WD615型涡轮增压发动机动力不足故障分析

石少华，宁国良

（中国人民解放军69065部队，新疆库车 842000）

0 引言

WD615系列柴油机属于高强化柴油机，结构特点是1缸1盖，工作可靠，拆卸方便。采用P型喷油泵，喷油压力高。内藏式机油泵具有更高的安全性与稳定性。后置增压器布置较为紧凑，各类机型外观尺寸变化不大。全系六缸直列，具有较高的通用性，方便整车配置。此系列柴油机动力强，扭矩大，具备一定的超负荷能力。然而在实际使用过程中，尤其是在高原地区行驶时，经常出现动力不足问题。

1 理论分析

根据内燃机理论，单位气缸工作容积的输出功率为p=式中ηi为指示热效率，四冲程柴油机的统计范围为0.43～0.50，α为过量空气系数，H为燃料的低热值，l为理论空气量，柴油机约为14.3 kg，τ为冲程数，ηv为充气效率，表征实际换气过程完善程度的参数，ηm为发动机的机械效率，增压四冲程柴油机为0.80～0.92，γ为进气管状态下空气密度，n为发动机转速。在发动机一定的情况下，ηi，τ，ηv，ηm均不变，α为燃烧时空气量和燃料量之比，因此，吸进空气的密度、燃油量、燃油低热值H和发动机转速n的变化是影响发动机功率的关键因素。

2 故障分析及排除方法

2.1 燃油供给系统故障

燃油供给系统是发动机重要组成部分，该系统产生故障将造成燃油供给不足，直接影响发动机的动力，产生故障原因主要有3个方面。

（1）供油不畅。供油不畅常常是因为长时间不保养，柴油滤清器内有杂质堵塞、供油阻力提升造成供油不通畅。工作中发现油箱中有异物或燃油较脏，堵塞吸油管使供油受阻，是没有按要求保养造成的。供油不畅在小负荷工况下动力表现不明显，在大负荷工况下因供油量不足导致发动机动力降低。故障排除方法是更换柴油滤清器，并用干净柴油将油道和油箱清洗干净。

（2）燃油系统进有空气。通常情况下，这类故障常常发生在修理保养后。保养需要拆卸柴油滤清器或管线，再次组装时，若接头封闭不严或滤清器安装密封圈不严很容易导致漏气现象的发生。在小负荷少油量状态下供油足够，而在大油量的状态下因漏气从低压油路进入空气，供油量降低导致发动机动力不足的。观察进油管路中是否有气泡、即可发现此类故障并予以排除。

（3）机械故障。WD615系列柴油机采用PS8500喷油泵，喷油泵总成由喷油泵、调速器、冒烟限制器、输油泵等装置组成，它们既独立，又相互联系，哪个装置出现故障，都会引起发动机动力性问题。输油泵进出油阀关闭不严容易导致低压油路供油不足，引起喷油量降低、发动机动力降低。车辆正常行驶出现发动机冒黑烟、动力不足，拔出喷油器，观察头部是否湿润，湿润说明雾化效果不好，应对喷油泵以及喷油器通过台架实验进行调整或更换。调速器故障可能导致发动机最高转速的改变，发动机转速难以提升造成动力不足，出现车辆重载没劲和游车现象。排查方法是在油泵试验台上测试油泵出油量，并测试调速性能。

2.2 空气供给系统故障

（1）进气不畅。长时间不清理空气滤清器滤芯往往会造成进气阻力提高、进气量降低。因此在使用过程中不能完全参照空滤指示灯提示，必须按期保养空气滤清器。车辆每行驶5000 km/150 h，均应清理空气滤芯，可用＜0.5 MPa的洁净压缩空气从滤芯由内向外吹，清除滤芯上的灰尘。

（2）增压器故障。增压器是影响发动机动力性的关键部件。增压柴油机靠排气压力带动涡轮进而让叶轮处于高速旋转状态（发动机转速2400 r/min时，增压器速度一般在10～13万r/min），向进气管内输送压缩空气，提高气缸内的空气密度，确保发动机运行功率。增压发动机的进气与排气系统应当处于完全密封状态，排气管道与接头若出现漏气现象，排气压力、增压器转速、发动机进气压力降低，将导致发动机动力的降低。

