WD615型柴油发动机功率下降的故障分析

WD615型柴油发动机功率下降的故障分析
WD615型柴油发动机功率下降的故障分析
WD615型柴油发动机功率下降的故障分析
摘要：本文是根据某船WD615柴油机配气系统、燃油系统等的组成与工作原理。

对柴油机功率下降的故障进行分析、检修，从而总结排除故障的方法。

关键词：船舶柴油机、进气、供油、排气、故障排除。

柴油发动机功率下降，俗称发动机工作无力，是一种综合性的故障。

这一故障的出现，会导致发动机油耗增多和污染排放物的加重；同时发动机功率下降就意味着船舶航速和船舶经济性的下降，这直接制约着船队“节能”、“降耗”、“减排”经济指标的增长。

造成这一故障的原因是多方面的，所以比较难以诊断。

现以某船船的辅机WD615柴油发动机为例，以影响发动机供油、供气等因素着手分析发动机功率下降的原因，并将其中的部分原因提出诊断方法和处理方法。

某船的辅机为WD615柴油发动机，额定功率110KW，额定转速
1500r/min。

1、进气不畅
（1）空气滤芯故障导致的进气不畅
空气滤芯需要经常检查、清理；尤其内部的安全滤芯，要严格按要求定期更换。

这种故障，只要及时检查、更换，就可排除。

（2）增压器进气胶管堵塞导致的进气不畅
增压器进气胶管老化后，其内层胶皮脱落，容易堵塞气管路。

应在一定时期内对进气胶管进行检查，发现内层老化应及时更换。

（3）增压器故障
WD615机型配用的是废气涡轮增压器，当增压器涡轮叶片卡死或涡轮连接轴断裂后，就会减少进入发动机的空气量。

这一故障发生时，会伴随着增压器声音异常或从增压器后端窜出机油。

但增压器修理后使用效果不理想，只有通过更换新增压器来排除故障。

（4）增压器至进气歧管间有泄露
增压器至发动机进气歧管间接头较多，如果接头断开或者连接管破裂，就会减小增压器的增压压力，从而减少进气量。

（5）气门密封不严这种现象有一下几种可能：一是气门导管与气门配合间隙大造成气门落座不准；二是气门座圈破裂；三是气门座圈脱落；四是气门与气门座圈结合面上有异物等。

这一故障伴随着发动机异响，尤其打开发动机进气管听时，声音明显加剧。

故障诊断时，对第一种可能情况要经过测量来确诊；对后几种情况肉眼就能确诊。

（6）发动机配气相位故障
发动机配气相位不准，会直接造成进入发动机燃烧室内的空气量减少。

日常工作中，如果正时齿轮装配记号不对、气门间隙调整不良等都会影响配气相位的准确。

尤其是正时齿轮轴或曲轴有前后窜动量时影响更明显。

判断曲轴是否有轴向窜动量需要拆下油底壳检查；而判断中间齿轮和凸轮轴齿轮是否有轴向窜动量可拆下齿轮室前端的压盖检查。

2、供油故障（1）供油不足
单位时间内碰入燃烧室的燃油小于额定供油量即造成供油不足。

造成供油不足的故障主要有：
a、供油管路进气。

主要是指日用油柜到输油泵这一段油路，表现为管接头密封不良、油管有缝隙或者是输油泵的泵体密封不良。

这种故障最好的诊断办法是在输油管路上接上一段透明的胶管，透明的胶管能直接反映出油管路总是否有空气泡。

b、低压油路供油不足。

表现为油水分离器或者燃油滤清器滤芯太脏、油管路被赃物堵塞、输油泵内的两个单向阀密封不良或者设在日用油柜内的滤网堵塞等。

认真细致的检查是解决这一故障的唯一办法。

c、溢流阀密封不良。

溢流阀是用来将高压泵内过多的低压燃油放流回油箱的开关，但如果该溢流阀密封不良，高压泵
内形不成足够的低压时，就会造成进入高压油路的油量不足，严重时则发动机不能启动。

