DD51型柴油机车（）是日本國有鐵道的液力傳動柴油機車車型之一，也是日本国铁史上数量最多和运用最广泛的柴油机车，生产目的旨在加快淘汰铁路干线上的大型蒸汽机车。1962年至1978年间，日立製作所、三菱重工業、川崎重工業共生产了649台各种番台的DD51型柴油机车，这种机车的出现极大地促进了日本国铁牵引动力现代化的进程，并且成为了日本具有代表性的铁路机车之一。
开发背景
1950年代初，日本国有铁道受到美国和联邦德国（西德）的影响，也开始推动非电气化干线的牵引动力内燃化改革。1952年，日本正式结束了石油制品统制制度，日本国铁随即恢复新型柴油机车的研制工作。1957年，随着铁路运输量伴随日本经济高速增长，日本国铁宣布执行第一个五年计划（1957年—1961年），旨在提高铁路系统运输能力和推进牵引动力现代化。同年，日本国铁在之前试制的DD50型柴電机车的基础上，成功研制了干线用的DF50型柴電机车。翌年，又研制了调车用的DD13型柴液机车。
1958年，为了尽快制定具体的综合牵引动力现代化计划，日本国铁成立了动力现代化调查委员会，目标是探讨各种能源资源（电力、石油、煤炭）的供应情况、确定牵引动力电气化和的范围，并进一步制定各类铁路车辆的技术型谱。1959年6月，委员会正式发表“动力现代化长期计划”，决定在十五年内实现5000公里主要干线电气化和其余线路内燃化，至1975年底淘汰全部蒸汽机车；内燃化区段的客运任务主要由动力分散式的柴油动车组承担，柴油机车主要用于牵引内燃化区段的货物列车、电气化区段的直通旅客列车、以及调车和小运转任务。
委员会并根据运用需要制定了国铁标准型柴油机车的型谱，包括大型（轮周功率1200马力）、中型（轮周功率800马力）、小型（轮周功率550马力）柴油机车。大型柴油机车计划用来代替以D61型为代表的干线蒸汽机车，中型及小型柴油机车计划分别用来代替以9600型、8620型为代表的调车用旧型蒸汽机车。与DF50型柴油机车相比，DD51型柴油机车在保持同等重量的条件下，功率增大了近一倍但造价却与前者相若。DD51型柴油机车还首次采用了独特的B-2-B轴式配置，使机车可以满足最大轴重14吨的技术要求，并且搭载了为旅客列车供暖用的蒸汽锅炉。
第二次原型車（2～4）
- 根据DD51 1号原型车的试验结果和运转经验，于1963年完成试制经过改良的第二次原型车，其中DD51 2号机车由日立制作所制造，DD51 3号机车由川崎车辆制造，DD51 4号机车由新三菱重工业制造。从这批机车开始采用全新的国铁柴油机车标准色涂装，车身上半和下半部分别为灰色（）和金红色（），两种颜色之间配有一道围绕车身的白色带。
- 为了改善机车在坡道上的牵引性能和粘着性能，对柴油机及液力传动装置的工作特性进行了调整，使前后转向架都能同步发挥相等的牵引力；另外还将柴油机调速器的挡位数量从7个增加到14个，从而减少调速过程中的牵引力冲击。当时还曾经一度考虑将B-2-B轴式改成全动轴的B-B-B轴式，但这样一来造价必然提高而且传动系统十分复杂，因此最终决定采用可变轴重的中间转向架，通过在中间转向架的旁承弹簧加装垫片，使动轮轴重可以根据需要而设定为14吨或15吨。此外，将两端转向架的砂箱及撒砂裝置数量增加一倍，以提高机车爬坡时抑制动轮空转的能力。
- 这批机车改为装用DW2A型液力传动装置，改良了其齿轮配置和高速运转效率，并改用铸铁箱体以减轻传动装置的重量。除了吊挂于车体底架下的四个750升燃油箱外，另外在车体两侧走廊踏板上加装两个700升燃油箱，使燃油储备量从3000升增加到4400升。车体外观方面，前照灯改为安装在凹进车体正面的方形外框内，司机室顶盖的前后两端往水平方向上延伸而形成窗檐。除此之外，冷却系统、控制电路、设备布置等方面亦有所变更。
JR北海道的DD51型柴油机车全部配属，主要担当“濱梨號”急行列车、“北斗星号”特急列车（重联牵引）、“仙后座号”临时特急列车（重联牵引）、“黄昏特快号”临时特急列车（重联牵引）的定期牵引任务，其担当的运行区间除了“黄昏特快号”列车为札幌至五稜郭间之外，其他列车均为札幌至函馆间（经由室蘭本線）。此外，DD51型机车也会担当、函馆运输所至的电力动车组或柴油动车组列车的回送和调车任务。JR北海道的所有DD51型柴油机车都采用蓝色车身配黄色带的“北斗星色”涂装。2016年3月，JR北海道的DD51正式結束其定期運用。
JR东日本的DD51型柴油机车全部配属，主要担当JR东日本管内的临时列车和工务列车的牵引任务，其中DD51 842、888、895号机车可作为御召列车的牵引机车，截至2023年，僅存DD51 842、895。
