直径为180毫米，活塞行程为200毫米（副缸为209.8毫米），额定转速为每分钟1500转，最低稳定转速为每分钟500转，额定功率为1000马力，单位燃料消耗量为165～170克/有效马力·小时。柴油机通过橡胶垫固定在车体底架上，柴油机缸体及油底壳采用铝合金铸造结构，活塞采用铝合金冲压件加工工艺。柴油机并具有超速保护装置。
传动系统.根据全苏内燃机车科学研究院（ВНИТИ）的建议，TG102型柴油机车不再采用TG100型机车的液力机械传动系统，转为纯粹的液力传动系统。TG102型机