日本國鐵KiHa20系柴聯車

日本國鐵KiHa20系柴聯車是日本國有鐵道於1957 年（昭和 32 年）开发的一般型柴聯車。所謂的20系，是與 KiHa 20型有相同設計概念之車型的總稱，僅是一般大眾與鐵道迷的稱呼，並非國鐵的正式形式名稱。 至1966年生产了1126辆，廣泛使用於日本各地。 发展历史 本系列車輛係於1950年代中期開發。當時日本國有鐵道開發了用於普通列车的17系柴聯車（当时称为KiHa 45000型，現被大眾通稱為10系），車輛的橫截面積小於當時主流的20米級客車，導致乘坐舒適性有待改善。這是因為當時日本國鐵能使用於柴油客車的最強大引擎（DMH17型柴油引擎）動力仍顯不足。若車體採用標準的20公尺等級大小，車身將過重而動力相對不足，影響行駛性能，於是採取極端輕量化的設計方針，不只縮小車廂橫截面積，還牺牲车厢座椅舒適度並採用轻型转向架，以減輕車重換取較佳的行駛性能，卻大大影響了乘坐舒適度。 於1955年推出的輕量化10系客車，乃借鑑瑞士联邦铁路的設計方式，採用準應力蒙皮結構，以及衝壓鋼板焊接的輕量化转向架，在強度不變的前提下，車重僅為傳統客車的四分之三，因此可嘗試使用既有引擎製造較大車身的柴聯車。 在 10 系客車的設計經驗基礎上，1956 年（昭和 31 年）製造了準急型柴聯車55 系（當時編為 KiHa 44800 型）。這是首批採用大截面車體的 21 公尺級柴聯車，也是首種在車體和內部設備上與電聯車或客車達到同等水準的柴聯車。 隨著55 系柴聯車的成功，日本國鐵決定開發使用較大車身的一般形柴聯車。 構造 以下為1957 年初期車的规格。 車體 車身沿用了KiHa 55型的设计，採用準應力蒙皮構造，不仅支柱和横梁，連側板也承擔强度。車體比 KiHa10系更大，橫截面也和客車一樣大。汲取了以往的經驗，車門設置在車體中央附近，以利於尖峰時段上下乘客。座椅也因車體加寬而變得寬敞，達到了準急列車的標準。排气管与KiHa 55 1-46类似，從車廂內部通過，並使用燃燒式的溫風暖氣設備。 車窗沿用了KiHa10系的設計，上窗以 H 型橡膠直接固定在車體，下窗則是俗稱的「巴士窗」，可以向上升起。但窗戶下方並沒有加強帶，外觀更為平滑流暢。 剛出廠時車體採用當時柴油客車的標準雙色塗裝，亦即深藍色（青3號）但在窗戶周圍使用黃褐色（黃かっ色2號）。 主要機器 最初使用與KiHa10系相同的DMH17B型柴油引擎（出力160PS）。 燃油噴射噴嘴和其他零件的改進，使輸出功率提升至170PS。後來大多數車輛換裝了輸出功率達180馬力的DMH17C型柴油引擎。 早期車型的動力轉向架為DT19C，無動力轉向架為TR49A。這些轉向架使用防震橡膠塊作為枕式彈簧，與Kiha 10系類似。後期部分車輛改裝後期新造車使用的DT22A與TR51A轉向架，使用螺旋彈簧和油壓減震器作為枕式彈簧。 増備車的设计 1958年以後的改變 从1958年起改用出力達180ps的DMH17C型柴油引擎，動力轉向架改為DT22A，無動力轉向架則為TR51A，改用兩排螺旋彈簧作為承載彈簧，取代了過去的硬質防震橡膠，改善了晃動，除提升性能，乘坐舒适度也大幅改善。 車身零件由專用冲压零件改用市售型钢，以降低成本。車窗改為上下兩窗皆可上升的設計，外觀更有現代感。也改善了客室的採光與通風。縮小了排氣管外罩，車內視野獲得改善。 這時也出現了衍生車型。KiHa 22型為針對北海道地區設計，強化耐寒與耐雪性能。KiHaYuNi 26型為郵政與行李合造車。KiHa 52型則裝有兩具引擎，適用於坡度較大的路線。 早期生產批次使用白炽灯做為車內照明，且沒有安裝電風扇。不過，包括早期「巴士窗」車型在內的大多數車輛，後來都改裝了环形荧光灯并安装電風扇。暖氣設備方面，KiHa 22型改為溫水暖氣，而KiHaYuNi 26型則同時配備溫風與溫水暖氣系統。 1962年以後的改變 DMH17H型橫置汽缸柴油引擎首先使用於1960年登場的特急型柴油車 KiHa 80系，之後成為1961年出現的急行型 KiHa 58系和通勤型 KiHa 35系柴油車的標準引擎。在1962年以後增備的 KiHa 52型，除車內暖氣改良為溫水式並改用日光燈以外，也採用了橫置汽缸引擎，編為 KiHa 52型100番台。而除此之外的 KiHa 20系增備車繼續使用縱列汽缸引擎。 