国鉄DD51形ディーゼル機関車

先行して導入されていた電気式のDF50形は出力不足・故障の多さ・価格の高さが欠点とされており、DD51形はこれに代わる本格的な幹線用主力機として開発され、速度面では旅客用大型蒸気機関車を、牽引力では貨物用大型蒸気機関車のD51形を上回る性能をもつよう設計された。側面から見ると凸型となる全長18 mの車体の中央部に運転室（センターキャブ）を備え、前後に合計2組のエンジンと変速機を搭載する。幹線用の大型機関車としては珍しいこの形態は、箱型車体より価格が安く、同時期のDD20形と部品を共通化でき、エンジン回りの整備性も良いことから採用された。エンジンはDD13形で使用されていたDMF31S形をベースに新開発されたDML61形で、直列6気筒からV型12気筒に変更し、排気タービン過給機と中間冷却器を装備して1基あたり最大1,100 psを発揮し、2基搭載で総出力2,200 psを出す。最高速度は95 km/hである。

動力伝達方式は、軌道の重量制限に対処する軽量化のため、日本国外の大型機関車で主流の電気式ではなく、日本の量産大型ディーゼル機関車では初めて液体式が採用された。軸配置はB-2-Bで、両端の動力台車（DT113B）2組と無動力の中間台車により全体の軸重を軽減し、中間台車の空気ばねによって動力台車の軸重を14 tと15 tの2段階に調整できる。これにより、亜幹線への入線と規格の高い幹線での粘着力確保を両立している。従来の6軸機関車で主流だったC-CやA1A-A1Aの2台車ではなく3台車としたのは、曲線区間での横圧を低減するためである。500番台（DD51 501 - 799と、飛び番のDD51 1001以降）は重連総括制御装置を備え、800番台（DD51 899の次は1801 - 1805に飛び番）は客車暖房用の蒸気発生装置（SG）を搭載せずに製造された。800番台は当初、貨物列車用の新形式「DD52形」とする計画であったが、新形式の投入には労働組合との難しい折衝が必要になることから、既存のDD51形の仕様を変更する方針が採られたとされる。

塗装はDD51 2以降、朱色（オレンジ色系）を基調にボンネット上部をねずみ色とし、境目に白帯を入れたもので、これが国鉄ディーゼル機関車の標準塗装となった。JR北海道の車両は寝台特急「北斗星」に合わせた青地に金帯と流れ星のロゴの塗装とされ、重連で「北斗星」「カシオペア」「トワイライトエクスプレス」を函館 - 札幌間（「トワイライトエクスプレス」は五稜郭 - 札幌間）で牽引した。JR東海のDD51 791は淡い青の「ユーロライナー」塗装となった。お召し列車牽引機のDD51 842は、デッキ手すり、台枠側面の飾り帯、煙突カバーにステンレスが用いられている。JR貨物では多くの車両に延命のための更新工事が施され、残っていたSG関連機器も撤去された。これらの車両は、青を基調に上部をねずみ色とし、白帯を入れて前面をクリーム色とした塗装で区別された。また、本形式を基にDD17形・DD18形・DD19形の除雪用機関車が造られた。

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電化の進展と客車・貨物列車の減少により、1987年4月1日の国鉄分割民営化までに約60%が余剰廃車となり、JR各社にはすべて重連形の500番台・800番台計259両が継承された。内訳はJR北海道25両、JR東日本29両、JR東海4両、JR西日本63両、JR九州1両、JR貨物137両である。その後も新型機関車への置き換えや老朽化により淘汰が進み、2016年4月1日時点で運用されていたのはJR貨物17両、JR東日本4両、JR西日本8両の計29両であった。

JR北海道では2016年の北海道新幹線新函館北斗開業に伴い急行「はまなす」が廃止されて運用が消滅した。JR東海では2007年に最後の791号機が運用を終了し、JR九州唯一のDD51 1071も1999年に廃車となった。JR貨物では愛知機関区が最後の配置区所となり、DF200形への置き換えにより2021年3月12日をもって全車両の運行が終了し、2023年3月までに全車が解体された。JR東日本ではぐんま車両センター（旧・高崎運転所）のDD51形によるお召し列車・臨時列車牽引が残ったが、旅客列車での運用は2024年11月24日をもって終了した。2024年時点で配置されていたDD51 842・895の2両は、いずれもお召し列車牽引の対応工事を施している。

廃車となった一部は日本国外へ譲渡された。ミャンマー国鉄へは2004年から譲渡され、1,067 mmから1,000 mmへの改軌と運転台の高さの縮小が行われた。元「北斗星」牽引機のDD51 1137・1142は、タイ国鉄の複線化工事に用いるためタイへ渡った。タイへ譲渡された車両のうち2両はマレーシアに再譲渡され、マレーシア国鉄の軌道改良工事を請け負う企業に所属している。DD51 1143は2024年末にタイへ輸送された後、陸路でラオスへ運ばれ、ラオスとタイを結ぶ貨物列車を牽引する予定である。事故による廃車もあり、1976年の追分機関区火災で7両、1981年の成田線の成田空港燃料輸送列車襲撃事件で2両、1982年の名古屋駅での寝台特急「紀伊」機関車衝突事故で1両が事故廃車されている。追分機関区火災は増備期間中に起きたため、国鉄時代の最大在籍両数は製造数より7両少ない642両である。形式名の最初の「D」はディーゼル機関車、2番目の「D」は動軸数4、「51」は最高速度85 km/h超の機関車であることを示す。

この年表は英語のみです。

• 1962The first Class DD51 locomotive enters service; the type is built between 1962 and 1978 to replace steam on Japan's non-electrified main lines, with two 1,100 hp V12 engines giving 2,200 hp total — more power than the D51 steam locomotive and a higher top speed than the large steam locomotives used on passenger trains.
• 1987On the 1 April privatisation of Japanese National Railways, 259 of the multiple-working units pass to the JR group: 25 to JR Hokkaido, 29 to JR East, 4 to JR Central, 63 to JR West, 1 to JR Kyushu, and 137 to JR Freight.
• 2016As of 1 April, 29 locomotives remain in operation (17 with JR Freight, 4 with JR East, 8 with JR West); JR Hokkaido's DD51 operation ends the same year when the Hokkaido Shinkansen opens to Shin-Hakodate-Hokuto and the Hamanasu express is withdrawn.
• 2021JR Freight ends all DD51 operation on 12 March, its last DD51s having been based at Aichi Depot until their replacement by the DF200; the remaining Aichi units are all scrapped by March 2023.
• 2024JR East ends DD51 passenger operation on 24 November; two units, DD51 842 and 895, both fitted for Imperial Train haulage, remain allocated at Gunma.