诊断这种故障时可将溢流阀卸下作气密性检查。

d、高压泵故障。

如果上述几种情况均不存在，可怀疑高压泵故障，高压泵需经调校才能排除故障。

（2）供油或喷油提前角不正
供油或喷油提前角不正可分为以下几种情况；a、供油提前角调整错误。

b、供油提前角变化。

高压泵的驱动力来自曲轴正时齿轮，具体传递路线为：曲轴正时齿轮中间惰轮高压泵驱动齿轮高压泵驱动轴连接块联轴器高压泵。

传递过程中若出现连接部位松就会导致供油提前角延迟。

高压泵提前器失效也会导致这种故障。

c、正时齿轮和中间惰轮存在轴向窜动量影响供油提前角。

原理与轴向窜动量影响配气相位相同，诊断时也需要打开齿轮室前盖检查。

d、喷油器喷油压力调整不标准。

喷油器喷油压力调整的高与低就会导致喷油器喷油时间的迟后与提前，从而影响喷油正时。

（3）冒烟限制器失效
高压泵内的冒烟限制器通过一根气管与发动机进气歧管相通，它能根据进气歧管中空气压力的变化改变燃油供应量，达到限制发动机冒烟的目的。

如果冒烟限制器失效或者连接管路
不通就会导致这部分供油量减少。

可通过拆开高压泵冒烟限制器侧面的压盖来检查诊断。

（4）喷油器雾化不良
a、喷油器故障。

如喷油器偶件磨损、喷油压力调整不当等。

可通过更换偶件、调校喷油器来排除。

b、高压泵故障。

如柱塞偶件磨损，单缸供油压力不足，出油阀密封不良等。

c、镶在喷油器孔的铜套前端过长，罩住了喷油器喷嘴喷出的高压油雾，这一故障，在更换新铜套后才发生。

3、排气不畅
排气不畅会影响发动机燃烧室内废气的排出，进而减少下一个工作循环的进气量，这样就降低了发动机的输出功率。

发动机排气不畅有两种可能：
（1）发动机排气管路堵塞。

比较常见的如废气制动装失效后堵塞、涡轮增压器损坏、消声器内铁锈堵塞等。

处理办法是分别检查，逐项排除。

（2）发动机配气相位延迟。

延迟配气相位就减少废气排出的时间，从而减少了废气排出量。

4、发动机曲轴箱副压过大
发动机曲轴箱副压过大，会减少燃烧室内高压燃气传到活塞上的有效压力，也就是说，副压的大小直接影响发动机输出功率的大小。

故障发生时，常伴随着机油从加机油口、机油标
尺和高压泵接卸加浓杆处向外渗漏。

这种故障的原因除了常见的活塞环或者汽缸套故障外，还有可能是废气回收管路堵塞。

5、结语
发动机功率下降是一种综合性的故障，故障诊断比较复杂。

工作中，实际诊断时，应从多方面考虑，从分析故障部位的结构、原理出发，借鉴以往的经验而又不局限于以往的经验，仔细检查、判断，以确保故障诊断的正确性。

以上故障分析的撰写，得到某船组的领导和师傅们的大力支持，他们都有着柴油机故障排查维修方面的许多宝贵经验，我通过平时工作上碰到的问题及时查阅大量相关的资料、做笔记和总结他们的经验，经过整理写出来，希望能对船队的船只故障排查及修理有所帮助。

赵飞
20__.06.05
参考资料：《WD615系列柴油机使用说明书》四川柴油机厂《船舶柴油机维修》上海交通出版社《船舶柴油机》武汉船舶职业技术学院
扩展阅读：WD615柴油机故障诊断与排除
WD615柴油机故障诊断与排除
第一节柴油机不能顺利起动
一、柴油机可正常转动，但无爆发声，排气口无烟；1、油箱无油或开关未打开；
2、停车手柄在停车位置或油门没在起动位置；
3、燃油低压油路中有空气或堵塞；
4、输油泵不工作；
5、喷油器不喷油；
6、高压油泵不供油等；
针对以上故障采用相应措施排除。

