DF40型柴油機車（日語：DF40形ディーゼル機関車）是日本國有鐵道的電力傳動柴油機車車型之一，由川崎車輛、川崎重工業於1955年設計製造，1962年後改稱為DF91型柴油機車。該型機車屬於實驗性車型，僅試製了一台並未投入批量生產。
開發背景
1950年代初，受到美國和聯邦德國大力推動牽引動力內燃化改革的影響，日本國有鐵道也開始計劃非電氣化幹線的牽引動力現代化。隨著舊金山和平條約的簽訂，日本在1952年完成了從統制經濟到市場經濟的轉變，正式結束了石油製品統制制度，日本國鐵隨即恢復新型柴油機車的研製工作。在國鐵柴油機車處於開發和摸索階段的1950年代，日本國內的鐵路機車製造商先後試製了一系列原型車，日本國鐵並與製造商訂立了車輛貸借契約，以租借的名義將這些原型車納入國鐵車輛編制及進行試驗，1955年研製成功的DF40型柴油機車即為其中之一[1]。
運用歷史
1956年4月，日本國鐵從川崎車輛借入DF40 1號機車，並配屬四國鐵道管理局高松機關區，在四國地區的土讚線進行試運轉[2]。試驗結果顯示，雖然兩台三軸轉向架（Co-Co軸配置）的走行部分重量比三台二軸轉向架（Bo-Bo-Bo軸配置）輕，但由於三軸轉向架的固定軸距較長，當機車通過小半徑曲線時會產生較大的橫向側壓力，比該線使用的D51型蒸汽機車大50%以上。1956年初，DF40 1號機車返回川崎車輛進行改造，例如增大旁承彈簧的靜撓度、削薄轉向架中間輪對的輪緣等。1956年10月，DF40 1號機車完成改造後配屬高知機關區，試驗結果證明經改造的轉向架有效減輕了橫向側壓力，基本達到了D51型蒸汽機車的同等水平[3]。
同年11月國鐵運行圖調整，開始使用DF40型柴油機車擔當土讚線的旅客列車和貨物列車牽引任務，包括「南風號」準急列車。1958年3月，DF50型柴油機車開始投入土讚線運用，DF40 1號機車因而返回川崎車輛進行檢修，至同年6月再度回到四國。1958年8月，日本國鐵正式購入DF40 1號機車，並於1962年改稱為DF91型柴油機車。由於其不少零部件都可以與DF50型500番台柴油機車通用，而且軸配置的差異亦沒有影響與DF50型柴油機車的共通運用，因此DF40型柴油機車也是國鐵初代柴油機車之中使用壽命較長的一種原型車。1975年2月28日，DF91 1號機車正式中止營運報廢，後來在四國旅客鐵道多度津工廠解體處理。
技術特點
DF40型柴油機車是由川崎車輛和川崎重工業自行開發研製的電力傳動幹線柴油機車。機車採用雙端司機室和內走廊結構的箱型車體，車體兩側設有五個圓形的採光玻璃窗。機車落成當初採用非貫通式前端結構，司機室外形類似於同時期的EH10型電力機車，前窗部分在中央分割為兩塊玻璃並稍微具有後傾角；車體塗裝以天藍色為主色，配以一圈圍繞車體下部的橙黃色帶。至1964年，為了滿足與DF50型柴油機車重聯運用的需要，在排障器上加裝了重聯用的電氣連接器，並於翌年將兩端司機室改造為帶有貫通門的貫通式結構，以便機車重聯時乘務人員通過到另一台機車，車頭外形因而變得與DF50型柴油機車相同，車體塗裝亦改為採用灰色和紅色構成的雙色塗裝。
DF40型柴油機車裝有一台川崎重工業製造的V6V22/30型柴油機，由聯邦德國的曼恩集團（MAN）轉讓技術及授權生產。曼恩的柴油機曾經被應用於第二次世界大戰中的德國U型潛艇，後來由川崎重工業製造的DF50型500番台柴油機車亦採用了經過改良的V6V22/30MA型柴油機。V6V22/30型柴油機是一種四行程、12氣缸、水冷式的V型中速柴油機，氣缸直徑為220毫米，活塞行程為300毫米，持續功率為1200馬力（895千瓦），額定轉速為每分鐘900轉。
傳動系統使用由川崎車輛自行開發的直—直流電傳動裝置。柴油機直接驅動一台直流牽引發電機，並將發出的直流電供給六台並聯的直流牽引馬達。機車裝用一台獨立勵磁的K4-730A型牽引發電機，額定功率為730千瓦，額定轉速為每分鐘900轉。每個轉向架裝有三台K4-1453A型串勵直流牽引馬達，額定功率為108千瓦，額定轉速為每分鐘500轉。為了擴大機車的的恆功率調速範圍，還可以對牽引馬達進行一級磁場削弱。
機車走行部為兩台三軸搖枕式轉向架，構架採用「目」字形的鑄鋼結構，軸箱採用導框式定位結構，一次懸吊裝置為軸箱頂端的捲簧。車體通過旁承支座支撐在擺動式搖枕上，搖枕由一對鋼板彈簧和一對搖枕橫梁組成，並通過吊杆懸掛在轉向架構架的側梁上。搖枕裝置位於轉向架中部，兩根搖枕橫梁分別設置在第一（四）軸和第二（五）軸、第二（五）軸和第三（六）軸之間。牽引力和制軔力通過中心銷傳遞。基礎制軔裝置採用雙側踏面制軔，但受轉向架搖枕結構的限制，只有每個轉向架的兩端車軸是制軔軸，中間車軸不設制軔裝置，一台機車共設有八個軔缸。
參考文獻
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