搭載されていたディーゼル機関「DMH17H型」基本設計は戦前のものであり、陳腐化は否めず、おまけに過給器もなく、非力（1基180PS）であったため、基本的に1両に機関を2基搭載する必要があった。しかし、先頭車等一部車両は艤装・床下スペース制約で1基しか搭載出来ない。それ故、編成全体出力が不足気味且つ予備燃焼室式という旧式機構故、無駄な発熱が多く、過熱火災防止のため、変速段使用時におけるフルスロットル連続使用は5分以内という制約があった。また中央西線など、1965年頃で特急の需要が見込めるにもかかわらず、急行以下しか走っていなかった線区は、特急型キハ80系ではキハ58系（車両ほぼ全てを2機関キハ58・キロ58で固めた編成）より寧ろ鈍足となるため、走らせたくとも走らせられなかった場所である。
キハ80系列走行機器は最高速度100km/hを前提とした設計であったが、後にキハ181系と同時にデビューする583系や485系は最高速度120km/hで設計されており、主要幹線最高速度引き上げが確定路線の中で、キハ80系は早晩に電化区間におけるダイヤ編成の足枷となる。

国鉄は元々キハ80系のために試作車ともいえるキハ60系で専用大出力機関と変速機を開発していたが失敗（※1）、結局DMH17系を2基搭載する設計に変えたという過去があった。だが、国鉄は新性能電車と同等の走行性能を有する気動車制作のために再度大出力機関新設計を決断。1966年に試作車を完成させる。これがキハ90系である。この時キハ90形に搭載された機関は300PS級DMF15HZA、キハ91形に搭載された機関が500PS級DML30HSAであり、比較検討の結果出力に余裕があり、且つ搭載も1基で済み、床下機器搭載スペースを広く取れる後者が採用。1968年に中央本線（中央西線）の特急「しなの」で運用を開始した。

……文章を読めばお分かり頂けるかと思うが、試作機ともいえるキハ90系運用開始とそれをフィードバックしたキハ181系運用開始までは僅か2年しか離れていない。これは後に「ヨンサントオ」と呼ばれた1968年10月白紙ダイヤ改正に間に合わせるため、キハ80系車体構造とキハ90系走行機器を組合わせる形で完成を急いだためであるが、この時キハ90系の夏場での走行試験は決して十分とはいえなかった（※2）。

半ば見切り発車的に設計が始まったこのことが、後にキハ181系に暗い影を落とすこととなる。

車体・主要機器

機関

本系列ディーゼル機関は試作車キハ90系データを基に開発され、さらに各部に改修が加えられたDML30HSCを1基搭載している（食堂車キサシ180は搭載なし）。定格出力は500PS、変速段使用時には最大590PS発揮可能という、当時の国鉄気動車用機関としては破格の出力を誇るものである。

発電用エンジンはキハ90系に搭載された機関をデチューンして発電用としたもの（DMF15HS-G）を搭載している。

液体変速機

キハ60系開発時に失敗した変速機（変速1段・直結2段）再設計を諦め、やはりキハ90系で試験を行っていたDW4系（変速1段・直結1段）をそのまま採用。大馬力エンジン出力による空転を避けるため、他形式気動車と特性が異なり、起動 - 低速時トルク増幅作用が小さい代わりに中 - 高速度におけるトルク低下が抑制されている。また。液体変速機変直切替は時速85km/hで自動で行われる。後述するが、この変速機がキハ181系のアキレス腱となった。

ブレーキ

機関ブレーキ併用CLE電磁自動空気ブレーキを採用。空気圧動作による自動空気ブレーキに電磁中継弁を併設した、キハ58系やキハ80系長大編成対応車で採用されたDAEブレーキと原理は同一で互換性もあるが、ブレーキ弁を摩耗部品がなく信頼性と整備性を高めたダイアフラム式KU弁に変更している。電磁中継弁は増圧ブレーキ対応で営業120km/h走行を可能としている。ブレーキ弁はセルフラップ式となりSELD電磁直通ブレーキ同様操作角度によってブレーキの強弱が付く様になった。

