Тепловоз ТЭП75 — опытный тепловоз выпущенный Коломенским заводом.
В начале 1976 года Коломенским заводом был выпущен первый опытный тепловоз серии ТЭП75. Он должен был заменить на неэлектрифицрованных линиях двухсекционные тепловозы 2ТЭП60. Руководил разработкой тепловоза главный конструктор завода по локомотивостроению Ю. В. Хлебников.
Кузов тепловоза ТЭП75 в целом повторял форму кузова тепловоза ТЭП70 с номера № 0008. Тележки, спроектированные для ТЭП75 были впоследствии применены на тепловозе ТЭП70. Привод от тяговых электродвигателей к колёсным парам тепловоза осуществлялся через полый карданный вал и центрированные муфты.
В кузове тепловоза на поддизельной раме установлен дизель-генератор 20ДГ, состоящий из четырёхтактного дизеля с V-образным расположением цилиндров 1Д49 с двухступенчатым газотурбинным наддувом и тягового агрегата А-713У2, валы которых соединены между собой пластинчатой муфтой. Дизель двадцатицилиндровый, мощностью 6000 л.с. (4413 кВт) при 1100 об/мин.
Тяговый агрегат А-713У2 состоит из тягового синхронного генератора с номинальной мощностью 4060 кВт и синхронного генератора энергоснабжения вагонов мощностью 810 кВт (напряжение 1160 В, ток 2X215 А). Агрегат изготовлен Харьковским заводом «Электротяжмаш». Тяговые электродвигатели ЭД-127 номинальной мощностью 586 кВт. Силовой схемой тепловоза была предусмотрена одна ступень ослабления возбуждения электродвигателей.
На ТЭП75 как и на ТЭП70 применено централизованное воздухоснабжение.
Напряжение цепей управления — 110 В. Для пуска дизеля служит стартер-генератор ПСГУ2. Компрессор ПК-5,25 производительностью 2,9 м³/мин приводится электродвигателем постоянного тока П2К-02.
Тепловоз с номером 0001 в 1976 году проходил испытания на участке Голутвин — Озеры. Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт проводил испытания экипажной части. По результатам испытаний было определено оптимальное расположение гидравлических гасителей вертикальных колебаний второй ступени рессорного подвешивания и требуемые характеристики гасителей. В 1977 году тот же тепловоз испытывался на скоростном участке Белореченская — Майкоп Северо-Кавказской железной дороги. В 1979 году тепловоз поступил для эксплуатации в локомотивное депо Ленинград-Варшавский. Позднее туда же поступил ТЭП75-0002. На нём ВНИТИ проводил испытания по воздействию однопроводной схемы электроотопления поезда на систему автоблокировки.
Тепловоз в серию не пошёл, так как осевая нагрузка достигла недопустимых значений для пассажирской машины с высокой конструкционной скоростью. В связи с этим работа над шестиосным тепловозом была прекращена и начато проектирование тепловоза с дизелем мощностью 6000 л.с. и восьмиосным экипажем.