国鉄DD51形ディーゼル機関車
DD51形ディーゼル機関車（DD51がたディーゼルきかんしゃ）は、日本国有鉄道（国鉄）によって1962年（昭和37年）から1978年（昭和53年）にかけて製造されたディーゼル機関車である。
幹線から蒸気機関車を廃する「無煙化」を推進するため、1962年から1978年までの16年間に649両が製造された。
先行して導入されたものの幹線用としてはかなり非力であった電気式のDF50形に代わる、本格的な幹線用主力機として開発されたもので、速度面では旅客列車用大型蒸気機関車C61形を、牽引力では貨物列車用大型蒸気機関車D51形を上回る性能を持つように設計されている。
本形式の登場後も、より大出力のエンジンを1基装備したDD54形や、軸重を軽減したDE50形など、幹線・亜幹線用のディーゼル機関車が開発・製造されたが、前者は不調続きで短命に終わり、後者は電化の進展で投入する機会が得られず、試作機のみで終わった。その結果、合理化推進のための車両「標準化」により、性能の安定したDD51形のみが長期量産・運用されることになった。
本形式は、最盛期には四国地方を除く日本全国で使用され、非電化幹線の無煙化・動力近代化を推進した。しかし、電化の進展と客車・貨物列車の減少により、1987年のJR移行までに約3/5が余剰廃車され、JR各社には593号機以降の完全重連タイプのみの259両が継承された。
その後も客車・貨物列車のさらなる減少、DF200形など新型機関車への置き換え、加えて老朽化のため、少しずつ数を減らしつつある。しかし、本州以南向けの後継機の開発がないこともあり、日本貨物鉄道（JR貨物）所属車には延命のための更新工事が実施されるなど、本形式は当面継続して使用される見通しである。
側面から見ると凸型となる車体全長中央部に運転台を備えており、前後に合計2基のエンジンを搭載した大型機関車である。2軸ボギー台車3組を装備し、うち両端台車が動力台車(DT113B)とされ、無動力の中間台車(TR106)によって全体の軸重を軽減している。
幹線用の大型機関車としては世界でも一般的とは言い難い、小型機関車と同様の中央部運転室を持つ凸型車体を採用したが、この形態を採用した理由は、最大軸重の制限による軽量化要請への優位性、エンジン回りの整備性の良さ、機器配置の容易さなどによるものである。ただし、DD13形や後のDE10形、DD16形、といった小型機と異なり、運転台は前後方向に共通ではなく、機関士・運転士は進行方向側の運転台に前方を向いて座る。全長は大きいが、B-2-B軸配置による重量負担配分と、凸型車体運転台前後のボンネットとの間に緩衝ゴムを挟んだ柔結合として台枠自体の垂直強度をある程度落すことを許容し軽量化したことにより軸重の低減を実現した。
エンジンは、入換・支線用小型機DD13形で使用されていたDMF31S形をベースにして新開発されたDML61Z形ディーゼルエンジンで、気筒の数を直列6気筒からV形12気筒に変更、排気過給機（ターボチャージャー）と中間冷却器（インタークーラー）を装備して、最大出力が1100ps / 1500rpmとなり、それを2基搭載して、総出力2200psを出すことができる。ノッチは14段階。
動力伝達方式は、軌道の重量制限に対処する軽量化のため日本国外大型機関車の主流である電気式をやめ、日本での量産大型ディーゼル機関車では初めて液体式として製造された。液体変速機は3組のトルクコンバータを内蔵した充排油式（フォイト式）のDW2Aで、新たに開発されたものである。動力伝達システムは、両端の動力台車2基4軸を、前後のボンネット内にある1エンジンに1変速機の組合わせの動力装置と、その動力により駆動する2軸駆動の1台の動力台車の構成により動力が伝達されるシステムとなっており、エンジンと運転室側にある逆転機内蔵の液体変速機の間に第1推進軸、液体変速機と動力台車に内蔵された第1減速機（動力台車の運転室側）の間に第2推進軸、第1減速機と同じく内蔵された第2減速機（動力台車の先頭側）の間に第3推進軸がそれぞれ連結され、動力が伝達される。
また、エンジンの冷却系機器として先頭部両側面にラジエーターとその上部にファンを装備しており、補機駆動軸充電発電機と空気圧縮機を駆動させ、機関潤滑油・変速機油・機関と中間冷却器の冷却水をポンプで循環させることで、オイル及びラジエーターを冷却している。
車体中央にある中間台車（付随台車）は、開発当初、全体の軸重を亜幹線基準の14tに抑制する手段に過ぎなかったが、増加試作車ではライナー挿入、更に量産車では空気バネを搭載して空気バネ内の空気圧を調整することにより、動力台車の軸重を14tと15tとの2段階に調整できるようになった。これによって、亜幹線への入線能力と、規格の高い重幹線での動輪粘着力確保を両立可能としている。