冷却系

機関冷却に用いるラジエーターは自然通風式を採用。キハ180形では屋根上一杯にラジエーター放熱素子を並べ、運転台付キハ181形では自重関係から自然通風式を採用出来なかったため、室内に設置されたラジエーターを屋根上のファンで冷却を行う方式とした。

台車

台車はキハ91形で試作された2軸駆動のものを量産化したものが採用されている。また、量産車ではディスクブレーキが採用された。

現在の第3セク用軽快気動車搭載2軸駆動台車の様なボルスタレスまたはインダイレクトマウント台車のそれと異なり、台車にはセンターピン自体が存在しない。台車中心部に推進軸を貫通させるためで、代わりに台車外側からリンクにより、擬似的に中心部を固定する機構（仮想心皿：EF62やED75などのそれと同原理）が装備されている。

制御系

運転台は国鉄車両としては珍しく、マスコン・ブレーキ共に横軸式主幹制御器（現在でいう所の横軸ツインレバー式）が採用されている。また先頭でも述べた通り、キハ181系は既存気動車との併結を一切考慮していないが、キハ90系とは信号回路が同一なので混結・併結が可能。

車体

全長はキハ80系固有21mから新世代気動車基準21.3mに伸びている。スタイリングはキハ82形を踏襲しながらも、尾灯とタイフォンが同一のライトケースに纏められている。また、ライトケース自体も角ばった形に変わっている。

車内設備

キハ80系を概ね踏襲しているが、空調装置は同系に装備されたAU12系（いわゆるキノコ型）から気動車用に新設計されたAU13系（AU13S）に変更、冷却能力がアップしている。この型のクーラーは絶縁対策が施され、後に14系客車や485系にも搭載されている。なお、国鉄末期 - JR化後にかけてリクライニングシートへの交換等のアコモデーション改良が行われた。

各型式

新製車

キハ180形

中間車。全79両が製造された。こちらには便所・洗面所・行先表示器全てが設置されている。

キロ180形0・100番台

グリーン車。0番台13両・100番台4両が製造された。便所が2ヶ所（うち1ヶ所は洋式）となっている他、車掌室が設けられている。100番台は四国特急用で、洋式便所を設けず代わりに車内販売準備室としている。

キサシ180形

食堂車。全13両が製造された。車内レイアウトは581食堂車（サシ581形）に準じ、また唯一走行用エンジンを搭載していない。そして、キハ181系列で最も不遇。

キハ181形

先頭車。全49両が製造された。機器室がある関係上、定員確保のため、便所・洗面所はなし。また、行先表示器も設置されていない。

改造車

ここでは番台が新たに起こされたものを記す。

キハ181形100番台

特急短編成化に伴う先頭車不足を補うため、キハ180形をベースに先頭車改造した番台。国鉄時代に3両、JR四国で2両の計5両が改造。外見上の大きな差異としては機器室後ろの小窓の有無（改造車は小窓がない）の他、乗降デッキ側に便洗面所スペースと採光窓が残っていた。

キロ180形150番台

キロ180系を四国特急に転用する際、既に投入されていた100番台と合わせるべく、洋式トイレ・洗面所を車内販売準備室に改造した番台であり、2両が改造された。なお、2両共に下記のキロハ180形に改造された。

キロ180形200番台

四国の特急短編成化に伴い、不足するグリーン車を補うためにキハ180形をベースに改造をした番台であり、2両が改造された。キロ180形との大きな差異は窓（キロ180形は個別窓、普通車からの改造である200番台は大型窓）。普通車にグリーン席を設ける改造のため、シートピッチと窓の間隔はバラバラになっている。なお、2両共に下記のキロハ180形に改造された。

キロハ180形

短編成化された四国特急において利用率が低かったグリーン車の席数を見直すため、キロ180形を半室グリーン車に改造した番台。普通席もグリーン席と同じシートピッチという乗り得車両でもあった。

改造されたのは8両であるが、それぞれ

キロ180形100番台から改造されたグループ（4両）
キロ180形150番台から改造されたグループ（2両）
キロ180形200番台から改造されたグループ（2両）

と、小世帯な割に意外と改造元バリエーションが豊かであった。

運用

国鉄時代

最初に投入されたのは中央本線(中央西線)であり、1969年10月にデビュー。キハ58系で運行されていた急行「しなの」を待望の特急に格上げの上、ゆとりを持たせた最高速度95km/h運用ながら大幅な時間短縮を実現し、華々しいデビューを飾った。

