1958年9月26日，大连机车车辆工厂成功试制了中国第一款国产2000马力内燃机车“巨龙”号，解决了国产内燃机车的“有无”问题，并经过不断的完善改进后在1966年定型为“东风”型内燃机车并投入批量生产中。
1966年，也就是“东风”型内燃机车投入量产的同时，兰州至乌鲁木齐的兰新铁路正式建成通车，乌鲁木齐铁路局柳园机务段随即成立，并开始大量配属“东风”型内燃机车，主要担当兰新铁路三道沟—柳园—哈密区间段的客货列车牵引任务，这也是中国西北地区的第一个内燃机务段。
由于兰新线和属于高原地区铁路（兰新线平均海拔为一般海拔3000～3500米，最高海拔4300米），所以柳园机务段的“东风”型机车在运用中出现了一定的问题，尤其是柴油机功率出现了一定程度的衰减，尤其在牵引客货列车爬12‰的坡的时候速度只能达到每小时20公里，还不停地冒着黑烟，就如同拉着沉重大车的老黄牛“呼哧”“呼哧”的模样，还经常在爬坡过程中发生柴油机的“放炮”和“机破”故障。这是由于“东风”型机车在高原地区运用时，随着海拔高度提高和大气压力降低，导致柴油机输出功率和机车牵引力下降，以及燃烧恶化的原因。
因此，乌鲁木齐铁路局向铁道部反映：“东风”型内燃机车在高原地区柴油机功率衰减较大，影响到列车的运量，亟需增加柴油机的功率是当务之急。而在国家当时尚无制造大马力柴油机的技术和能力的情况下，最可行的方法就是在现有的柴油机上增加涡轮增压器，使得柴油机在高原地区运用时能保持平原地区使用时一样的输出功率。
实际上，早在1960年的时候，大连热力机车研究所、天津机车车辆机械工厂、戚墅堰机车车辆工艺研究所等单位就奉铁道部之命开始联合研制铁路机车用涡轮增压器。鉴于涡轮增压器在当时完全是空白，所以只能白手起家，根据从友好国家获取涡轮增压器的图纸或者样品（例如瑞士勃朗-包维利的VTR系列增压器）进行结构研究，一路磕磕绊绊到了1965年5月终于成功试制出第一台65GP100型铁路机车用涡轮增压器，采用轴流式涡轮增压器设计，涡轮最高进口温度为500℃，最高转速约为每分钟18000转。
随后，试制出来的两台65GP100型废气涡轮增压器在1965年11月被运到大连机车车辆厂，安装上一台10L207E型柴油机（东风型内燃机车的主动力）进行台架试验，实验效果并不好，接二连三的发生故障。为此，大连热力机车研究所专门派了一个技术小组在大连机车车辆工厂柴油机试验台前打了将近一年的“地铺”，终于基本解决了故障问题。1966年12月，65GP100型废气涡轮增压器被认为达到了装车试验的标准。
1967年1月，安装了65GP100型涡轮增压器并经过充分台架测试的10L207E型柴油机被装入生产线上的东风1305号车。该车出厂后直接运往柳园机务段进行实车运行测试。测试证明，加装了65GP100型废气涡轮增压器的10L207E型柴油机在平均海拔3000多米的兰新线上运行表现良好，不论是柴油机还是涡轮增压器在测试期间都没有发生任何故障，表现出极高的可靠性。在爬坡测试中，东风1305号车在12‰的坡道上牵引列车时可以以每小时25公里的时速进行爬坡，明显优于没有安装涡轮增压器的普通“东风”型机车。
受东风1305号车测试成功的鼓舞，大连机车车辆厂在1969年9月根据该车的使用经验专门制造了一台在“东风”型机车基础上增压强化的干线货运型内燃机车，被称为“东风增”型内燃机车，车号东风增0001号。
“东风增”型内燃机车的总体结构基本上和“东风”型内燃机车相同的非承载式结构棚式单司机室车体，不过外观上相比“东风”型还是有一定的差别的（比如前灯的位置）。机车车体由司机室、动力室，冷却室三部分组成。司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台，右侧设有副司机座席及工具箱；司机室后部为高压电气间，设有主电路和辅助电路的各种电器设备。
位于车体中部的动力室内安装了一套柴油发电机组，动力室后部设有机油系统和燃油系统的部件，动力室的车体侧墙上装有内置泡沫塑料滤芯的空气滤清器。冷却室内设有两套独立的循环冷却水系统，总共装有84个柴油机冷却水和增压空气冷却水散热器单节；冷却室顶部装有三个直径1.1米、采用三相交流电动机驱动的冷却风扇（“东风”型为一个直径1.8米的冷却风扇）。车体下方除了有两台转向架之外，之间还吊挂着一个储量为5400公斤的大燃油箱。
