В период 1967—1975 гг. Брянский машиностроительный завод строил тепловозы ТЭМ2 (рис. 77 и 78); первые тепловозы этой серии были изготовлены в 1960 г. В отличие от тепловозов ТЭМ1 на ТЭМ2 применен более мощный дизель ПД1 Пензенского дизельного завода и новый тяговый генератор ГП-300 харьковского завода «Электротяжмаш». С 1968 г. тепловозы ТЭМ2 начал выпускать и Ворошиловградский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции.
Конструкция кузова тепловоза ТЭМ2 незначительно отличается от кузова тепловоза ТЭМ1. Конструкция тележек, в том числе колесные пары (диаметр 1050 мм) и передаточное отношение редукторов (17 : 75= = 1 :4,41), такая же, как и у тепловозов ТЭМ1.
У дизеля ПД-1, опытно-конструкторские работы при создании которого проводились в 1959 г., несколько повышено против дизеля 2Д50М давление наддувочного воздуха, степень сжатия и введено промежуточное охлаждение наддувочного воздуха водой. При сохранении числа и диаметра цилиндров (318 мм), хода поршня (330 мм) и небольшом увеличении частоты вращения вала (с 740 до 750 об/мин) это дало возможность увеличить номинальную мощность с 1000 до 1200 л. с.; расход топлива при номинальной мощности 175—182 г/(э. л.с.-ч); вес дизеля 17 600 кгс.
Тяговый генератор ГП-300 (в исполнениях ГП-300А и ГП-300Б) постоянного тока с независимым возбуждением и самовентиляцией с восемью главными и восемью добавочными полюсами при частоте вращения якоря 750 об/мин имеет номинальную мощность 780 кВт (напряжение 645/900 В, ток 1210/900 А); вес генератора 480 кгс. Возбудитель и вспомогательный генератор такие же, как на тепловозе ТЭМ1.
На тепловозах, выпускаемых с 1967 г. (с № 016), устанавливались электродвигатели ЭД-107; эти электродвигатели имеют номинальную мощность 112 кВт (напряжение 215 В, ток 605 А); частота вращения якоря при 'продолжительном режиме 264 об/мин, максимальная частота вращения 2290 об/мин; вес электродвигателя 3100 кгс. Тяговые электродвигатели постоянно соединены по три последовательно, т. е. к генератору присоединены две параллельных цепи электродвигателей.
Кроме полного возбуждения, имеются две ступени ослабления возбуждения 48 и 25%. Такое решение оказалось возможным при тяговых электродвигателях ЭД-107 и значительно упростило силовую схему тепловоза по сравнению со схемой тепловоза ТЭМ1.
Частота вращения вала дизеля по позициям главной рукоятки контроллера: на 0-й, на 1-й и 2-й позициях 300—315 об/мин, на 3-й — 320— 340, на 4-й — 390—410, на 5-й — 470—490, на 6-й — 560—580, на 7-й — 640—660 и на 8-й — 745—765 об/мин.
Компрессор, аккумуляторная батарея, запасы топлива, масла и песка оставлены такими же, как на тепловозах ТЭМ1. Вес тепловоза в рабочем состоянии 120 тс. При продолжительном режиме тепловоз развивает силу тяги 20 200 кгс и скорость 11,1 км/ч. Конструкционная скорость тепловоза 100 км/ч.
В процессе выпуска тепловозов ТЭМ2 в их конструкцию вносились изменения. Так, с тепловоза № 016 применены тележки с промежуточными цилиндрическими пружинами между рамами и листовыми рессорами балансирами, малогабаритные буксы с арочным нагружением подшипников и сделан ряд других изменений.
С тепловоза № 017 введены специальные шины для подключения силовых цепей при испытаниях; плавкие предохранители в цепях управления и освещения заменены автоматами. С тепловоза № 028 изменено передаточное отношение редуктора с 17 : 25=1 :4,41 (с модулем 10) на 15:68=1 :4,53 (с модулем 11), как это сделано у большинства тепловозов 2ТЭ10Л (см. гл. III). С тепловоза № 053 установлены розетки для ввода тепловоза в депо от стационарного источника тока.
С 1968 г. на тепловозах устанавливался модернизированный дизель ПД-1М, имеющий расход топлива на номинальном режиме 165— 173 г/(э. л. с.-ч). Это было достигнуто путем усовершенствования топливного насоса, газораспределителя, турбокомпрессора, поршней и других узлов дизеля. С тепловоза № 250 высоковольтная камера приварена к главной раме кузова; ранее были болтовые соединения. С тепловоза № 300 введена система автоматического пуска дизеля. С тепловоза № 500 устанавливалась система автоматической локомотивной сигнализации. С тепловоза № 763 цепи управления позволяют работать двум тепловозам по системе многих единиц. С тепловоза № 943 сокращено на 4 шт. количество секций для охлаждения воды (с 16 до 12). С тепловоза № 1145 установлено оборудование для управления локомотивом одним машинистом. Тепловоз ТЭМ2-580 выпуска 1970 г. первым из локомотивов получил государственный Знак качества.
В 1974 г. Брянский машиностроительный завод выпустил тепловоз ТЭМ2м-001, у которого вместо дизеля ПД-1М был установлен дизель 6Д49 Коломенского тепловозостроительного завода (см. ниже о тепловозе ТЭМ5).