…はずであった。

が、ここから暫くキハ181系は自身の設計に苦しめられることとなる。

まず、特急「しなの」投入後に迎えた最初の夏（1970年）、機関オーバーヒートが続出。導入が始まったばかりで予備車もなかったことから一時はキハ91形を混結して（冷房装置を搭載していたキハ91-8が主に用いられた）急場をしのいだ。

だが、それ以上にトラブルが顕著であるのは東北本線特急「つばさ」である。1970年秋から始まったこの運用では下り（上野→秋田）では電車特急に伍して福島まで連続で120km/h走行を行った直後に板谷峠を補機の力を借りずに単独登坂、逆の上り（秋田→上野）では板谷峠単独登坂で機関を酷使した直後に福島 - 上野まで高速走行（「あまつ」でさえ、福島以北で発生した遅れを取り戻すため、最高速度120km/hを超えて回復運行を行うことさえあった）を実施していた。

その結果機関のオーバーヒートどころか、排気管発火・焼損が続出。一時は定時運行どころか、列車運行自体が危ぶまれる状況となったため、1972年秋 - 1975年の奥羽本線全線交流電化完了に伴う485系置換まで、キハ181系はEF71を補機に付け、板谷峠を超えることとなり、併せて変速段フルスロットル連続使用時間は5分以内とするキハ80系同様の制限が設けられた。

ただし、キハ181系の名誉のために書くと、板谷峠自力登坂が開発目的であったとはいえ、そもそも同区間は電車である485系でも定格性能時のMT比である6M5Tでは巻線過熱で運行できず、「つばさ」電車化の際には他東北特急とは別に6M3Tの強力編成が用意された（車重が重く、また組成に制約がある583系入線は断念された）。

後に板谷峠区間は山形新幹線に移行されるが、車体は200系より小さく軽いにもかかわらず、400系は210kW主電動機のオールM車方式とされ、現用のE3系「つばさ」用L編成も「こまち」用R編成4M2Tに対して5M2Tと強力となっている。

また、ここまで過酷な運用になったのは当時の「つばさ」ダイヤがキハ181系性能を常に限界まで使う前提で組まれていた（=余裕時分がほとんどない）のも一因であり、1973年ダイヤ改正では上野⇔福島間の所要時間が伸ばされ、運用に多少ゆとりが生まれた。

もっとも、これはキハ181系だけのためのものではなく、全体的な背景として、この時期の国鉄優等列車用車両の酷使、東北新幹線開通予定繰下げによる東北本線線路容量逼迫（特に常磐線経由以外の上野発着長距離列車の全てが集中、沿線宅地化による中距離電車増発が重なった上野

大宮間は事実上ダイヤが破綻していた）、労使関係破綻による検車体勢悪化があり、485・583系列車でもトラブルやダイヤ乱れに伴う運行中止が相次ぎ、急行型455系による代走などはしばしばあった。酷い時には485系代走を453系にやらせ、その453系急行を403系が代走するという有様であった。キハ181系「つばさ」ばかりが注目される理由の1つにキハ181系は大出力機関・増圧弁付CLE常時機関制動併用電磁自動空気ブレーキ最初の量産形式であったため、性能上試作車キハ90系以外代走を務められる形式がなかったことが挙げられる。

つまり「東北本線を120km/hでぶっ飛ばし、その後板谷峠を自力登坂する」という要求自体が1968年の気動車技術では無謀であった。

一方、「しなの」の方でも中央西線区間直流電化を持って181・183系電車化が検討されたが動力性能がさして変わらず時短効果がないことがわかり、曲線通過性能を高めた振り子式の381系が開発され投入されることになる。

話を戻すが、キハ181系は1[975年の奥羽本線交流電化を持って「つばさ」・「あおば」運用を離脱。余剰編成をキハ82系置換として高山本線特急「ひだ」や新設される紀勢本線特急「南紀」への転用が計画されたが、担当する名古屋第1機関区は「しなの」でこりごりであったのか、両特急への充当を拒否した（※3）。

