WD615型渦輪增壓發動機動力不足故障分析

石少華，寧國良

（中國人民解放軍69065部隊，新疆庫車 842000）

0 引言

WD615系列柴油機屬于高強化柴油機，結構特點是1缸1蓋，工作可靠，拆卸方便。采用P型噴油泵，噴油壓力高。內藏式機油泵具有更高的安全性與穩定性。后置增壓器布置較為緊湊，各類機型外觀尺寸變化不大。全系六缸直列，具有較高的通用性，方便整車配置。此系列柴油機動力強，扭矩大，具備一定的超負荷能力。然而在實際使用過程中，尤其是在高原地區行駛時，經常出現動力不足問題。

1 理論分析

根據內燃機理論，單位氣缸工作容積的輸出功率為p=式中ηi為指示熱效率，四沖程柴油機的統計范圍為0.43～0.50，α為過量空氣系數，H為燃料的低熱值，l為理論空氣量，柴油機約為14.3 kg，τ為沖程數，ηv為充氣效率，表征實際換氣過程完善程度的參數，ηm為發動機的機械效率，增壓四沖程柴油機為0.80～0.92，γ為進氣管狀態下空氣密度，n為發動機轉速。在發動機一定的情況下，ηi，τ，ηv，ηm均不變，α為燃燒時空氣量和燃料量之比，因此，吸進空氣的密度、燃油量、燃油低熱值H和發動機轉速n的變化是影響發動機功率的關鍵因素。

2 故障分析及排除方法

2.1 燃油供給系統故障

燃油供給系統是發動機重要組成部分，該系統產生故障將造成燃油供給不足，直接影響發動機的動力，產生故障原因主要有3個方面。

（1）供油不暢。供油不暢常常是因為長時間不保養，柴油濾清器內有雜質堵塞、供油阻力提升造成供油不通暢。工作中發現油箱中有異物或燃油較臟，堵塞吸油管使供油受阻，是沒有按要求保養造成的。供油不暢在小負荷工況下動力表現不明顯，在大負荷工況下因供油量不足導致發動機動力降低。故障排除方法是更換柴油濾清器，并用干凈柴油將油道和油箱清洗干凈。

（2）燃油系統進有空氣。通常情況下，這類故障常常發生在修理保養后。保養需要拆卸柴油濾清器或管線，再次組裝時，若接頭封閉不嚴或濾清器安裝密封圈不嚴很容易導致漏氣現象的發生。在小負荷少油量狀態下供油足夠，而在大油量的狀態下因漏氣從低壓油路進入空氣，供油量降低導致發動機動力不足的。觀察進油管路中是否有氣泡、即可發現此類故障并予以排除。

（3）機械故障。WD615系列柴油機采用PS8500噴油泵，噴油泵總成由噴油泵、調速器、冒煙限制器、輸油泵等裝置組成，它們既獨立，又相互聯系，哪個裝置出現故障，都會引起發動機動力性問題。輸油泵進出油閥關閉不嚴容易導致低壓油路供油不足，引起噴油量降低、發動機動力降低。車輛正常行駛出現發動機冒黑煙、動力不足，拔出噴油器，觀察頭部是否濕潤，濕潤說明霧化效果不好，應對噴油泵以及噴油器通過臺架實驗進行調整或更換。調速器故障可能導致發動機最高轉速的改變，發動機轉速難以提升造成動力不足，出現車輛重載沒勁和游車現象。排查方法是在油泵試驗臺上測試油泵出油量，并測試調速性能。

2.2 空氣供給系統故障

（1）進氣不暢。長時間不清理空氣濾清器濾芯往往會造成進氣阻力提高、進氣量降低。因此在使用過程中不能完全參照空濾指示燈提示，必須按期保養空氣濾清器。車輛每行駛5000 km/150 h，均應清理空氣濾芯，可用＜0.5 MPa的潔凈壓縮空氣從濾芯由內向外吹，清除濾芯上的灰塵。

（2）增壓器故障。增壓器是影響發動機動力性的關鍵部件。增壓柴油機靠排氣壓力帶動渦輪進而讓葉輪處于高速旋轉狀態（發動機轉速2400 r/min時，增壓器速度一般在10～13萬r/min），向進氣管內輸送壓縮空氣，提高氣缸內的空氣密度，確保發動機運行功率。增壓發動機的進氣與排氣系統應當處于完全密封狀態，排氣管道與接頭若出現漏氣現象，排氣壓力、增壓器轉速、發動機進氣壓力降低，將導致發動機動力的降低。

