柴油机在运行中出现机械故障，轻则造成基础件损坏，重则导致重大机械事故的发生。通常情况下，柴油机发生故障前，其转速、声音、排气、水温、机油压力等方面会表现出某种异常迹象，即故障预兆特征。所以操作人员应根据预兆的特征迅速做出正确判断，果断采取措施，避免事故发生。
1.“飞车”故障预兆特征“飞车”前，柴油机一般都会出现冒蓝烟、烧机油或转速不稳现象。
处理措施：一是关油门停止供油，并踏下制动器；二是堵塞进气管，切断空气的进入；三是迅速松开高压油管停止供油；四是车用柴油机行走中可用高挡重负荷（制动），使发动机因扭气不足而熄火。
2.粘缸故障预兆特征粘缸一般在柴油机严重缺水的情况下发生，粘缸前发动机运转无力，水温表指示超过100℃，往机体上滴几滴冷水，有“嘶嘶”的响声，并冒白烟，水滴很快蒸发。
处理措施：怠速运转一段时间或熄火摇转曲轴帮助冷却，使水温降至40℃左右，再缓慢加入冷却水。注意不要立即加冷却水，否则会导致机件因局部温度突然下降过快而变形或产生裂纹。
3.捣缸故障预兆特征捣缸属破坏性较大的机械故障，除气门落缸引起捣缸外，大多是由于连杆螺栓松退引起的，连杆螺栓松退或拉伸后，连杆轴承配合间隙增大，这时在曲轴箱部位可听到“嗒嗒”的敲击声，敲击声由小变大，最后连杆螺栓完全脱落或折断，连杆及轴承盖甩出，打破机体及有关零件。处理措施：立即停机检修，更换新件。
4.烧瓦故障预兆特征柴油机工作中转速突然降低，负荷加重，发动机冒黑烟，机油压力下降，曲轴箱内发生“唧唧”的干摩擦声。处理措施：立即停机，拆盖检查连杆轴瓦，查明原因，维修更换。
5.断轴故障预兆特征当柴油机曲轴轴颈轴肩处因疲劳产生隐性裂纹时，故障征兆尚不明显，随着裂纹的扩大加重，发动机曲轴箱内发生沉闷的敲击声，转速变化时敲击声加重，发动机冒黑烟，不久，敲击声逐渐增大，发动机产生抖动，曲轴断裂，随即熄火。
处理措施：发现预兆立即停机检查，发现裂纹应及时更换曲轴。
6.拉缸故障的前兆特征排气管严重冒黑烟而突然熄火，曲轴不能转动。此时不能再启动柴油机进行工作，而应查明原因并加以排除。
处理措施：
（1）早期发现拉缸时应首先加大气缸滑油注油量。如过热现象没有改变，可采取单缸停油、降低转速、加快活塞冷却等措施，直到过热消除为止。（2）当发现拉缸时，必须迅速降低转速，然后停车。继续增加活塞冷却，同时进行盘车。（3）如因活塞咬死而不能盘车时，可待活塞冷却一段时间后，再行盘车使之活动。
（4）当活塞咬死的情况比较严重时，可向气缸内注入煤油，待活塞冷却后撬动飞轮或盘车。
（5）吊缸检查时，应将活塞与缸套表面上的拉缸痕迹用油石仔细磨平。损坏的活塞环必须换新。若活塞和缸套损坏严重，应予以换新。
（6）活塞装复时，必须仔细检查气缸上的各注油孔注油是否正常。若活塞和气缸套均换新，则在装复后应进行磨合，磨合时应从低负荷开始逐渐地加负荷并连续运转。（7）如拉缸事故不能修复或不允许修复时，可采取封缸方法继续运行。