二、柴油机排气口少量排烟或大量冒白烟不能起动；1、检查空滤器及连接胶管是否堵塞或吸瘪，检查排气制动阀是否处于完全开启状态；
2、检查低压油管溢流阀密封情况；
3、检查供油提前角是否过迟；
4、检查气门间隙是否在要求范围内；
5、柴油中含有大量水分或柴滤器内水分过多；
6、检查喷油器开启压力和雾化情况；
7、检查高压油泵调速器；
8、检查气缸压力；
针对以上故障采用相应措施排除。

第二节柴油机运行中突然熄火
一、运行中渐渐无力，缓慢熄火；
1、燃油箱内燃油是否用尽，通气孔是否畅通；
2、检查低压油路是否供油不畅或进入空气；
二、运行中突然熄火；
1、检查高压油泵与传动轴的联结是否可靠；
2、弹性连接片是否破裂；
3、检查柴油机曲轴的转动情况；
4、检查高压油泵是否断轴、滚键；针对以上故障采用相应措施排除。

第三节柴油机转速不稳定，游车
1、燃油低压管路有空气；
2、调速器内部机油太多，或太稠；
3、高压油泵供油拉杆，齿圈与齿条之间运动不灵活；
4、调速器调节弹簧失效，或各铰接部位磨损或发卡；针对以上故障采用相应措施排除。

第四节柴油机工作无力
一、柴油机运转平稳，排烟少，无高速；
1、主机操纵机构不能将柴油机油门推拉到位；
2、燃油系统低压油路供油不畅；
3、冒烟限制器故障；
4、喷油器密封不严，有泄漏；
5、高压油泵柱塞偶件磨损，出油阀密封不严等；针对以上故障采用相应措施排除。

二、机器运转不均匀、无力、但排烟正常；
1、高压油管破裂或漏油；
2、个别缸的喷油器针阀卡死，喷孔堵塞；
3、对于P3000高压油泵，出油阀工作不良；
4、高压油泵柱塞弹簧折断；针对以上故障采用相应措施排除。

三、机器无力，冒黑烟；
1、燃油质量差；
2、空气滤清器阻塞，进排气道不畅或泄漏；
3、供油提前角太小；
4、气门间隙不符合要求，过大会使气门晚开早关，造成进
气不足；
5、喷油器雾化不良；
6、冒烟限制器失效；
7、增压器工作不良；
8、高压油泵工作状态不良；
9、气缸压力不足；针对以上故障采用相应措施排除。

四、起动后冒蓝烟，提速后冒灰色烟且无力；
一般原因是气缸、活塞和活塞环磨损严重或活塞环对口或活塞环在环槽内卡滞，造成起动低速时机油窜入燃烧室被烧掉，高速时燃烧不良导致功率下降所致；针对以上故障采用相应措施排除。

五、机器冒白烟，工作无力；
可从以下几方面检查：
1、若机器一直冒水气白烟，应检查柴油中是否有水；气缸
垫是否冲坏；缸盖是否漏水；空气中冷器是否漏水；
2、若机器起动后冒白烟，提速后冒白烟且工作无力，应考
虑气缸压缩压力不足；
针对以上故障采用相应措施排除。

