キハ181系とは (キハイチハチイチケイとは) [単語記事]

キハ181系とは、特急用気動車である。

概要

キハ80系に続いて国鉄によって開発された車両で、1968年に製造が開始されヨンサントオ白紙改正に合わせて投入された。
試作車両キハ91系で試験が行われた新型エンジンを搭載し、キハ80系にて速達化が達成出来無かった非電化の山岳路線に投入された。

キハ181系は北海道の路線を除き日本各地の路線に投入されたが、電化が進み381系などへ置き換えられていくと運用線区が減少。民営化時にはJR西日本とJR四国にそれぞれ継承された。
後にJR西日本のみの在籍となり山陰地方を拠点に活躍を続けていたが、山陰本線の高速化に伴い老朽化していたキハ181系はキハ187系に置き換えられていった。
最後まで残っていた京都総合運転所所属の車両による「はまかぜ」運用も後継のキハ189系に2010年 11月6日の運用を最後に置き換えられる事となった。

なお、キハ181系はJR東海の「リニア・鉄道館」に展示保存されている他、岡山県津山市の「津山まなびの鉄道館」でも展示保存されている。

また、Microsoft Train Simulatorでは2002年にトワイライトエクスプレス社より発売された「リアルアドオンシリーズ5 JR 山陰本線キハ181」を使うと、本系列の運転が可能となる。国鉄色のほか、はまかぜ色での運転もできる。エンジン音は実車よりサンプリングされており、車内も当時としてはリアルに再現している(本作ではデフォルト機能で運転室以外に客室内視点に切り替えが可能である)。収録路線は山陰本線の城崎温泉〜浜坂間で、かつての餘部鉄橋を渡る事も可能。また別のアドオンを用いると横軽こと碓氷峠に挑む事もできる。

この他、電車でGo!シリーズではプロフェッショナル2でJR四国路線を、FINALでははまかぜ号をそれぞれプレイする事が可能。こちらは客室視点は無い他、エンジン音は異なっている。基本的には当時のJR カラーだが、裏技で国鉄色にする事もできる。

但し、どのソフトも貴重なパソコン上でキハ181系を運転できるPCゲームとあって、プレミア価格となっている。

性能と問題点

登場当初、1両当たり590馬力という高出力を誇り、平坦線では電車特急と比較しても遜色ない走行能力を有することになった。東北屈指の難所である板谷峠も自力登坂可能であり、キハ82に対して大幅に使い勝手が良くなったと思われた。

しかし、設計段階で問題は山積していた。

エンジンは強力そのものだったが、その設計は戦前設計のDMH17に基づくもので既に時代遅れだった。熱損失が大きく発熱も過大な予燃焼室式ではオーバーヒート必至であり、数少ない利点とされた低騒音も実現しなかった。更にほぼ全ての速度域で定格を越えた高負荷運転を前提としていた。
折角の高出力が冷却機構に取られるのを嫌い、中間車では自然通風によるエンジン冷却を試みた。しかし先頭車と違って取り込める風に乏しく、屋根におびただしい数のファンを取り付けても足りなかった。なお先頭車は重量の関係で強制冷却。
変速機も非効率だった。多段直結機構の開発に失敗した国鉄では、これまで通り変速1段・直結1段としたが、高速運転に振ったため85km/h前後まで変速段で引っ張る仕様となった。起動時以外は効率が落ち発熱も大きくなるこの変速機がエンジンに更なる負荷をかけたことは言うまでもない。一方で直結段の性能は素晴らしく、例えば20年以上後に登場したキハ281系との比較でも100km/h以上の高速域では互角以上の加速力を残している。
上記の問題も現在なら概ね解決できるはずだが、残念ながら当時の日本の技術力はまだまだ未熟だった。

このように当形式は「平坦で線形もいい高速区間」に適していたと言えるが、投入された列車はいずれも山岳区間が中心で長所が活かされなかった。もし「北斗」に導入していたらこの車両の評価も変わっていたかも知れない。これらの問題点はある程度予見されていたが、スケジュールを優先した国鉄は禄にブラッシュアップすることなく矢継ぎ早に各路線へ投入していった。

その結果、平坦区間での走行性能は素晴らしかったものの、山岳地帯で冷却能力の不足からオーバーヒートが多発し、「しなの」や「つばさ」で故障が頻出した。調査の結果出力のばらつきによる性能過剰によって冷却能力が不足していることが判明した。特に、中間車の自然冷却式ラジエーターが放熱しきれない現象が多発したのである。燃料が過大に投射されたため排気管の損傷も激しかった。

解決策としてはエンジン出力の適正化（590馬力から500 馬力へ落とす）、強制冷却式のラジエーターの追加、さらには急こう配区間での補機の連結を行うこととなり、結局は先輩のキハ82系と同じく板谷峠でEF71 機関車の助力を仰ぐこととなった。これらに手を焼いたためか、後のキハ183系やキハ66系といった形式では同型のエンジンを440馬力にデチューンしている。

その後、非電化幹線の電化後は最高速度が85km/h～95km/h程度のローカル特急にも転用され、最高速度120km/hという性能を大きく持て余すこととなってしまったが、エンジン出力適正化が功を奏しオーバーヒート問題は抑えられ、燃費も向上する結果となる。

しかし、四国向けに配置された車両は、その活躍の後期になり、比較的線形の良い予讃線での120km/h運転が解禁され、高松・岡山～松山・宇和島間の「しおかぜ」「いしづち」では表定速度が75km/hを越える気動車としてはかなりのハイスピード運転を行っていた。歴史的にキハ181系が単線区間でこれほど長距離をフルパワーで走破していたのはこの時だけである。遅れの回復運転時にはスピードメーターが120km/hを振り切っているほどの高速運転であったという。

晩年は大阪方面と、播但線経由で城崎温泉や浜坂などを結ぶ特急「はまかぜ」の運用が息長く残っていたが、2010年秋にとうとう引退の時を迎えた。しかし最後の最後まで大阪～姫路間でキハ181系本来の性能を発揮できる運用に充当され、新快速の合間を縫って爆走し続けることができたことは、この車両にとって幸運なことだったかもしれない。
なお、JR西日本のキハ181系のうち15両は下関からミャンマーへ渡り第2の人生を送る事となったが、数年で使用停止となり、現在車体は放置されて植物に埋もれている。