日本国铁KiHa 181系柴联车

日本国铁KiHa 181系柴联车是1968年起由日本国有铁道（国铁）使用的特急型柴联车，1987年日本国铁私有化后由西日本旅客铁道（JR西日本）和四国旅客铁道（JR四国）继续使用。

本型车专为山区非电气化路线的特急列车所开发，曾于本州作为翼号列车、信浓号列车、八云号列车和滨风号列车，于四国作为潮风号列车行驶。

1968年至1972年间，本型车共制造了158辆。在1987年国铁私有化后，由西日本旅客铁道接收了94辆，四国旅客铁道接收了44辆车。后因路线电气化或是引进新型的倾斜式柴联车，本型车陆续退役。JR四国的本型车在1993年退役，JR西日本继续使用本型车行驶滨风号列车，于2010年11月改用KiHa 189系柴联车，本行车于2010年12月最终退役。

部分退役后的KiHa 181系车辆移交给缅甸，于2013年1月起在当地投入服务。

## 综合介绍

### 车体

基本设计类似KiHa80系柴联车。不过因为引擎输出功率增加，车顶加装自然散热式冷却器、增强冷气空调设备等等，导致车重增加与相对应的构造强化，结果与KiHa 80型中间车相比，KiHa 180型车重增加了 3 公吨。此外，转向架的枕簧采用车体直结式空气弹簧，结果影响了上下车门的空间而无法收纳滑动门，因而改为双折门。终点显示器是与同期的特急电车等车型一样的车侧显示器，厕所与洗面所配置于车厢通道之外。与 KiHa 82型等其他特急车型的涂装配色不同，有驾驶室的车辆，其侧面车窗周围的红带在车辆前端附近呈现倒梯形。以连结面之间的距离计算，车体全长为 21.3 米，亦即新世代客车与柴联车的标准长度。

端面与KiHa 82 形一样为贯通式设计但车灯罩外型较为方正，端面的列车标志也从倒梯形改为长方形，车头红色装饰带的设计也略有不同。

空调装置则由配有香菇形外罩的 AU12 系，改为与14系客车所使用的分散式 AU13S 型。

### 车内

内装大致与 KIHA 80系相同，但二等车（普通车）的座椅为 T17 形横排旋转椅；80 系的椅背使用美耐板，而本型则与特急形电车相同，采用与座椅材质相同的布面包覆。一等车（绿色车厢）的座椅为扶手内藏小型折叠桌的 R22 形，不过舍弃了 80 系的头枕上下调整机构。

### 主要机器

#### 行驶用引擎

最初除了无动力拖车KiSaShi 180型（キサシ180形）之外，每部车都装有一部1部DML30HSC型引擎。这是水平对卧 12 汽缸、排气量 30 升、预燃室式、水冷式四行程涡轮增压柴油引擎，连续额定输出 500 马力 / 1,600 转，最大输出 590 马力 / 2,000 转。本型引擎系由 KiHa 91型2至8号车所使用的 DML30HSB型引擎改良而来，后续的增补车辆则陆续使用小改型引擎 DML30HSD、DML30HSE、DML30HSF 等，但其基本设计并无太大变化。

#### 发电机引擎

使用曾在 KiHa 90型上测试作为行驶用引擎的 DMF15H型，降低输出以驱动发电机，称为 DMF15HS-G型，于KiHa 181型上装有一部。

于 KiHa 80系的KiHa 81、82型先头车上的发电机组所使用的 DMH17H-G型引擎（就是行驶用的DMH17H型引擎），每个发电机组供电能力为三相交流 440 V / 125 kVA。KiHa 181系量产车因为发电用引擎的功率较大，供电能力增强至三相交流 440 V / 180 kVA，单一机组可供应5节车厢的一般设备用辅助电源。

#### 变速机

变速机采用KiHa91型使用的一段三要素充排油式DW4C、DW4E型液体变速机，为直联一段液联一段，采单转向架双轴驱动，以避免出力过大导致车轮空转。逆转机与引擎直结的变速箱整合（旧型车辆的逆转机则是与转向架框架上的最终减速机一体化），为减少引擎震动传到车体，引擎与车体之间采用弹性支持。因应大扭力导致变速时的晃动传导至车体，有一根与传动轴平行的“反力轴”（扭力杆，用以吸收反向扭力），连结于与动力转向架上靠近引擎侧的最终减速器结合并予以支承，借此以在车体与转向架两侧抑制引擎的晃动。

