Тяговой характеристикой тепловоза называется зависимость касательной силы тяги, создаваемой локомотивом, от скорости, т.е. Fк = f(V). Напомним, что идеальная тяговая характеристика, обеспечивающая постоянство касательной мощности во всем диапазоне скоростей, описывается выражением
NK = 
= const, т.е. FKV=const,
откуда 
(20)
где NK - касательная мощность тепловоза, кВт;
FK - касательная сила тяги, кН.
Реализуемая на ободе колес касательная мощность будет равна
NK = Ne ∙ ηпер ∙ βвсп, (21)
где Ne- эффективная мощность дизеля, кВт;
ηпер - кпд электрической передачи;
βвсп = (1 – β’всп) - коэффициент, учитывающий потери мощности на привод вспомогательных агрегатов (определены в разд. 4.3).
Кпд электрической передачи определяется:
-для передачи постоянного тока:
ηпер = ηг ∙ ηтэд ∙ ηтр ∙ ηву
Здесь: ηг, ηтэд, ηтр ηву - кпд тягового генератора, тягового электродвигателя, тягового редуктора, выпрямительной установки
Для ориентировочных расчетов можно принимать: ηг = 0,93 .0,95; ηтэд = 0,85…0,88; ηтр = 0,975. ηву=0,99
Определив касательную мощность по формуле (21), строят тяговую характеристику по формуле (20), задаваясь различными скоростями V от 5 км/ч до конструкционной с интервалом 5 . 10 км/ч. При этом принимаем, что мощность во всем диапазоне скоростей постоянна.
По результатам расчета строится зависимость FK=f(V).
На построенную зависимость FK=f(V) необходимо нанести ограничение по сцеплению FKСЦ=f(V).
Согласно основному закону локомотивной тяги FK ≤ FKCЦ, сила сцепления колеса с рельсом FKCЦ определяется по выражению
FKCЦ = Рсц ∙ ψк (22)
колеса с
где ψк - расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом, определяемый по формулам:
(24)
Рсц - сцепной вес локомотива, кН. Определяется по результатам расчета развески (разд. 4.2):
Рсц = ΣGi+2Gт , кН
Расчет FKCЦ по формуле (22) производится для скоростей: 0, 5, 10, 20, 30 (до пересечения с тяговой характеристикой). Точка пересечения этих кривых соответствует скорости, при которой начинает использоваться полная мощность локомотива и выход на автоматическую тяговую характеристику (скорость порога).
Если на тяговую характеристику FK = f(V) нанести зависимость W = f(V), т.е. полного сопротивления состава в функции от скорости, то точка пересечения этих кривых определит равномерную скорость движения поезда для того профиля пути, для которого рассчитано сопротивление состава.
Эта методика определения равномерных скоростей будет использована дальше при расчете пробега тепловоза между наборами топлива.
Основным экономическим показателем тепловоза является его кпд, который представляет собой отношение полезной работы (или мощности) к затраченному теплу, полученному в результате сгорания топлива.
(25)
Здесь: NK - касательная мощность тепловоза, кВт;
Вч - часовой расход топлива, Вч = ge ∙ Ne, кг/ч, или 
, кг/с (секундный расход топлива).
ge- удельный эффективный расход топлива для тепловоза-образца
- удельная теплота сгорания топлива на рабочую массу, кДж/кг (т.е. количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг топлива). В расчетах можно принять =42745 кДж/кг;
Nc- эффективная мощность дизеля тепловоза-образца (табл. 1).
Кпд тепловоза в основном зависит от кпд дизеля и затрат мощности на привод вспомогательного оборудования. Для современных тепловозов он находится в пределах