Вследствие меньшего среднего индикаторного давления газового двигателя по сравнению с дизелем на грузовом теплопаровозе с каждой стороны было установлено по два цилиндра. В каждом цилиндре помещалось два разбегающихся поршня диаметром 500 мм с ходом 700 мм. Следовательно, всего на теплопаровозе имелось 8 поршней. Движение от поршней через ползуны, шатуны, качающиеся коромысла, наклонные шатуны передавалось отбойным валам, связанным дышлами с движущими колесами.
Парораспределительные золотники управлялись механизмами системы Маршаля, которые позволяли ускорять отсечку и впуск пара в цилиндр за счет повышения скорости движения золотников в моменты открытия и закрытия окон. "Газовая" часть цилиндров работала по двухтактному циклу. Зажигание газа производилось электросвечами. Газ и воздух подавались в цилиндр турбогазовоздуходувкой под давлением 1,2 кгс/см2.
Котел теплопаровоза был близок по конструкции к котлу паровоза серии Су и имел испаряющую поверхность 170,6 м2, поверхность пароперегревателя 80,5 м2, площадь колосниковой решетки 4,67 м2 и давление пара 13 кгс/см2.
Для получения газа из антрацита на тендере был установлен газогенератор производительностью 4750 м3 газа в час. Задняя часть тендера использовалась для конденсационных устройств, подобных по конструкции устройствах тендеров паровозов серии СОк. На теплопаровозе были применены вентиляторная тяга и пылеугольное отопление, вводимые в то время на многих паровозах при их модернизации.
Для лучшей видимости пути и сигналов пост машиниста у нового теплопаровоза был расположен впереди котла, будка же, размещенная за котлом, предназначалась для персонала, обслуживавшего котел и газогенератор.
Общая масса теплопаровоза в рабочем состоянии (без тендера) составила 158 т, сцепная масса - 120 т; конструкционная скорость при диаметре движущих колес 1500 мм была установлена 85 км/ч; ожидаемый по расчетам коэффициент полезного действия должен был достигать 11 %.
При проектировании и постройке теплопаровоза был использован ряд деталей паровозов серий ФД, ИС, СО и Су. Ведущими конструкторами грузового теплопаровоза были инженеры Л.С. Лебедянский, М.Н. Щукин и А.И. Козякин.
26 декабря 1939 г. теплопаровоз типа 1-5-1, получивший обозначение ТП1-1 (теплопаровоз, 1 вариант, №1; заводской номер был таким же, как и у теплопаровоза Ворошиловградского завода - 8000), совершил первый пробный пробег от станции Голутвин в сторону Рязани. После ряда доводок и испытаний в июне 1940 г. теплопаровоз ТП1-1 прибыл в Москву и поступил на экспериментальное кольцо Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. В июле - ноябре 1940 г. он сделал 76 опытных поездок, пробежав при этом 1790 км. Нормально устойчивая работа двигателя получалась только при скорости не выше 25-30 км/ч; на скоростях 40-45 км/ч двигатель работал нормально только 10-15 мин, а затем появлялись преждевременные вспышки топлива в момент зарядки двигателя газовоздушной смесью.
В первой половине 1941 г. Коломенский машиностроительный завод устранил на теплопаровозе отдельные дефекты и для предотвращения преждевременных вспышек уменьшил длину головок поршней, понизив тем самым давление сжатия. Начавшаяся война не позволила продолжить работу по доводке теплопаровоза ТП1-1.
Если к Вас есть еще какие-либо интересные сведения о этих локомотивах или их снимки, то присылайте их мне (Ивану Андрееву), а я постараюсь их поместить на страничку с указанием Вашего адреса.