国鉄キハ60系気動車
シリンダーを垂直化されるなど大幅な刷新を受け、過給機の搭載で370 PSを発生するに至ったDMF31S形エンジンは、標準型の量産制式エンジンとして、1957年に開発された入換用機関車DD13形に搭載され良好な成績を収めた。
DMF31S形はのちに強化形のDMF31SB形に発展し、500 PSにまで出力向上した。またこの設計を元に2倍のV型12気筒としたDML61S系エンジンは、のちインタークーラーの付加で1,100 PS - 1.350 PSの出力を発生するに至り、DD51形や、DE10形といった液体式ディーゼル機関車のエンジンとして、一定の成功を収めている。
かように好調なDMF31S形エンジンを、気動車用に活用することが考えられた。ただし垂直シリンダー形では気動車の床下搭載は不可能で、当然ながら再度水平シリンダーに設計変更された。過給器装備はそのまま、チューニングを変更して出力400 PSとした。これがDMF31HSA形エンジンである。
キハ60系気動車は、このDMF31HSA形エンジン (400 PS / 1,300 rpm) を1基搭載する車両として、1959年末から試作され、1960年初頭に完成した。
DMH17系エンジンは、国鉄の気動車用標準形ディーゼルエンジンの1つで、排気量17リットル、水冷・直列(または水平直列)8気筒・OHV・自然吸気・副燃焼室(予燃焼室または渦流室)式ディーゼルエンジンである。
第二次世界大戦前、鉄道省時代の1935年(昭和10年)に、鉄道省の要請により新潟鐵工所・池貝製作所(現・株式会社池貝、株式会社池貝ディーゼル)・三菱重工業の3社が競作した150 PS級エンジンがDMH17形の原型である。その実績に基づき、鉄道省では戦時中の1942年(昭和17年)までにDMH17の原設計を完成していた。戦中・戦後の中断をはさみ1951年(昭和26年)から量産に移された。
国鉄にとって初の量産型高速ディーゼル機関となったため、冒険を避け余裕を持たせた設計に腐心しており、重量や排気量の大きさの割に出力が低いという欠点が早くから明らかであったが、その性能の安定性故に重用された。フリークエンシー向上・無煙化・高速化など、1950年代後半からの気動車の普及は地方国鉄線区の輸送改善に大きく寄与したが、DMH17系エンジンの信頼性が大きな支えとなっていた。
1960年に1・2の2両が製造された三等車(すぐに2等級制移行で二等車となる)。1は東急車輛製造、2は帝國車輛工業で製造された。片運転台で、外観は同時期のキハ55形に酷似しているが、外吊り式客用扉で見分けられる。内装は80系電車クハ86形やのちの50系客車のようにデッキ部に出入口を配したトイレはあるが洗面所がなく、客用扉は連結面側に寄っている。運転台は助士席側スペースを拡大して固定式の座席を設置。これにより車体側面は左右対称となった。車内の座席は通常の固定クロスシートであるが、便所横の通常洗面所がある位置にも座席を配置したことから定員はキハ55形より多い88人となった。
台車は標準型のDT22形に類似したコイルばね式の2軸駆動台車DT25形(付随台車はTR61形)である。気動車においてギアドライブ式の本格的な2軸駆動台車を採用した先例は、留萠鉄道キハ1000形(1955年製、のち茨城交通に転じて廃車)などがあるが、国鉄では最初の試みであった。
2両とも久留里線で運用された。