1963年以後，KiHa 20、22、25型 也開始增備車內改用日光燈的車輛，分別被編為 KiHa 20型500番台、KiHa 22型200番台 和 KiHa 25型300番台。而 KiHa 20型 和 KiHa 25型 的暖氣系統也和 KiHa 22型一樣改為溫水式。KiHaYuNi 26型在1962年增備時也統一為溫水暖氣與車內日光燈照明，但並未另立番台，而是從 KiHaYuNi 26 42 開始編號。 1965年以後只增備了 KiHa 22型200番台和 KiHa 52型100番台。車側車門改為類似 KiHa 55系的「蜂巢式車門」，一種沒有沖壓加工的平滑門（同一時期製造的小湊鐵道KiHa 200型也是如此）。 自1959年9月起一般形柴油客車的塗裝改為以朱色4号为基本色，窗户周围涂上奶油色4号。 各子型式說明 KiHa20型 具有雙駕駛室和單引擎的基本車型，主要用於溫暖地區，車內有廁所而佔用了一些空間。從1957年到1965年共生產了409輛。在計劃階段被稱為「キハ49000形」，但因為在1957年稱號規程修訂後才啟用，所以從未使用過這個形式編號。 本型車廣泛使用於日本全國，有些車輛（如298和299號車）在北海道製造並使用，而有的車輛則是在客運量大的時期被調到北海道使用。配合二次世界大戰前製造的機械傳動式動力客車KiHa 04、05、06、07型的汰換，本型車的產量相當大。初期車型（0番台）採用了「巴士窗」，而200番台與之後的改進型則改成了兩段式車窗。最後期生產的500番台進一步將室內照明改為螢光燈，暖氣系統也變成了溫水式，轉向架改為 DT22C 和 TR51B 型。 KiHa 21型 於1957年製造，在KiHa 20型加裝了防寒裝備，用於寒冷地區。設計時稱為KiHa 49200型，但直到同年國鐵的稱號規程修訂後才投入使用，因此從未使用過該型號。主要使用於北海道和东北地区，在KiHa 22型投入使用後，也一起用於行駛急行列车。 外觀與 Kiha 20型0番台類似，只是乘客車門下方沒有採光窗。 針對寒冷氣候，客窗為雙層窗，駕駛室配有除霜器，底盤下方機器也加上耐寒和耐雪處理。不過車門位置與KiHa 20型相同且未設置玄關，發現冬天難以維持車廂內溫度，故本型車僅在1957年製造84輛，隔年（1958年）就改為製造耐寒和耐雪性能大幅強化的酷寒地專用KiHa 22型。 为了解决供暖能力不足的问题，部分車輛将暖氣系统改造為與KiHa 22型相同的熱水暖氣系統，在1975年（昭和50年）左右，在车门處安裝了由透明丙烯酸树脂和胶合板制成的简易隔板 。 1968年（昭和43年），苗穗工廠將3輛車改造成行李合造車以運送報紙，並加裝了長條座椅和扶手，改分為100番台。1969年（昭和44年），旭川工廠將2輛車被改造成KiYuNi 21型。 起初本型車主要配置在北海道和東北地區，但隨著KiHa 22型的增產，KiHa 21型被集中配置到釧路客貨車區（現為釧路運輸車輛所）、苗穗機關區（現為苗穗運轉所）、苫小牧機關區（現為苫小牧運轉所）、長萬部機關區（1993年併入函館運輸區）、函館機關區（現為函館運輸所）以及一之關機關區（現為一之關運輸區）。編號59-62和73-76的車輛最初配置在水戶機關區（現為水郡線營業所），而79和80號車最初配置在千葉氣動車區（1975年廢止），之後轉調至北海道。 隨著KiHa 40型的增產，KiHa 21型在1982年停用，於1983年（昭和58年）全部報廢。 KiHa 22型 由於KiHa 21型仍未能滿足北海道的耐寒性能需求，故針對酷寒地區進行了全新的設計。從1958年（昭和33年）開始製造KiHa22型，主要配置在北海道及東北地區。除了製造KiHa 21型的帝車和新潟之外，還有富士重工業（現為斯巴鲁）和日本车辆制造参与生產。 車門設置在車體兩端，設有帶隔門的玄關，側面車窗則採用了小型的一段式上推雙層窗，以提高保溫性。暖氣裝置改為利用引擎冷卻水的溫水暖氣，並將散熱片加大以提高效率。為防止融雪後地板濕滑，並考慮客人的雪鞋或雪屐上的防滑釘（如冰爪），採用了木質地板，同時增加了隔熱材料的厚度。結果相較於溫暖地區的標準車型，其地板高度從軌道面算起高了50毫米。所以客室窗、乘務員用門、駕駛室窗、貫通門以及尾燈的位置，也比除了 KiHaYuNi 25 7 以外的其他20系柴油車更高（但貫通門的篷框架高度與標準車型相同）。