第五节柴油机异响
柴油机异响根据声音的来源可分为着火敲击声和机件撞
击声。

着火敲击声由非正常燃烧引起，机件撞击声因零件配合失常而造成。

一、着火敲击声和机件撞击声的区分
1、观察机器排烟情况判断，排烟大，一般伴随的是着火敲
击声；排烟正常或很很小，伴随的是机件撞击声。

2、将油门踩到最大位置后，急减到怠速位置，在此过程中，
异响声音明显减弱或消失，是着火敲击声；否则是机件撞击声。

3、采用停缸法，一般着火敲击声消失或减弱。

二、着火敲击声的诊断与排除
1、若声音均匀，说明各缸工作情况差别不大，应检查柴油
牌号和供油提前角。

2、若声音不均匀，说明各缸工作情况不一致，可采取以下办法判断和排除故障。

A、用断缸法判断是否喷油器故障，可将喷油器对调，
若异响部位发生变化，说明喷油器有故障。

B、检查高压油泵各缸供油量均匀性，若不一致需调整。

三、机件撞击声的诊断与排除
首先用听诊法确定异响部位，如气缸盖、气缸体、齿轮室、
增压器等，再根据声音确定故障部位。

1、异响在气缸盖部位；
A、检查气门弹簧是否断裂，断裂后发出“嚓、嚓”的
声音，应更换；
B、机器发出“啪、啪”有节奏的声音，应判断是否气
门响，可调整气门间隙；
C、气门座圈或气门破裂，有明显杂音伴随大量黑烟，应及时停车检查维修；
2、异响在气缸体部位；
A、在凸轮轴部位，声音发闷，有节奏并伴有震动，是凸轮轴敲击声；
B、机器发出“铛、铛”的敲缸声，冷车时最明显，一
般是活塞敲缸，可用停缸法判断；冬季机器刚起动时，有时也会发出敲缸声，随温度升高后消失，可不必理会；
C、机器发出“夸、夸”的声音，从怠速到中速时声响
最明显，防出机油时可发现黄色金属粉末，说明连杆小头衬套磨损，可根据情况维修或更换相应部件；D、机器声音发出的声音较闷，中速时最明显，防出机
油时可发现白色金属粉末，应检查连杆大头，视情况维修或更换相应配件；
E、机器发出的声音沉闷甚至抖动，突然加速时最明显，
放机油时可见白色金属粉末，应检查曲轴主轴承；
视情况维修或更换相应配件；
3、机器齿轮室部位发出异响；
齿轮室发出异响，一般是传动系统的齿轮出现故障，松
开机油加注口的堵盖，若能听到明显的“哗、哗”声，说明齿轮间隙过大；若听到“哽、哽”的声音，说明齿轮的个别齿损坏，产生撞击。

4、增压器发出异响；
柴油机运行较长时间后，增压器压气机壳和涡轮壳太
脏，流道堵塞，增压器发出尖锐的叫声，应进行清洗和保养。

若轴承、压气机叶轮或涡轮有损坏，应修理或更换。

紧；
B、空压机进排气阀片松脱，会发出啪啪声，应检查维
5、空压机部位有异响；
A、缸体螺栓或缸盖螺栓或空压机固定螺栓松动，需拧
修空压机气缸盖；
C、空压机主轴径与轴瓦、连杆轴径与轴瓦、连杆小头
销孔与活塞销间隙过大或磨损，放机油可见白色金属粉末，应拆检，修复或更换；第六节机油压力低
机油压力低大致可从机油本身和机油供给方面查找原因，在拆检零部件前，首先检查传感器及仪表是否失灵。

其主要原因如下：
一、WD615柴油机
1、柴油机外部管路破裂；
2、油底壳内机油少，吸入空气；
3、传感器仪表反映失真；
4、机油滤清器太脏，阻塞；
5、机油本身问题，如变质、牌号不对、机油中有水或柴油；
6、集滤器、油管接头、垫片破裂漏气；
7、主油道限压阀或机油泵限压阀失效，关闭不严；8、机油泵磨损；
视情况维修或更换相应配件。

二、226B柴油机
1、首先排除机油滤清器是否堵塞,需更换.
2、检查机滤座单向阀是否有异物未复位.(此阀在机滤座下方,
开启压力540750kpa.)
3、检查机油冷却器是否进入铁削,胶等异物而堵塞.(可更换试
验)见下图。

4、检查机体喷嘴单向阀是否有异物不能复位.(此阀在机体喷
嘴二缸处,开启压力150kpa.作用润滑活塞和缸套及连杆小端等)见下图。

5、检查连杆和主轴瓦是否磨损,机油泵是否泄露,或有其他泄
漏的地方。

第七节柴油机水温高
水温正常的柴油机需要柴油机水泵、风扇及热交换器之间良好可靠的配套。

其中任何一个环节出现问题，都会导致水温异常。

主要原因如下：
1、柴油机缺冷却水；
2、水泵、风扇或生水泵传动皮带太松，导致水量不足；
3、节温器有故障，柴油机始终处在小循环状态；
4、散热器或热交换器表面污垢太多，发电机组水箱散热器
安装不当，散热效率下降；
5、连接管路松脱，有空气；
6、仪表反映失真；
7、散热器或热交换器冷却管路堵塞；8、船机用生水泵进水不足；9、柴油机水泵有故障；视情况维修或更换相应配件。