JR西日本的DD51型柴油机车分别配属、以及。网干综合车辆所的DD51型机车已经脱离定期运用，主要担当JR西日本管内的临时列车和工务列车的牵引任务。后藤综合车辆所的DD51型机车自从“出云号”特急列车在2006年3月停运后亦脱离定期运用，后来主要用于牵引临时列车、御召列车和工务列车，或执行车站的调车作业。下关综合车辆所的DD51 1043号机车之前配属宫原综合车辆所，于2011年9月开始接替已被报废的DD51 844号机车，担当临时列车的牵引任务或“”列车的补机任务。
JR货物的DD51型柴油机车分别配属、、。鷲別機關區主要担当北海道地区的货物列车牵引任务，包括函館本線、室蘭本線、千歳線、石勝線、根室本線、宗谷本線（旭川至北旭川間），每年8月至翌年4月期间亦会投入石北本線使用。爱知機關區的DD51型机车主要用于牵引東海道本線、關西本線的货物列车。门司机关区则主要担当山陽本線、美禰線、山口線、山陰本線的货运牵引任务，但隨著DD51年事已高，以及DF200型柴油機車的引進，JR貨物的DD51已於2021年3月結束其定期運用。
更新改造
由于DD51型柴油机车因长期使用而逐渐老化，尤其北海道地区的车辆在恶劣的气候条件下长距离运用，导致柴油机等部件经常发生故障。从1990年代中期开始，虽然JR货物引入了DF200型柴油机车，并逐步淘汰老旧的DD51型柴油机车，但因为全面淘汰DD51型柴油机车尚需要一段时间，而且DF200型柴油机车因受到其较大轴重的限制，无法投入石北本線和根室本線（釧路貨物站以東）使用。此外，JR货物尚没有合适的柴油机车来替代北海道地区以外的DD51型柴油机车。
因此，JR货物于1994年开始首先对北海道地区的部分DD51型机车进行了更新改造，以提高机车的运用可靠性及延长机车的使用寿命。主要改造内容是换装新型柴油机，来取代原来装用的DML61Z型柴油机。早于1990年，小松制作所和新潟铁工所分别开发了SA12V170-1、12V16CSX型柴油机，并于同年开始在JR货物的DD51 1087号机车上先后装车试验，最终JR货物于1993年决定采用小松制作所的SA12V170-1型柴油机。1994年，JR货物开始对北海道支社配属的DD51型柴油机车实施“B更新工程”，除了换装全新的柴油机外，还改变了冷却水管路、燃油管路及静液压管路等的设计，并对其它许多零部件进行了更新。DD51型柴油机车采用小型化铝制散热器，布置在车体两端冷却室的两侧。冷却风扇由静液压驱动系统带动，其转速根据柴油机冷却水的温度作自动控制，这种冷却风扇实际上是DD14型柴油机车上的加强型。
转向架
DD51型柴油机车是日本首次采用B-2-B轴式配置的柴油机车，机车走行部为三台二轴转向架，包括两台装有车轴齿轮箱的两端转向架、一台只承受车体重量的中间转向架。由于DD51型柴油机车的整备重量达到84吨，因此必须采用六根车轴来分担车体重量，才能用于轴重限制为14吨的乙级线路。因考虑到二轴转向架通过曲线时的横向侧压力比三轴转向架小，亦有利于简化主传动路线和转向架承载结构，而且零部件也能与DD13、DD20型柴油机车通用，因而令日本国铁作出采用B-2-B轴式的决定，并对轮对进行改造以适应东南亚国家的米轨轨距（1000毫米），但该让渡计划最终没有实现。后来，其中四台机车（DD51 1106、1118、1110）被让渡予澳洲铁路工程承包商百利茂林營造股份有限公司（Barclay Mowlem），用于泰国国家铁路南线的修缮工程。此外，另外一台机车（DD51 1032）被让渡予马来西亚的“Emrail”铁路工程公司，用于马来亚铁路西海岸线（万挠至巴東勿剎段）的提速改造工程。
2004年，JR货物将两台报废的DD51型柴油机车（DD51 797、DD51 823）让渡予缅甸铁路，这两台机车在缅甸被定型为D2D.2200型柴油机车（D2D.2201、D2D.2202）。由于其功率对于缅甸铁路的运输水平而言显然过剩，因此D2D.2202号机车于2008年被分解成两台DD.1100型柴油机车（DD.1101、DD.1102），不久之后D2D.2201号机车亦进行了相同改造（DD.1103、DD.1104）。
参考书目
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参考文献
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