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2018年 04月 28日

気動車発達史 24 新系列一般型気動車 キハ40系列

新国鉄標準気動車キハ40系
昭和50年3月に登場したキハ66・67形気動車は転換クロスシートを装備した意欲的な気動車であり、計画では新潟地区など10だ気動車が集中的に配備されている地域などの置換えも視野に入れているとのことで、試作的意味合いを込めて30両を集中的に筑豊地区に投入したとされていますが、冷房装置搭載による重量増と、国鉄の財政悪化も重なり、結果的にはキハ66・67は増備されず、他の線区への投入は見送られることとなりました。
しかし、キハ17に代表される10系気動車は老朽化が著しく、小さな車体の居住性も劣ることから、新たな一般気動車が必要となり、新たに設計されたのがキハ40系列の車両でした。
DML30HS系エンジンと付随車を繋ぐ方式は必ずしもローカル線では有利といえず、キハ90で試作したDMF15HSAエンジンを再び動力車用に使うこととなり、出力を220PS迄下げることで安定性を高めることにしました。
キハ40系気動車の特徴
エンジン自体は、DMF15HSAですが、部内誌を見ますと、キハ66・67のエンジンと相当部分で互換性を持たせたとされています。
交通技術、昭和52年3月号の記事を少し引用させて頂きます。
DMF15HSADMF15HSA形と称するこの機関は、主機関附属装置を含めた機関の全体的構成は客車用電源機関であるDMF15HS-G (230PS/1800rpm)と似ているが、構成する部品の多くはキハ66・67に使用のDML30HSH形(440PS/1600rpm) と互換性をもたせてある。
と書かれています。
キハ66・67と部品を共通化することで、保守合理化は図れたと言えそうです。

なお、キハ40系列は、キハ10系客車の置換えをの念頭に置いていることから、
片運転台
キハ47→キハ45をベースに製作
キハ40→キハ24をベースに製作
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最初に製作されたのは、暖地向けのキハ47と酷寒用のキハ40形でした。
以下に、キハ40・47形の基本的構想を記します。
  • 昭和50年に製作されたキハ66・67の経験を取り入れるとともに、部品の共通化をはかる
  • どのような線区でも運転できるように、居住性は改善しつつも車両全体の軽量化をはかる。
  • 在来車と自在に混結運転ができるようにするため、運転操作は従来車と全く同一。
  • 暖房効果を高めるため、温水暖房をやめ、強制熱交換による集中温風暖房方式に変更。
  • 軽量化と機器の簡素化のため冷房装置は省略、扇風機のみ設置
  • 車体は難燃化構造
  • 黄害対策として汚水処理装置の取付け準備工事
  • 踏切障害に備えて車体の前面強化を行うとともに、客室及び乗務員室の環境改善並びに居住性の向上をはかる。
  • 保守の省力化(点倹の省略・簡易化、部品交換の省略・簡易化)推進
  • ディーゼル機関は定絡を220PS/1600rpmとし、公認定格出力に対して12%の余浴をもたせる。
  • 液体変速機はキハ66・67に使用している DW9形をサイズダウンしたものを使用する。

重装備な車両
キハ40系列は、客室及び乗務員室の環境改善並びに居住性の向上をはかる。と共に、保守の省力化(点倹の省略・簡易化、部品交換の省略・簡易化)が図られた車両でした。
車内は、キハ45の1400mmのシートピッチは再び1470mmとされ、当時製造されていた113系や115系のシートピッチ拡大車と同じ同じとなりました、また運転台が急行形車両並みに広いのもこの時期の車両の特徴でした。
なお、エンジン定格出力より低めに設定して、保守の省力化に徹した結果、故障の少ない車両となりました。
特にキハ40では北海道向けの耐寒耐雪装備の他に、空気バネが採用され、軸ばねにも着雪を防ぐためゴムで巻く等の対策が取られており、温風暖房方式に採用で外気温-30°でも室温は22°~27°を保てたと記されています。

エンジン出力は220PSになったものの、実際の加速力は従来の車両とほぼ同じという結果が、同じく国鉄の部内誌、交通技術の昭和53年6月号の中で述べられており、その理由として補機類の負荷が大きいこと。前面強化等による車両重量の増加が原因と考えられる他、変速機の特性上で低速域で遅くなるのもその原因かと思われると書かれています。
さらに、過給器付であるが、過給器が動作するまで10秒程度のタイムラグがあるとも書かれており、そうしたことがキハ40系気動車が鈍重であると言うイメージを作っていると言えそうです。
当時の資料からその辺を引用させていただきます。
3) 車両加速力
性能試験結果から動輪周引張カは計画通りであり、加速力は同一動輪径では従来車と殆ど差がない。キハ40,47形式車の機関出力が従来車より太きいのにかかわらず加速力がほぼ同一であるのは、暖房用等の補機馬力が大きいこと、前面強化等車両重量の増大等によるものである。ただし、新形式車の液体変速機はl段3要素形であるため、変速運転の低速域では従来車に比して引張力は若干劣るが、中速域ではやや優れている。
また、新形式車の機関は過給機付きであるが、ノッチアップしでも過給機回転が追従せず
、機関が正常な出力を出すまでに約10秒を要する。このために、従来の無過給機関付きに比してスタートダッシュが悪いことは事実であるが、高出カ化のために過給機付きとせざるをえないわけで、この程のことはある程度は避け得ない。
変速から直結に切りかえた直後の加速力は3.2の改良により約14%向上する。
引用終わり。交通技術昭和53年6月号
JR化以降も主力車両として
キハ40系列車両は、JR化後もエンジンの換装などで引き続き使われることとなり、JR東海を除き、現在でもその活躍範囲は狭められつつあるとは言え、JR各社で活躍しているのはご存じの通りだと思います。
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姫新線で使われていた頃のキハ47、姫路駅にて

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by blackcat_kat | 2018-04-28 23:30 | 気動車


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