製造時期：1962年 - 1966年
試作型及び初期の量産型で客貨両用。客車暖房用の蒸気発生装置 (SG) を搭載しているが、重連総括制御装置は搭載しておらず、非重連形と呼ばれる。0番台はJRに継承されることなく、1986年までに全て廃車された。
製造時期：1966年 - 1977年
重連運転のための重連総括制御装置を搭載しており、車端端梁部にKE70ジャンパ栓受けを両渡りに装備するとともに、ジャンパ連結器栓納めを前部デッキ部に取付けた区分で、重連形と呼ばれる。さらに、ブレーキの制御方式で以下のように区別される。一部を除いて蒸気発生装置を搭載したが、2013年現在は使用していない。また、空気圧縮機（CP）からの圧縮空気を、連結した次位の機関車や牽引する客車などに送る元空気だめ管を両渡りに装備している。
501 - 592号機が該当する。
釣り合い引き通し管を装備していないため、重連運転時に前位の本務機が単独ブレーキ弁（単弁）を操作したときは本務機のブレーキのみが作動し、次位の補機はブレーキが作動しない。半重連タイプはJRには継承されなかった。
548以降は、ブレーキ力増大のため中間台車にも基礎ブレーキ装置を装備したために台車形式はTR106形となる。ブレーキ装置のスペース確保のため、床下の燃料タンク容量が4,500Lから4,000Lに減少している。
587 - 592の6両は蒸気発生装置 (SG) 未搭載車として落成している。800番台のような本格的なSG非搭載車とは異なり、SG用ボイラを積載していないだけでSG機器室などの関連機器は省略されていない。
半重連形のうち、美濃太田機関区（現・美濃太田車両区）所属だった592は、国鉄名古屋鉄道管理局（当時）の12系欧風客車「ユーロライナー」の運用開始にあたり、塗色を「ユーロライナー」色に変更し高山本線・紀勢本線・参宮線などで同客車を牽引し、岡山鉄道管理局（当時）所属の「ゆうゆうサロン岡山」も牽引したものの、塗色変更から1年半後の1987年2月に廃車された。全重連形の791も「ユーロライナー色」に塗装されていたが、こちらも2007年5月に廃車となっている。
半重連形は、北海道の釧路機関区配置車の一部に1981年ごろより余剰休車となる車両が現れ、その他の車両も1986年11月のダイヤ改正で全車運用を離脱し、1987年までに廃車された。
593 - 799号機、1001 - 1193号機が該当する。
釣り合い引き通し管を元空気だめ管の外側に両渡りで装備しており、重連運転時に本務機の単独ブレーキ弁（単弁）の操作が次位の補機まで作動するように改良された区分である。一部の半重連形で釣り合い引き通し管を新設し、全重連形に改造されたものも存在した。
1001以降は、500番台が799まで達したため貨物用800番台との重複を避け1001へ飛び番となったグループである。JRに継承されたものはこのグループが多い。このグループからナンバープレートが切り文字式からブロック式に変更された。1010以降は運転室内前後の天井に扇風機が設置されたため、運転室屋根に突起が2か所ある。また1052以降はラジエーターカバーが2分割タイプに変更された。
北海道地区に配置された500番台は半重連形と全重連形とを区別するため、区名札の隣に「半」「重」の識別札を挿入していた。2011年現在では北海道旅客鉄道（JR北海道）函館運輸所所属の重連形に「函」「重」の札が残るのみだが、国鉄時代は「築」「重」（小樽築港機関区）、「五」「重」（五稜郭機関区）、「釧」「半」（釧路機関区、半重連形）、「釧」「重」、「旭」「非」（旭川機関区、非重連形）などの組み合わせが存在した。
北海道内で使用された本区分のうち、1972年に前照灯をボンネット前端上に増設し、3灯化された車両が存在する。冬季降雪時の視界確保のためで、五稜郭機関区などに配置された5両 (710・716・741・742・745) に施工された。745は1986年に本州へ転属後も補助灯を存置し、東日本旅客鉄道（JR東日本）長岡車両センターに配置され2002年まで磐越西線などで使用された。また入換作業時の誘導係への連絡用として、スピーカーを装備した車両も北海道地区では多く見られた。
製造時期：1968年 - 1978年
貨物列車の運用を主体とするため、SGを搭載せずに登場したグループである。SG関連機器やボイラ・タンクなどを省略し、運転室中央にあったSG機器室がなくなった。運転整備重量は約6t軽くなり、各軸の荷重負担割合が変化したことから中間台車の枕バネを変更し、滑走防止のためブレーキシリンダを縮小したTR106Aとなった。その他は基本的には同時期に製造された500番台の完全重連タイプの仕様に準じており、ナンバープレートやラジエーターカバーも時期を同じくして変更された。また855以降は運転室内に扇風機が設置されたが、500番台と異なり運転室屋根の中央に大きな突起が1か所あるのみである。北海道地区へは一時的に投入されたのみで、A寒地仕様車は存在しない。