“东风增”型内燃机车的主动力为一台10L207EZ型10缸二冲程直立式二级增压中速柴油机，是10L207E型柴油机的增压强化型号。第一级增压系统为两台65GP100型废气涡轮增压器，安装在原来的排气消音器的位置上；第二级增压系统是在原来罗茨式扫气泵的安装位置上安装了一个齿轮变速箱和一台机械驱动的离心式压气机。额定转速为每分钟850转，额定功率为3000马力。
在运行时，外部的空气由安装在动力室后段两侧的泡沫塑料滤清器吸入，经第一级涡轮增压器压缩后通过两根安装在柴油机两侧的直径0.2米的管道通向第二级增压系统，被二级增压后又通过第二级增压系统和柴油机之间安装的两个空气冷却器进入柴油机的储气箱。
为了适应柴油机增压后功率从1800马力提高到3000马力所带来的变化，10L207EZ型柴油机的燃油泵柱塞的直径由原来10L207E型柴油机的13毫米增至15毫米，曲轴主轴瓦和连杆瓦的材质也从巴氏合金材质改为铜铅合金粉末冶金钢材质。
此外，“东风增”型内燃机车的柴油机还用联合调节器替换了“东风”型内燃机车的复合调节器，该系统能有效克服因为主发电机励磁绕组温升状态不同而产生柴油机功率利用不足的缺点，能在更加充分将柴油机的功率转化为驱动转向架的动力。
“东风增”型内燃机车采用的ZQFR-2000型八极他励直流牵引发电机是在“东风”型内燃机车的ZQFR-1350型发电机的基础上的改进产品，两者的主体结构基本相同，但功率从后者的1350千瓦增强到2000千瓦，发电机和柴油机通过半刚性联轴器驱联，并将发出的直流电供给六台直流牵引电动机。机车上还装有一台由ZQLR-8型励磁机和一台ZQFFR-12型辅助发电机组成的双机组，作为牵引发电机停用时为机车内维持空转和照明所需的电力。
“东风增”型内燃机车的走行机构为两台结构相同的无导框式三轴转向架。采用钢板组焊成箱形结构的“目”字形构架，轮对轴箱装置采用拉杆式弹性定位结构。一系悬挂为轴箱圆弹簧并带有液压减震器，二系悬挂为旁承上部的橡胶堆。转向架采用四点支承的旁承装置，车体上部重量通过八个旁承由两台转向架支承，牵引力和制动力通过心盘传递，最后通过每台转向架安装的三台ZQDR-306型四极串励直流牵引电动机来驱动轮对行动，构造时速为每小时100公里。值得一提的是大连机车车辆厂在研制东风4型内燃机车时，也参考了“东风增”型机车的转向架主体结构。
“东风增”型内燃机车的基础制动方式为单侧杠杆闸瓦制动，此外还装有总制动功率达1700千瓦电阻制动装置来改善列车在长大坡度上的行驶性能。
东风增0001号车在出厂之后就立即运到西北，交付给柳园机务段试用，担当兰新铁路三道沟—柳园—哈密区间段的货物列车的牵引任务，经10万公里的运行试验表明，机车总体性能发挥良好，发动机和涡轮增压器都没有发生过任何故障，也没有出现普通型“东风”上高原后发动机的“咳喘”以及排气窗冒黑烟的问题，达到了“上高原、保功率”的设计目的。
可是，正当“东风增”的前景一片光明的时候，65GP100型涡轮增压器却因为技术原因而取消了量产计划（但研制该型增压器的经验和数据为后来用于东风4型内燃机车的45GP80系列涡轮增压器打下了基础），所以“东风增”型机车的量产计划也随之束之高阁，东风增-0001号车就成了唯一一台生产出来的“东风增”型机车，在柳园机务段使用了一段时间后因为65GP100型涡轮增压器使用寿命到期、没有备件更换而停用，最终没有逃过被拆解的命运。
吹向高原的第一阵“东风”就这样一逝而过。但其作为中国铁路向高原的第一次技术冲刺的结晶，“东风增”型内燃机车在中国机车发展史上的地位并不容抹杀。
“东风增”型内燃机车性能数据
轮式：0-6-6-0
轴式：CO-CO
轨距：1.435米
轮径：1.05米
轴重：21吨
轴距：12.8米
通过最小曲线半径：145米
机车长度：16.92米（车钩中心距）
机车宽度：3.335米
机车高度：4.775米
整备重量：126吨
柴油机型号：10L207EZ型
标定功率：3000马力
传动方式：ZQFR-2000型主发电机+ZQDR-306型牵引电动机
燃油储备量：5400公斤
储水量：1300公斤
储砂量：800公斤
最高速度：100公里/小时
持续速度：23.6公里/小时
牵引力：363千牛（起动）、258千牛（持续）
制动方式：单侧杠杆闸瓦制动