1971年3月、伯備線経由特急「おき」を皮切りに西日本でも運用開始。東北における「つばさ」・「あおば」運用消滅後は活躍の場を東日本から西日本（関西・中国・四国）に移し「やくも」・「はまかぜ」・「おき（2代目）」といった陰陽連絡特急、「まつかぜ」・「あさしお」といった山陰特急や「しおかぜ」・「南風」といった四国島内特急運用（※4）に就くこととなる。

なお、食堂車は民営化前1982年の伯備線直流電化で最後まで使用していた「やくも」が電車化、キハ80系食堂車より先に全廃となっている。

それ以外ではキハ81形の様に余剰となり、ジョイフルトレインに改造されることもなかった。1985年には博多「まつかぜ」系統分離で誕生した「いそかぜ」として初めて九州を走行することとなった（※5）。

JR時代

JR化後はJR西日本・JR四国に継承された。

JR四国では塗装が国鉄色からコーポレートカラーである水色を基調とした塗装に変更され、1988年に完成した瀬戸大橋を走行、伯備線直流電化以来5年振りに岡山に乗入れるが、予讃線直流電化が進行したこと、キハ185系や2000系増備が始まったことで早々に置換が進行、1993年に高徳線特急「うずしお」運用を最後に定期運用を離脱。同年秋の団体列車運用を最後に全廃となった（※6）。

JR西日本では1994年の智頭急行開通に伴い、「はくと」に充当。[1997年]]まで使用され、その後は「いなば」に転用され、3度岡山に乗入れることになったが、2003年に置換えられる。

末期にかけて「はまかぜ」用車両が塗装変更。原色で残ったのは「いそかぜ」で、これも2005年に廃止。これに伴い、全廃まで全て塗装変更車となった。

他のJRに目を向けると、JR東日本では関西から長野方面へのスキー用臨時列車「シュプール号」で、JR東海では同じく伊勢方面への修学旅行臨などで使用されている。

最後の運用となったのは大阪から播但線経由で山陰方面へ向かう特急「はまかぜ」で、これも2010年 11月に新型車両キハ189系に置換えられ、全定期運用から撤退。翌2011年 3月の臨時運転限りで完全引退した。

なお、「はまかぜ」運用に就いていた一部車両は海を渡ってミャンマー国鉄に譲渡された。

キハ181は失敗作か否か?

キハ181系は見切り発車的に設計が始まったこと、その結果として初期の方は重大なトラブルが続発したことから様々な資料で「失敗作」と断じられることが多い。

だが、果たしてキハ181系は完全な失敗作であったといえるのだろうか?

最初の想定であった中央本線や板谷峠といった「急峻な山岳線区でのスピードアップ」を考えた場合、確かに成功だとは言い辛い。

要因としては、以下のようなものが挙げられる。

DML30系エンジンは定格500PS・最大590PSを発揮可能とは言え、燃焼室構造はそれまでのDMH17型から大して進歩しておらず（※7）、設計上どうしても発熱を押さえることが難しかった。これを無理やりターボチャージャーで回転数を上げる設計（にもかかわらず、インタークーラーは未搭載）だったため、燃焼遅延に由来する排気管過熱を主とするエンジントラブルが多発。また、ガスケットを個別ではなくｍ複数気筒を1組として一括で締め上げるという無理な構造も災いした（※8）。また、当初のセッティングが定格状態で500PS超過状態を常用とする過負荷前提の不適切なものでもあった。
採用された液体変速機は85km/hまで変速段を用いる設計であったため、速度が落ちてしまう勾配区間では長時間機関定格出力を超える運用を行うこととなり、エンジン発熱量のさらなる増大を招いてしまった（※9）。試作車であるキハ90系も含め、キハ181系の初期トラブルの最大の要因はこの変速機、特に多段化失敗にある。キハ60系変速機開発失敗で「大出力エンジンに多段化した直結段を有する変速機は組合わせられない」という結論から変速・直結各1段としていたが、これに伴い、85km/hという中高速域まで変速段を使用する仕様となってしまった（※10）。故に勾配線区ではそのほとんどを機関に負荷を掛ける変速段を用いて走破することとなり、結果トラブルが続発したのである。結果としてキハ82系と同様に変速段では使用制限が設けられることとなる
機関冷却が上手く行けば問題は深刻化しなかったのであろうが、上述した通りキハ181系列の大半は自然通風式、即ち、速度によって通風量=冷却能力が大きく左右される方式であった。つまり、上記の変速機仕様から変速段を用いて勾配を踏破するためにエンジンの発熱に拍車がかかる中、勾配によって速度が落ちるため、冷却効率が悪化。放熱が追い付かなくなり最終的にオーバーヒートを招いたのである。加えて、非電化区間の断面の小さいトンネルでは熱せられた空気が放熱素子（屋根上の黒い部分）に纏わり付き、さらに冷却が上手く行かないという事態まで招いていた。後年、自然通風式を採用したキハ180形には強制通風用ファンが追加されるという（ある種本末転倒な）改造がされている。

