国鉄の分割民営化を前に、経営基盤が脆弱な北海道向けに国鉄は1986年にキハ54形500番台を開発しました。
軽量ステンレス車体を採用した両運転台車で、車体側面にはステップを装備した片開き扉が2ヶ所設置されています。側引戸は半自動式で、押しボタンによる自動開閉となっています。側窓は酷寒地対策として一段上昇式の二重窓となっています。
台車は廃車発生品のコイルバネ式DT22Fで、枕バネ、軸ばねは防雪カバーで被覆されています。機関は燃料直接噴射式を採用した出力250PSのDMF13HSを2台搭載しています。なお、液体変速機は廃車発生品のTC2A/DF115Aです。
車内はバケット式セミクロスシートとしていますが、急行「礼文」「大雪」用車両は廃車発生品の転換クロスシートとしています。また、和式トイレが1カ所設置されています。
国鉄の分割民営化後、JR北海道はワンマン化改造を実施し、半自動押しボタンが廃止され、代わりに車外放送用スピーカが取り付けられました。また、トイレが洋式に変更されるとともに汚物処理装置が取り付けられました。
1998年にはクロスシートが転換クロスシート、あるいはリクライニングシートに取り替えられました。
2002年には、台車がボルスタレス空気バネ台車N-DT54に更新され、動軸には砂撒装置が取り付けられました。液体変速機も直結2段式のN-DW54に交換されました。
2007年には出入口付近の混雑対策として、一部のクロスシートをロングシートにする改造工事が実施されました。
キハ54形500番台は、現在、JR北海道の非電化区間のローカル輸送に使用されています。
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