旧型的 TC2 / DF115 系变速机在时速 45公里时手动切换液联位与直联位。DW4 系变速机考虑大马力引擎的强大扭力可能导致车轮空转，设计上在低速时的滑动较大，且着重于中高速域的效率（较低的液力变矩器失速扭矩比）。车辆以液联位加速至时速 85公里左右，借由侦测转速而由微动开关控制离合器，自动切换至直联位。不过这也就使营运时在上坡路段常见的速度范围，经常使用传动效率较低的液联位；且在起动加速时，由于滑动损失功率较大，变速箱油升温问题较为严重。

本型车变速机最终减速比设定为 2.362（KiHa 80 系为 2.613）。时速超过85公里时，因为通风量大而能有效冷却，加上直联档效率高而能发挥引擎性能，本系列车型在平坦路线上倒是能顺利以 85 至 120公里的时速行驶，不比电联车差多少。

不过，虽然变速机故障占整体故障比例的 62.2%，但其故障导致了“隔离故障动力系统-动拖比下降、整体输出功率降低-残余动力系统超载-过热-速度下降-无法行驶”的恶性循环，为 KiHa 181系带来比纸面数据更加严重的问题。

#### 冷却系统

由于本车主要行驶于山区路线，考量到中间车（动力车）如果让引擎直接驱动冷却风扇，会损耗行驶所需的动力输出，再加上为了降低噪音、振动与制造成本，因而采用自然通风式冷却器。车顶上安装了采用大型散热元件的巨型自然通风散热器，长度几乎与车体相同。

不过这套系统早在 KiHa 90 系使用时，就已暴露出冷却能力不足的问题。在尚未解决此瑕疵、且未完成夏季高温环境测试的情况下，便仓促决定采用该设计，导致车辆后来在陡坡路段（尤其是夏季）经常发生故障。

自然通风冷却器虽然构造简单且成本低廉，但所需的冷却水量过大，不仅增加了车身重量，也抬高了车体重心。在必须以低速、高负荷状态连续爬坡的山区路线（尤其是中央本线），由于通风量不足、频繁使用液联位行驶、引擎释放大量热能，导致极其频繁且严重的冷却不足与引擎故障等问题。这是包括KiHa 90系与本型车之新系列柴联车的重大缺陷。

因此，针对与 KiHa 90 系采用同款自然通风式冷却器的中间车，提升冷却效能成为当务之急。不过国铁技术团队并未做出根本性的重大修改，仅在底盘下方加装由液压马达驱动的强制通风式散热器以提升冷却能力。虽然此举带来一定程度的改善，但驱动液压马达所需的油泵会消耗引擎输出功率，且车辆自重也随之增加。

根据 KiHa 91 的试验结果，借由增加车顶散热器的散热片，或提高辅助送风机的风量，可在不大幅改动设计的前提下提升散热容量。在气温 24 度（7辆动力车3辆拖车编组）及 30 度（6辆动力车4辆拖车编组）下，于名古屋到长野区间按照特急列车时刻表进行试运转，即使在 25‰ 坡度路段，底盘下方的强制散热器也未启动，因此认为冷却容量仍有余裕。

1978 年 2 月，苗穗工厂针对严寒暴雪环境的影响进行研究，评估可透过修改设计来因应。不过北海道的新型柴联车最高时速设定为100公里，且未来基本上没有计划提升运转速度。在此车速下，自然通风与风扇强制通风的冷却效果差异不大，因此后来没有采用重量较重的车顶散热器。

另一方面，KiHa 181 形由于搭载了发电机组，受限于轴重限制，无法采用较重的自然通风式散热器。因此该车型将行驶与发电两部引擎的散热器一并整合于驾驶室后方的车体两侧，使用车顶上的两台静油压驱动的风扇进行强制通风。然而，这种强制通风散热器反而比自然通风式更常出现冷却不足，导致引擎过热。

#### 转向架

本型车继续采用了在 KiHa 90型、KiHa 91型开发的 DT36B、TR205B，为假想心皿式空气弹簧转向架，采用了延长连杆 + 侧翼弹簧的复合轴箱支持方式。

转向架为单转向架双轴驱动，传动轴从横梁中央穿过。而由于逆转机整合至变速机内，因此动力转向架的各轴仅安装最终减速机。

不过这种“延长连杆 + 侧翼弹簧复合轴箱支持方式”，在实际营运中发现延长连杆的跨距过大，使得轴箱定位机构的横向刚性不足，在时速 120 公里行驶时容易发生单轴蛇行运动。后来修改为标准侧翼弹簧结构。

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- 使用碟式刹车的DT40形转向架(KiHa 181-40）

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- 采用碟式刹车的转向架 TR219A(KiSaShi 180-10）