另外，噴油泵上設置冒煙限制器，通過聯接進氣管與冒煙限制器氣管線檢測發動機進氣壓力，控制供油齒桿，實現供油量的自動調整，確保噴油量和空氣量能夠處于相對合理的狀態，當發動機突然加速時，消除增壓器滯后效應產生的黑煙。若管線接頭漏氣，也可導致發動機動力下降。

若增壓器燒毀，可導致發動機轉速及進氣增壓壓力降低，進氣量不夠而導致動力下降。增壓器前期損壞的明顯特點是“排油”，指排氣管及進氣管內進入機油，排油問題嚴重則說明增壓器接近損壞。WD615型發動機增壓器轉子軸向和徑向間隙應當控制在規定數值內（軸向拉動，間隙＜0.05 mm，徑向推動，葉輪與增壓器殼體最大間隙＜0.2 mm）。

帶增壓器的柴油機在實際操作過程中，發動機啟動后應怠速運轉3～5 min，等機油循環后再加速，尤其是每天第一次啟動時必須這樣操作。發動機熄火之前也應怠速運轉5 min左右，等發動機和增壓器轉速降低后熄火。熄火之前猛踩油門會影響增壓器的使用壽命，原因是熄火之前增壓器瞬間提升到高轉速，發動機瞬間熄火后機油泵停止工作，增壓器在潤滑較差的環境下保持高速運轉容易出現干磨，導致轉子軸和軸承的磨損加劇，尤其是在高溫高速環境下，很可能導致轉子軸扭斷。

2.3 噴油正時不準

發動機噴油正時不準確也可能導致動力降低，排煙會有一定的反映。一般情況下，噴油過早發動機冒黑煙，噴油過晚發動機冒白煙。調節噴油提前角步驟：①擰松空壓機后聯軸器調節螺栓，轉動飛輪，使飛輪上10°線與飛輪殼體刻線“-”對齊；②將噴油泵殼體刻線“-”與聯軸器刻線“-”對齊；③擰緊聯軸器調節螺栓（WD615系列發動機的噴油提前角為9～11°）。

2.4 發動機本身原因

發動機自身可能出現的故障主要有活塞、缸套早期磨損、活塞環開口對口或發動機拉缸。這些問題在發動機動力不足的狀態下還可能出現異聲。“拉缸”故障分為冷拉與熱拉，發動機冷態狀態下緊急加速和加負荷可能出現冷拉缸，這一故障常常出現在冬季冷啟動時。熱拉缸是發動機過熱活塞熱膨脹導致。若出現某單缸存在嚴重拉缸而其他缸沒有問題時，通常是單缸的機油噴嘴堵塞，導致此缸無法冷卻而出現拉缸。拉缸較為嚴重的情況下可能出現活塞粘環，甚至導致缸套拉斷、破碎等故障的發生。

2.5 燃油品質較低

燃油品質也可能降低發動機的實際動力。汽車柴油機使用十六烷值超過45的柴油，如果不能滿足這一要求則很容易出現發動機動力不足的問題。

2.6 調整不到位引起動力不足

（1）排氣制動閥沒有完全打開，造成排氣背壓過高造成動力不足，檢查調整。

（2）車輛上坡沒勁，平路跑沒有問題。是整車調整問題，主要查看發動機最高空車轉速達到最高，即腳踩油門踏板到底時，油泵手柄有沒有達到最大位置。分別踩加速踏板和扳動油泵手柄到最大位置，觀察空車轉速是否一致，不一致，則調整處理。

（3）動力輸出不穩定，有時有動力，有時沒有，應該是整車離合器的問題。

（4）若發動機動力沒有明顯改變，但儀表盤顯示的轉速處于高速狀態，則通常是發電機皮帶松弛導致。發動機轉速表屬于電頻率表，是發動機一相火線連接到轉速表，對其轉速實施檢測，通過皮帶輪速比換算在儀表上顯示發動機轉速。皮帶松弛后可能導致發動機轉速指示存在錯誤，緊固皮帶即可排除，這一故障后可以不判定為動力不足問題。維修需要更換發電機總成，應當確保新發電力皮帶輪直徑和舊發電機保持一致。

［1］劉永長.內燃機原理［M］.武漢：華中科技大學出版社,2001.