另外，喷油泵上设置冒烟限制器，通过联接进气管与冒烟限制器气管线检测发动机进气压力，控制供油齿杆，实现供油量的自动调整，确保喷油量和空气量能够处于相对合理的状态，当发动机突然加速时，消除增压器滞后效应产生的黑烟。若管线接头漏气，也可导致发动机动力下降。

若增压器烧毁，可导致发动机转速及进气增压压力降低，进气量不够而导致动力下降。增压器前期损坏的明显特点是“排油”，指排气管及进气管内进入机油，排油问题严重则说明增压器接近损坏。WD615型发动机增压器转子轴向和径向间隙应当控制在规定数值内（轴向拉动，间隙＜0.05 mm，径向推动，叶轮与增压器壳体最大间隙＜0.2 mm）。

带增压器的柴油机在实际操作过程中，发动机启动后应怠速运转3～5 min，等机油循环后再加速，尤其是每天第一次启动时必须这样操作。发动机熄火之前也应怠速运转5 min左右，等发动机和增压器转速降低后熄火。熄火之前猛踩油门会影响增压器的使用寿命，原因是熄火之前增压器瞬间提升到高转速，发动机瞬间熄火后机油泵停止工作，增压器在润滑较差的环境下保持高速运转容易出现干磨，导致转子轴和轴承的磨损加剧，尤其是在高温高速环境下，很可能导致转子轴扭断。

2.3 喷油正时不准

发动机喷油正时不准确也可能导致动力降低，排烟会有一定的反映。一般情况下，喷油过早发动机冒黑烟，喷油过晚发动机冒白烟。调节喷油提前角步骤：①拧松空压机后联轴器调节螺栓，转动飞轮，使飞轮上10°线与飞轮壳体刻线“-”对齐；②将喷油泵壳体刻线“-”与联轴器刻线“-”对齐；③拧紧联轴器调节螺栓（WD615系列发动机的喷油提前角为9～11°）。

2.4 发动机本身原因

发动机自身可能出现的故障主要有活塞、缸套早期磨损、活塞环开口对口或发动机拉缸。这些问题在发动机动力不足的状态下还可能出现异声。“拉缸”故障分为冷拉与热拉，发动机冷态状态下紧急加速和加负荷可能出现冷拉缸，这一故障常常出现在冬季冷启动时。热拉缸是发动机过热活塞热膨胀导致。若出现某单缸存在严重拉缸而其他缸没有问题时，通常是单缸的机油喷嘴堵塞，导致此缸无法冷却而出现拉缸。拉缸较为严重的情况下可能出现活塞粘环，甚至导致缸套拉断、破碎等故障的发生。

2.5 燃油品质较低

燃油品质也可能降低发动机的实际动力。汽车柴油机使用十六烷值超过45的柴油，如果不能满足这一要求则很容易出现发动机动力不足的问题。

2.6 调整不到位引起动力不足

（1）排气制动阀没有完全打开，造成排气背压过高造成动力不足，检查调整。

（2）车辆上坡没劲，平路跑没有问题。是整车调整问题，主要查看发动机最高空车转速达到最高，即脚踩油门踏板到底时，油泵手柄有没有达到最大位置。分别踩加速踏板和扳动油泵手柄到最大位置，观察空车转速是否一致，不一致，则调整处理。

（3）动力输出不稳定，有时有动力，有时没有，应该是整车离合器的问题。

（4）若发动机动力没有明显改变，但仪表盘显示的转速处于高速状态，则通常是发电机皮带松弛导致。发动机转速表属于电频率表，是发动机一相火线连接到转速表，对其转速实施检测，通过皮带轮速比换算在仪表上显示发动机转速。皮带松弛后可能导致发动机转速指示存在错误，紧固皮带即可排除，这一故障后可以不判定为动力不足问题。维修需要更换发电机总成，应当确保新发电力皮带轮直径和旧发电机保持一致。

［1］刘永长.内燃机原理［M］.武汉：华中科技大学出版社,2001.