Производится 1 раз в 30 суток.Выполняется сертифицированной ремонтной организацией на месте постоянной дислокации тепловоза.При техническом обслуживании ТО-3 выполняют объем работы, производимой на ТО-2 и дополнительно:
- по дизелю: проверяется надежность крепления дизеля к поддизельной раме, а последней к раме тепловоза; осматриваются с разборкой и промывкой масляные фильтры на входной и выходной магистралях; очищаются и промываются кассеты воздухосборника нагнетателя и сетчатых фильтров; на каждом втором-третьем ТО-3 осматриваются распределительный и клапанный механизм, а также пружины клапанов со снятием с головок блоков; проверяются на стенде форсунки; промывается топливный фильтр и проверяется состояние топливопровода, проверяется работа регулятора предельной частоты вращения коленчатого вала; на втором-третьем ТО-3 очищаются фильтры масла, топлива и воздуха;
- по электрическому оборудованию: проверяется сопротивление изоляции силовых и вспомогательных цепей, осматривается состояние тяговых электродвигателей и других электрических машин; осматриваются смотровые люки и продувается сжатым воздухом внутренняя полость двигателей; все аппараты очищаются от пыли и копоти, проверяется величина напряжения, плотность и уровень электролита всех элементов аккумуляторной батареи;
- по гидропередаче: промывается корпус и фильтрующие элементы пластинчато-щелевых и сетчатых фильтров в осветительном керосине; фильтры продуваются сжатым воздухом, заменяются поврежденные пластины или фильтрующие элементы; проверяется работу стержня механической блокировки и фиксаторов сервоцилиндров реверса, крепление гидропередачи к раме тепловоза;
- по экипажной части: проверяется состояние колесных пар, крепление песочных труб, регулируют подачу песка; осматриваются карданные валы и проверяется крепление их фланцев, смазываются валики рессорного подвешивания и наличники букс.
По окончании ТО-3 запускается дизель и проверяется работа агрегатов и узлов тепловоза; регулятора напряжения, нет ли тяги топлива, воды и масла, плотность тормозной и напорной воздушной сетей, величину выхода штоков тормозных цилиндров, правильность регулировки крана машиниста, вспомогательного тормоза и форсунок песочниц, работу контрольно-измерительных приборов, четкость срабатывания системы ограничения максимальной скорости тепловоза с гидропередачей и работу системы автоматического управления гидроаппаратов.
Перед постановкой на канаву тяговые двигатели, вспомогательные электрические машины и электроаппаратуру продуваются сжатым воздухом.
На ТО-3 замеряется сопротивление изоляции тяговых двигателей, изоляторов крышевого оборудования и электрической аппаратуры, проверяются все основные узлы, агрегаты и устройства, выявленные при этом неисправности, а также неисправности, записанные локомотивной бригадой в журнале технического состояния, устраняются.
По окончании работ на ТО-3 под рабочим напряжением контактной сети на локомотиве проверяется включение аппаратов, работа вспомогательных машин, тормозов, трогание с места.