纏めると登坂のために機関を酷使しがちであり、かつ走行速度は遅くなる急峻な山岳線区に対し、「大馬力であるが、発熱量過大の機関」と「低速のみならず。中高速域まで機関に過剰な負荷を強いる変速機」、そして「走行速度に効率が左右される冷却装置」を搭載した時点で既に趨勢は決定していたのである（※11）。

一方、平坦路線での運用を考えた時、キハ181系は優秀な性能を有していた。

理由としては下記の要因がある。

時速85 - 120km/h速度域では通風量も十分であり、機関冷却もスムーズに行えるため、オーバーヒートの心配もなく、変速機も直結段に切替わることから機関も本来の性能を発揮可能となる。
大きな代償を払って達成した500PSという大馬力は国鉄時代は元より、JR化後でも十分に通用する速度性能をキハ181系に付与した。一例として国鉄時代の「つばさ」では、上り上野行運用の際に板谷峠にてエンジンカットが発生したにもかかわらず、ダイヤ通りの運行が可能な性能を有していた（ただし、これは他車両機関にシワ寄せが発生した）。
- 国鉄でも指折りの難所である板谷峠（※12）や非電化トンネルの中でも旧い狭隘トンネルが連続、線形も悪い中央本線といった極端な条件でこそ当初の目的を達成できなかったが、国鉄車両のほとんどが釣合速度の低下する25‰程度の勾配ではキハ80系等のDMH17系エンジン搭載車と比べ、圧倒的な時短効果を発揮した。
- JR化後に目を向けると、JR四国では予讃・土讃線最高速度引上げに伴い、「しおかぜ」・「いしづち」・「南風」所要時間大幅引下げを達成。また、JR西日本「はくと」・「いなば」では高規格な智頭急行線をHOT7000系と共に快走、同系列最後の運用箇所となった「はまかぜ」でも最高時速130km/hのJR世代電車に伍して山陽本線を全速力で走破していた。詳説は「はまかぜ」の項に譲るが、この運用は正しくキハ181系がその能力の全てを発揮可能な運用であったといえる（※13）。

また、DML30HS系エンジン変速機問題を残した一方、横軸ツインレバー式マスコン（※14）やそれまでの国鉄標準型であったA動作弁に代わり、摺動部がなく、整備性を高めたダイアフラム式KU弁を備え、電磁給排弁を併用、且つブレーキハンドルをセルフラップ式として応答性を高めたCLE電磁自動空気ブレーキ（※15）採用する等、電車以外の国鉄旅客車・貨車のデファクトスタンダードを確立した新機構も多い。

纏めると、キハ181系設計は当初の目的であった「しなの」や「つばさ」運用といった急峻な山岳線区スピードアップよりも「やくも」や「はまかぜ」等の陰陽連絡線特急運用。そして瀬戸大橋完成直後の本州⇔四国間特急運用といった、比較的平坦な電化⇔非電化区間を電車と変わらない速度で直通走破することに最適な設計であったのである。

前述した通り、「しなの」・「つばさ」運用時の故障が目立ち失敗作の烙印を押されがちであるが、その後は整備技術向上や運用線区見直しもあり、顕著なトラブルもなく、寧ろ四国・山陰地区エースとして長く活躍していたことは覚えておいて欲しい。