### 控制系统

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主控制器为横轴式旋转MC50 型，设计沿袭自 KiHa 90 系。由于采用与电联车相同的自动进段功能，控制讯号与其他各型柴联车并不相容，因而无法与旧型柴联车总控重联运转。在运用上，本型并不考虑与包括 KiHa 80 系在内等旧型柴联车并联运转；另一方面，急行型的KiHa90系则需要考虑与旧型柴联车联挂。

不过，本系列的控制讯号和电气连结器与 KiHa 90 系相容，设计上是可能混合编组使用的。后来在营运初期行驶“信浓”号经常发生故障，幸好有这个功能，可以利用 KiHa 91 型作为补充车辆。不过虽然急行型 KiHa 65 型车同样使用 DML30 系列引擎，但由于其轫机系统、控制讯号以及跳线连接方式不同，因此无法与其并联行驶。

编组内跳线连接使用与 KiHa 90 系共通、安装于密着自动连结器下方的专用电気连结器，车辆的加挂与解编作业更加容易。

常用轫机系统并未采用当时日本国铁柴联车普遍使用的 DA 系自动气轫。为了减轻重量，采用了结构较为简单、使用三压力式控制阀的 CLE 系电磁自动气轫，每节车厢皆配备驱动该系统的 C16B 轫机控制装置。驾驶座采用 SE16A 轫机阀，其把手的旋转轴亦为横轴式。

另外还配有引擎刹车作为常用辅助制动装置。量产先行车的基础制动装置采用踏面刹车，但由于高速行驶时的车轮擦伤，以及使用刹车导致车轮踏面损伤，因此自量产车（Kilo 180-3-、KiHa 181-5-、KiHa 180-7-、Kisashi 180-3-）开始，改采用液压碟式刹车。

## 新造车

### 量产先行车

#### KiHa 181 型 (1 - 4)

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座位52人的先头车，定员 52 人。因机器室内有发电机组与行驶用引擎的大型散热器，长度比 KiHa 82 型更长。考虑到座位数量与轻量化，本型车未设置洗手间与洗面台，所以载客时原则上须以 3 辆以上的编组以上的方式营运。无终点显示器。

#### KiHa 180 型 (1 - 6)

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中间车，座位 76 人（比 KiHa 80 型多 4 人）。于出入口车台附近设有和式洗手间与洗面台。终点显示器以及洗手间、洗面台小窗的位置与量产车不同。

#### KiRo 180型（1 - 2）

中间车，为一等车厢（绿色车厢）。载客量 48 人。取消了 Kilo 80 型的行李室而改为乘务员室。列车长室内配备有广播接收器。0 番台在上下车门侧设有西式厕所，另一端的车厢连接处设有和式厕所，各 1 间。洗手台则分别设于两间厕所的对侧，共计 2 处。车厢两端有终点显示器，共计 4 具。终点显示器以及厕所、洗手台小窗的位置与量产车型不同。

#### KisSaShi 180 型（1 - 2）

餐车，为全车系中唯一的无动力拖车，餐厅座位数 40 人。内部格局参考了 SaShi 581 型，自前侧起依序设有车内贩卖准备室、休息室、餐厅及厨房。未设置终点显示器。包括烹饪用电在内，车上所有电源设计皆由 KiHa 181 型车厢供电。

### 量产车

转向架改采用碟式刹车，除了 Kiro 180 型 100 番台之外，其余车辆的制造番号皆接续在量产先行车之后。

#### KiHa181形 (5 - 49)

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先头车，座位 52 人。发电机引擎更换为配备增压器的 DMF15HS-G 型。

#### KiHa180形 (7 - 79)

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中间车，座位 76 人。变更了厕所与洗面所的大小，小窗及终点显示器的位置也有改变。

#### KiRo180形（3 - 13、101 - 104）

中间车，为头等车（绿色车厢），定员 48 人。由于国铁 1969 年 5 月改变车厢分级方式，车身贴有绿色车厢标志。变更了厕所与洗面所的大小，小窗及终点显示器的位置也有改变。

100 番台为 1972 年登场的四国特急专用车辆，座位与 0 番台同为 48 人。但因为四国地区的特急列车无餐车，因此将 0 番台的西式厕所与洗面所空间改为车上贩卖准备室。

#### KiSaShi180形 (3 - 13)

餐车的公式侧设有可开闭窗户，非公式侧则为通道；前侧指餐厅侧。

量产先行车在公式侧前侧的休息室窗户，其大小与二等车（普通车厢）相同。但在量产车，缩小了休息室，窗户改为与非公式侧前侧的车内贩卖准备室窗户一样大小。

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- KiSaShi 180-10（非公式侧）

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- KiSaShi 180-10（公式侧）

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- KiSaShi 180-10（车内）