第八节柴油机不正常磨损
柴油机正常运转需要零部件之间合适的配合间隙。

柴油机不正常磨损，将破坏各种正常配合间隙，引起柴油机多种故障。

引起柴油机不正常磨损的部位、原因及故障的特征表现是多种多样的，其原因有以下几方面：1、用户使用方面的问题；
A、柴油机长时间怠速或经常紧急停车；
B、柴油机长期在过冷状态下运转；
C、柴油机使用排气制动而不切断油供油；
D、柴油机三滤（柴油滤、机油滤、空气滤）保养不及时导致失效；
2、其他方面的原因；A、燃油不合格；
B、机油变质或进入水或柴油；
C、机油压力低；
D、进气系统有短路；视情况维修或更换相应零部件。

第九节柴油机进排管有油
柴油机进排管有油，是非正常泄漏引起的，应明确区分是
柴油还是机油对迅速排除故障很有利，可采用嗅、摸等办法区别；故障原因主要有以下几方面：
1、进气管有柴油，一般是火焰预热装置有问题；
2、进气管有机油，可能是增压器漏油或是油器分离器出气管接到增压器进气管上或是油气分离器堵塞使机油通过增压器进入进气管；
3、排气管有柴油，一般是喷油器有故障；
4、排气管中有机油，可能是：A、气门密封套失效；
B、活塞环和缸套磨损严重；
C、增压器漏油；
D、柴油机长时间低速运转或在冬季；
视情况维修或更换相应零部件。

第十节柴油机窜机油
柴油机窜机油的原因主要有以下几方面：1、检查机油加注量，过多应放出；
2、检查油气分离器及连接橡胶管，如打折、堵塞、太脏，应清洗干净；
3、检查增压器，若增压器漏油或轴承间隙大；
4、活塞与缸套密封不良；视情况维修或更换相应零部件。

第十一节柴油机机油消耗量大
柴油机机油消耗增多，可从机油的非正常磨损上查找原
因；其原因如下：
1、检查机油牌号是否符合要求及机油情况；
2、检查柴油机外部机油管路是否有渗漏现象；
3检查机油加注量，不能超过油尺刻度上限
4、检查油气分离器是否堵塞，导致曲轴箱内压力高；
5、检查空压机进气管是否堵塞或打折，使机油窜入压缩机活塞上部；
6、检查气门杆密封套是否失效；
7、检查增压器是否漏油；
8、检查空压机活塞环是否对口或活塞环、缸套是否磨损失效；
9、检查柴油机活塞环是否对口或活塞环、缸套是否磨损失效；
10、检查气缸套、缸套底孔的不圆度；11、装配方面是否存在问题；视情况维修或更换相应零部件。

第十二节柴油机燃油消耗量增加
柴油机燃油消耗量增加，除正常泄漏外，与柴油机燃烧
不良也有很大关系，如冒黑烟，工作无力等，祥见以上章节；下面仅就非正常泄漏进行分析：
1、检查加注燃油的牌号是否合乎要求；
2、检查燃油的各联结管路是否有松脱，漏油；
3、检查火焰预热起动系统的电磁阀是否失效；
4、检查输油泵是否内漏；
5、检查高压油泵是否内漏；视情况维修或更换相应零部件。

第十三节柴油机机油液面升高
机油液面升高，不是进入水就是进入柴油，其原因如下：1、柴油进入机油内，主要是高压油泵内漏或从燃烧室漏入油底；
A、检查检查火焰预热起动系统的电磁阀是否失效；
B、检查喷油器雾化情况，有漏油或针阀关闭不严的要进一步找出原因或更换喷油嘴；
C、检查输油泵是否内漏；
D、检查高压油泵是否内漏；
2、水进入机油内，主要从以下几方面检查；
A、检查柴油机内部碗型塞是否锈蚀或密封不良；
B、检查空压机气缸盖是否有裂纹；
C、检查气缸垫是否冲破或气缸盖是否有裂纹，可进行打压试验；
D、机体与齿轮室贴合面密封不良或机体有砂眼或裂纹；拆下油底壳后，可进行打压试验；视情况维修或更换相应零部件。