当初の計画では貨物列車用の新形式「DD52形」を予定していたが、新形式の投入に際しては労働組合との間で難しい折衝を行う必要があったために、既存形式DD51形の仕様を変更する方針を採ったとされる。
JR東日本高崎車両センターに所属する842は非電化区間のお召し列車牽引機として用いられ、台枠側面の飾り帯やデッキ手すり・煙突カバーにステンレスが用いられている。なお、842はお召し列車運用の他、同センター配置の他機とともに管内のイベント列車などに使用されている。
1801以降は、800番台が899まで達したため1801へ飛び番となったグループである。成田線および総武本線での成田空港向けジェット燃料輸送のために製造されたが、将来の客車列車牽引への転用も考慮してSG搭載の準備工事がされた。
DD51形はほぼ日本全国に配置されたため、配置された気候条件によって以下の仕様がある。
1987年の国鉄分割民営化に際しては、北海道旅客鉄道（JR北海道）25両、東日本旅客鉄道（JR東日本）29両、東海旅客鉄道（JR東海）4両、西日本旅客鉄道（JR西日本）63両、九州旅客鉄道（JR九州）1両、日本貨物鉄道（JR貨物）137両の計259両がJR各社に継承された。すべて重連形の500番台および800番台である。
2000年までは東京都内、2011年までは大阪府内でも定期運用があったものの、近年は運転列車の設定の消滅やJR貨物に限られるがDF200型などの新型機関車への置き換え、老朽化などにより本形式は徐々に淘汰されつつある。。JR北海道では2015年度に5機が廃車され（1137号機が2015年11月30日付、1093・1095・1102・1141号機が2016年3月31日付）、。さらに2016年4月30日付で5機が廃車され、8機が海外譲渡予定を前提としての甲種輸送が行われている。2018年4月1日現在（JR貨物のみ2018年5月1日）の在籍車は、JR東日本4両、JR西日本8両、の計29両である。
2018年4月1日現在（JR貨物のみ2016年3月1日）の配置車両は以下のとおり。
2016年4月30日まではJR北海道にも配置されていた。以降の現状として所属機は存在しないが、参考として当節に記載する。
現役の車両も最終増備機の製造から30年以上が経過し、特に北海道地区のものは厳しい気候条件と過酷な長距離の運用により、著しく老朽化が進んでいるため置き換えとしてDF200形が投入されていたが、全面的に置き換えるまでには時間を要したうえ、DF200形は軸重制限で石北本線や根室本線釧路貨物駅以東への入線ができないとされていた。また、北海道地区以外のものは老朽化こそ進んでいるものの置き換えるには及ばず（民営化以降は貨物輸送のコンテナ化などによって貨物列車そのものの削減が進んでいるため、大金をかけて機関車を新造しても数年で余剰になることが予想される）、かつ代替する適当な機関車もない。よって、延命のため、まず北海道のものから1994年以降本格的な更新工事が実施されるようになった。
本形式は本線用機関車として大量に製作され、汎用性の高さから基本設計を踏襲した派生形式も多数製作された。詳細は各形式のリンク先を参照されたい。
[[File:陣屋町駅臨港線で留置されるＤＤ５１形。.JPG|thumb|ミャンマーへ輸出されるDD51。]]
廃車となったDD51形のうち、数両が日本国外に譲渡されている。JR貨物では、現在、使用している本形式を北海道の石油輸送の廃止で発生した、DF200形の一部を改造の上、[[五稜郭機関区]]より愛知機関区に転属させ、順次置き換えられ、近い将来、JR貨物所属の車両は全ての車両が姿を消す予定。
一方、JR東日本及びJR西日本所属の車両は、置き換えの対象には入っていない。[[Category:日本国有鉄道のディーゼル機関車|DD51]]
[[Category:北海道旅客鉄道のディーゼル機関車|DD51]]
[[Category:東日本旅客鉄道のディーゼル機関車|DD51]]
[[Category:東海旅客鉄道のディーゼル機関車|DD51]]
[[Category:西日本旅客鉄道のディーゼル機関車|DD51]]
[[Category:九州旅客鉄道のディーゼル機関車|DD51]]
[[Category:日本貨物鉄道のディーゼル機関車|DD51]]
[[Category:1962年製の鉄道車両|こくてつDD51]]
[[Category:日立製作所製のディーゼル機関車|こくてつDD51]]
[[Category:三菱重工業製のディーゼル機関車|こくてつDD51]]
[[Category:川崎重工業製のディーゼル機関車|こくてつDD51]]
[[Category:ミャンマーの鉄道車両]]