当初の要求を満たせなかったという一面だけで失敗作と断じるのは余りに早計といえるであろう。

なお、2000年代(ゼロ年代)前半、Wikipediaに於いて本系列とその動力であるDML30HS系エンジンをコキ下ろしていた人たちは、その対比としてカミンズ製直接噴射式エンジンを絶賛していた。ところが、そのカミンズ製NTA-855-R1（JR形式名“DMF14”）エンジンを装備した名鉄キハ8500系が特急「北アルプス」廃止時に第3セクター・会津鉄道に譲渡されたものの、勾配・急曲線が連続する同社線運用では名鉄時代と比べ、運行速度が低くなり、やはり変速段で連続高回転を強いられた。結果、エンジンを含めたパワートレインのメンテナンスサイクルを縮めてしまい（※16）、あろうことかキハ181系より僅かながら先に引退（※17）したことを付け加えておく。

電気連結器について

当時国鉄では珍しかった電気連結器を密着自動連結器下にぶら下げていたのが本系列の特徴である。

正面から見ればお分かりかと思うが、連結器下に箱の様な物体が吊下げられている。

これが電気連結器であり、キハ181系は国鉄量産型気動車としては電気連結器・自動解放装置を初採用したエポックメーカーであった（※18）。

今でこそキハ110系（JR東日本）やキハ189系（JR西日本）などの様に電気連結器・自動解放装置は気動車界隈においても当たり前の装備となりつつあるが、忘れてはならないのがキハ181系は密着自動連結器・電気連結器を併用しているということである。

電気連結器はその構造上、連結面が相手とピッタリ密着していなければならないため、先述のJR世代気動車を取ってみても基本的には電車とほぼ同じ形状の「密着連結器」と併用されるケースが圧倒的に多い。

これは自動連結器の場合、連結した際にどうしても隙間（「遊間」または「遊び」と呼ばれる）が出来てしまうため、連結面が密着されていないと電気接点が壊れてしまうのである。

また、いかに「密着」自動連結器といえど、最大1.6mm程度の隙間は出来る可能性があること（客車としては全く問題ない間隙であるが）、隙間ほぼ0の調整直後であっても連結に際しナックルが回転するため、「その時多少左右に振れることが接点の頭を破壊するのではないか」と懸念された。

特にこの時までに必要な芯数は膨大となっており、さらに気動車で一般的な反転可能な仕様にすると芯数が3桁を超えた（キハ91系等では168芯あるが、反転前提のため、実際は84×2で線数としては84。これでも十分多い）。密連同様の構造のまま芯の間を広げて頑丈にする、というには接点芯数が多過ぎた。

自動連結器&電気連結器を併用したのは国鉄・名鉄（こちらは電気連結器自体を前後にスライド出来る構造とした）くらいしか採用例がない。

そういった意味でも非常に珍しいものといえる。

…が。

英国では電車・気動車を問わず、このタイプの組合わせは当たり前に使われている。

構成は下の動画を見ると分かりやすい。

（開始後11：28頃）名鉄では片方を可動式として、連結器が掛かってから電気連結器接続を行う形をとり左右のブレを防いでいるが、英国の場合、電気連結器中心にも連結器本体とは左右線対称の向きに位置決め突起があり、左右のズレを防ぐ形としている。そのため、固定式電気連結器を密着自連に直付け等ということが出来たと推測される。それが他国で普及しなかったのは特許制約の可能性がある。

それにしてもそれなりに特殊な構成が当たり前な辺り、英国面に不可能はないのか…?

脚注

※1…主な要因はエンジンについては潤滑不良、変速機については大出力エンジンとの同調が難しく、直結低速・直結高速段切替がスムーズに出来なかった。

※2…キハ181系が投入される山岳線区（中央本線）における夏場走行試験は1967年に始まったばかりであった。

※3…「ひだ」はキハ82形がそのまま続投、「南紀」にも同系が投入された。特に「南紀」は同系最後の運用となった。「ひだ」はともかく、「南紀」はキハ181系にピッタリの条件と思われるが、「南紀」が乗入れる路線（紀勢本線・伊勢鉄道・関西本線）は当時最高速度が100km/h以下区間がほとんどであったことから、キハ82形投入はその兼ね合いの可能性がある。