第十四节柴油机排烟不正常
柴油机的排烟是表征燃烧情况好坏的重要方面，排烟不
正常，说明柴油机燃烧有问题。

1、冒黑烟说明柴油机燃烧不好，应从进排气系统和燃油系统及调整方面查找原因；
2、冒蓝烟说明是烧机油，应从机油如何进入燃烧室方面查找原因，见本章第十一节《机油消耗高》；
3、冒白烟分两种情况A、持续的灰白烟是燃油中有水，检查燃油及过滤器；
B、起动时冒白烟一般是没有燃烧雾化的柴油微小油滴，从查找压缩压力低或压缩温度低方面查找原因；
第十五节柴油机油水混合
油水混合可分为水中有机油和机油中有水两种：
1、冷却水中有机油；
A、检查机油冷却器是否损坏或泄漏，方法是放尽冷却水，拆下机油冷却器盖，柴油机怠速运转，观察机油冷却器是否有漏油或渗漏现象；
B、检查机体油道内是否有砂眼或裂纹；2、机油中有水；
A、检查柴油机内部碗型塞是否锈蚀或密封不良；
B、检查空压机气缸盖是否有裂纹；
C、检查气缸垫是否冲破或气缸盖是否有裂纹，可进行打压试验；
D、机体与齿轮室贴合面密封不良或机体有砂眼或裂纹；拆下油底壳后，可进行打压试验；视情况维修或更换相应零部件。

第十六节柴油机压缩压力不足
压缩压力不足，将导致功率不足、起动困难等故障。

其
原因可从燃烧室密封件密封不严查找原因。

1、气门密封不严；2、气缸垫片破，密封不严；3、缸套、活塞磨损或活塞环对口；
视情况维修或更换相应零部件。

第十七节空压机不打气
空压机不打气除对空压机进行检查外，应同时检查主机
制动系统的气路，特别是卸荷阀是否失效。

1、检查主机制动系统的气路，特别是卸荷阀是否失效；
2、检查空压机进排气阀是否失效或密封不严。

可用手触摸进气口，如温度较高，有轻微气流回流，说明进排气阀漏气；
3、检查空压机盖上有裂纹导致缸垫冲坏、漏气；
4、检查空压机齿轮压紧螺母是否松动；
5、检查活塞环与缸套的磨损情况，空压机断轴常常导致空压机不打气；
视情况维修或更换相应零部件。

第十八节水箱返水
水箱返水有多种原因造成，根据故障特征分析原因。

1、柴油机在平稳运行或加速时工作正常，而在减速时，冷却水从水箱中溢出。

这种情况大多数是由于水箱堵塞或下水管的水流不畅引起；
2、空压机气压升到一定程度后出现返水，并随着气压升高程度加剧，如将空压机回水管与柴油机断开，返水现象消失，可判断为空压机缸盖裂纹；
3、柴油机起动后就有大量的水从水箱口溢出，同时伴有大量气体，可判断为缸盖螺栓松动造成缸垫漏气或是缸盖有问题；
4、柴油机起动后不久，水箱口开始有水喷出，同时可能有大量的热蒸汽的现象，可参照《柴油机水温高》；
5、起动柴油机后，温度急剧升高，大量冷却水从水箱中喷出，同时柴油机无力、排烟不正常。

这种情况是由于机器点火时间过晚造成；
视情况调整、维修或更换相应零部件。

第十九节起动机常见故障
起动机故障一般分为两类：一是不转或转动无力；二是空转。

1、起动机不转或转得很慢、无力，不能起动，可从蓄电池、起动机、电磁开关、系统电路、起动机内部查找：A、蓄电池：
a、蓄电池本身无电；
b、电池接线柱连接螺栓松动或接线柱表面氧化物太
多或连接线短裂；
c、电池容量不够；。