DMF15系エンジン
このため本機関を搭載したキハ40系およびキハ183系は、頑丈だが重い車体や、直結1段で常用速度域の大半において効率の悪い変速段で使用することを強いられる専用液体式変速機の特性面での問題もあいまって、国鉄分割民営化後には明らかに出力不足かつ燃費が悪く不経済な車両と見なされるようになった。
そこで、本系列を搭載する各車を承継したJR各社のうち、元々キハ40系の保有両数がわずか50両程度と少なかった四国旅客鉄道(JR四国)を除く5社では、車両性能向上や燃費の改善を企図してキハ40系について小形・軽量・省燃費を謳い文句とするカミンズ、小松製作所、新潟鐵工所などによる直列6気筒直噴式の大出力エンジンへの換装が広く行われたほか、エンジンはそのままに過給機・燃料噴射ポンプを変更し過給空気量・燃料噴射量を増大させ出力向上を図ったものや、燃料噴射タイミングの変更で燃焼効率を改善する工事を実施したものも一部で出現した。
その一方で、キハ40系の性能が芳しいものではないことから、本来置き換えるべきキハ20系のうち、2機関強力形のキハ52形だけはJR化後も2010年(平成22年)まで運用されることになった。
このような事情から、オリジナルのDMF15HSAをそのまま搭載する車両は国鉄の分割民営化後、急速に減少している。