※4…国鉄当時は瀬戸大橋は未開通。

※5…九州直通は2005年の「いそかぜ」廃止まで。なお、北海道乗入は遂になかった。

※6…この運用で当時JR四国で運行していた特急列車全てに運用実績が付いた。

※7…さらにこのエンジンは戦前設計GMH17型（ガソリン駆動）をディーゼル化したもので、このエンジンが原因となった火災事故の際、当時のJR東日本会長・山下勇氏（三井造船のエンジン屋出身）はその図面を見て「戦前のエンジンじゃないか!まだこんなのを使っていたのか!」と驚愕したという。

※8…キハ66系やキハ183系に採用されたDML30系エンジンは名称上同一系列でも設計は個別に改めており、寸法関係が変わった別物となっている

※9…定格出力は1,600rpm/500PSであるが、変速段使用時には最大2,000rpm/590PSまで引上げられる。当然定格出力を超えた長時間使用は好ましくない。

※10…自動車感覚であると「85km/hまで2速=ローギアで引っ張る」状態。

※11…この後エンジン整備の手順の厳格化、同じDML30系列を搭載するキハ65系やキハ66系の整備経験をフィードバックすることで故障は格段に減少した。

※12…33‰（部分的には38‰)の急勾配が最小半径300mの急カーブを織り交ぜながら22km続き、極め付けに山形新幹線開通前は4駅連続スイッチバックを擁する難所

※13…平坦線（山陽本線）を電車に伍して疾走し、ある程度勾配線（播但線）での表定速度を維持するという、まさにキハ181系のために用意されていたかの様な列車であった。……播但線をある程度、というのはそれこそキハ181系登場後の感覚であり、寺前以遠は最大傾斜こそ25‰程度であったが、終点・和田山まで勾配が連続。蒸気機関車時代は難所とされ、キハ80系ではパワーウェイトレシオ維持のため、2エンジン中間車を減らすことが出来ず、通年6連以上という所謂「ガラガラ長大編成状態」であった。

※14…それまで、運転台はマスコン・ブレーキとも縦軸が主流であったが、自動進段電車ではきめ細かい操作より素早い操作を求められたため、マスコンハンドルを横軸とする車両が主に私鉄電車に出現、国鉄も新幹線 0系で採用した。が、国鉄はSELD電磁直通ブレーキに固執し、101系以降も保安ブレーキとして旧態依然としたブレーキ操作弁を採用し続けたため、ブレーキハンドルは縦軸のままだった。ほぼ同時期に東急 8000系が電気指令式ブレーキを前提としたワンハンドルマスコンを採用、在京私鉄ではデファクトスタンダードとなる一方、現代においてもなお“職人芸”を由とする在阪私鉄やJR西日本では、この横軸ツインレバー式が採用されることが多い。

※15…電磁自動空気ブレーキは従来の自動空気ブレーキと互換性を残しつつ、電磁給排弁を併用して応答性を高めたもので、モハ80系等、私鉄ではHSC、国鉄ではSELDと呼ばれた電磁直通ブレーキへの移行過渡期に採用するケースが多かった。キハ80系のAEブレーキもこの形式であるが、肝心のブレーキ動作弁は戦前に開発されたA動作弁のままで、ブレーキ操作弁も従来のものであった。キハ181系では気動車として初めて最高速度120km/h運行実施、尚且つ運行区間に板谷峠の様な極端な勾配区間が想定されたため、より高い応答性のブレーキが必要とされ、整備性・信頼性向上のため開発された（が、A弁との互換性はある）ダイヤフラム式KU弁を採用したエンジンブレーキ併用CLEブレーキが、セルフラップ式ブレーキ操作弁と共に本格的に採用された。キハ181系登場当時、東北本線上野 - 大宮間は中距離電車・常磐線経由以外の東北・上越・信越方面列車が集中して路線容量は限界に近く、こうした路線ではブレーキの応答性が求められたが、キハ181系のブレーキ力が不足したという評価はない。晩年の「はまかぜ」でも新快速の電車ダイヤに揉まれながらの運用だったが、ここでも同じである

※16…なまじエンジンが高回転に堪えられるため、今度はトルクコンバーターのフルード過熱まで頻発することになった。

※17…『AIZUマウントエクスプレス』の最終運行は2010年5月、『はまかぜ』キハ181系最終運用は同年10月。

※18…なお、試作車も含めるとキハ90系が初