由两台直流牵引发电机和四台直流牵引电动机组成。EA/EB、E1、E2型柴油机车作为的E系列的第一代车型,采用温顿发动机公司的12-201A型二冲程柴油机作为动力装置,柴油机装车功率为2×900马力。车体外观方面,作为老牌汽车制造商的通用汽车深知车辆外形设计的重要性,因此在这三款柴油机车均采用了创新的流线型外形,其中EA/EB、E1型柴油机车使用俗称为“斜鼻子”(slant nose)的车头,而E2型柴油机车则使用俗称为“斗牛犬”(bulldog nose)的车头。E系列机车均采用A1A-A1A轴式配置,走行部为两台由马丁·布贝格(英语:Martin P. Blomberg)设计的布贝格式三轴转向架,转向架的中间轴没有牵引电动机。
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