Представлены результаты доводочных работ по совершенствованию процесса топливоподачи тепловозного дизельного двигателя 8ЧН21/21, работающего по циклу Миллера, в целях улучшения его технико-экономических и экологических показателей. Рассмотрены особенности применения цикла Миллера на дизеле, работающем на режимах тепловозной характеристики. Проведены стендовые испытания дизельного двигателя на ООО «Уральский дизель-моторный завод», в результате которых были установлены оптимальные углы опережения впрыска топлива на различных режимах работы тепловозного дизеля. Получены количественные результаты влияния угла опережения впрыска топлива на удельный эффективный расход топлива и экологические показатели дизеля. Предложены технические решения, позволяющие улучшить процесс топливоподачи тепловозного дизеля 8ЧН 21/21.