警笛的位置從車頭燈旁邊，移到了駕駛室地板（助手席腳下），以便接觸熱水管。 從車底設備的耐雪蓋、利用冷卻水對各部位的保溫，乃至於輔助設備，都進行了徹底的耐寒、耐雪措施，以確保在北海道酷寒地區的實用性能。這種耐寒、耐雪的設計，不僅成為了後續北海道地區一般及近郊型車輛（例如 KiHa 56型、711系交流電車、KiHa 40系100番台、KiHa54型KiHa54型500番台）設計的標準，在羽幌炭礦鐵道和留萠鐵道等北海道內的私營地方鐵路，也引進了與本車型設計幾乎相同的仿製車輛。 由於並沒有同等防寒防雪設備的雙引擎車，結果在冬天的地方路線，儘管客運量不大，仍需以兩輛車編組運行，以免因積雪的阻力導致無法行駛（由於本型車僅有單軸驅動，動輪容易空轉）。 不過本型車仍然深受第一線從業人員信任。1960年代中期，國鐵極寒地區用新型柴聯車的規格已經確定了（KiHa 45系的KiHa 24型、KiHa 46型），第一線營業單位仍極度觀望，反而緊急增產KiHa 22型。 KiHa 25型 這是僅有一間駕駛室的Kiha 20型，計劃時原稱KiHa 49500型，但1957年修訂稱號規程，故從未使用此型號。有0、200、500番台，分別對應於KiHa 20型的相同番台。由於是單駕駛室，所以比KiHa 20型多了8個座位。車輛後端（沒有駕駛室）有廁所，但位置與KiHa 20型不同。 最後運用KiHa 25型的是真岡線，於1987年2月停用，所有車輛報廢。 KiHaYuNi 25型 KiHaYuNi 25型是為寒冷地區和極寒地區製造的郵政行李合造車，共生產了7輛。 1～6號車採用KiHa 21型的規格，適用於寒冷氣候。內部從前方開始依序為駕駛室、行李室、郵件室和客室。客室窗戶是上段固定、類似巴士窗的設計，客用車門則與KiHa 25型車的後車門位置相同。車內沒有廁所。 第7號車是為了替代因预热塞故障而燒毀報廢的第6號車而製造的，車身設計改為KiHa 22型車標準的極寒地區規格。客室窗戶為單段升降式的雙層窗，並因加裝了玄關而將客用車門移至車輛末端。 KiHaYuNi 26型 適用於溫暖地區的郵政行李合造車，內部配置與KiHaYuNi 25型車相同，從前方開始依序為駕駛室、行李室、郵件室和客室。客室窗戶上下兩段均可升降，客用車門則與KiHa 25型車的後部車門位置相同。車內沒有廁所。 雖然沒有番台區分，但構造上，1-41 號車與 KiHa 20 型 200 番台相似，而 42-59 號車則與 500 番台相似。 KiHa 52型 使用於大坡度路線的一般型柴聯車，裝有兩部引擎。 這是日本國有鐵道第一種雙駕駛室雙引擎柴聯車，廣泛用於本州、四国和九州的大坡度地方鐵路。與 KiHa 20型類似，有雙駕駛室、兩個單扇門和兩段式車窗，但為了容納兩組引擎、變速箱、散热器，總長度增加了 1.3 米而成為 21.3 米，車門之間的兩段側窗從 KiHa 20型的五個增加為六個，不過底盤下空間仍然不足，結果水箱設置在底盤上方也就是車廂內部（位於走道另一側的廁所對面）。 初期型（0番台） 生產期間為1958年至1962年，使用DMH17C型直立縱列气缸引擎，與KiHa 20型200番台的引擎一樣。底盤上設有引擎檢修蓋。使用白熾燈照明與燃燒式暖氣設備。 后期型（100番台） 製造於1962年至1966年間。由於KiHa 58型和KiHa 80型廣受好評，所以為了降低噪音和振動並降低成本，所有雙引擎車輛都統一採用橫置汽缸引擎。本型車使用橫置汽缸DMH17H引擎，取消了底盤的檢修蓋和車體中央壁面的排氣管。排氣管從車體中央移至靠近車廂兩端，所以客室車門間車窗的排列，從0番台原本被排氣管隔開的「三窗-三窗」排列，變成了六個等間隔排列的車窗。此外，根據陡坡區間的使用經驗，增加了引擎煞車功能。在末期，與KiHa 22型一樣，採用了外部尾燈和蜂巢結構的客用車門。室內照明為螢光燈，在KiHa 20系中，它與KiHa 22型為少數採用熱水暖氣設備的車輛。除了外觀和旅客設施之外，其機械結構與KiHa 58型急行用柴聯車有許多共通點。 2010年3月12日，JR西日本使用於大糸線的最後3輛KiHa 20系柴聯車結束營運，在同年3月13日的時刻表修正中被KiHa 120型取代。KiHa 20系正式結束在JR路線上的定期服務。 2011年8月3日，屬於新津運輸區的最後7輛KiHa 52型報廢，JR所有的KiHa 20系車輛皆已報廢。 參考資料