1、活塞顶上产生积炭
柴油发动机的活塞在“高温高压”这一特定条件下工作，喷人气缸的燃油又是靠自燃发火。对于正常的气缸，即使工作时期很长，其活塞顶上也只有一层淡淡的炭灰而已。而工作不好的气缸，虽工作时期不长，活塞顶上却积下厚厚一层烧焦了的炭层。活塞顶积炭的主要原因是：(1)喷油器雾化不良，燃油呈油滴或油束状进入气缸，不能与空气形成良好的可燃混合气，致使燃油不能完全燃烧，淤积于活塞顶部，结成积炭。(2)由于梯形环、扭曲环装反方向，使其向燃烧室泵人大量机油，或者是气门杆与气门套管配合间隙过大，润滑摇臂机构的大量机油沿此间隙进入缸内，在高温下参与燃烧，结焦后粘附在活塞顶部。(3)油环弹性差，或已将刮油糟磨平，失去或削弱刮除缸壁机油的功能，致使缸壁上飞溅来的机油进入气缸参与燃烧。活塞顶上的大量积炭会影响气缸的充气量，使燃烧恶化，功率下降，严重者还会因炭粒脱落将缸壁拉伤。故应采取相应的技术措施，加强对柴油机的检查和维护。
2、活塞产生烧顶现象
活塞顶部平面出现许多小凹坑，严重者如马蜂窝，这是活塞铝合金被点状熔化后留下的痕迹(铝合金已随废气排出或向下坠入曲轴箱)。这一现象被称作烧顶。造成活塞烧顶的主要原因有：(1)活塞顶上的积炭没有及时刮除，致使炭层越来越厚，严重影响活塞顶向外传导热量，使活塞顶储蓄的热量将铝合金成点状熔化。(2)柴油机供油过晚，缸内温度过高，来不及完全燃烧的小油滴粘附于活塞顶部继续燃烧，使活塞顶受高温而成点状熔化。(3)柴油机在重负荷或超负荷情况下突然熄灭，该缸又恰好处于爆发行程，热量不能及时排出，造成活塞顶局部熔化。如果超负荷时发动机被熄火，可立即踏下离合器踏板，接通起动机开关，使起动机带动曲轴旋转数周，以排出该缸的高温气体。若系不良操作行为，应予改正。重负荷下若需熄火的柴油机，应先卸去负荷，然后怠速动转3～5min后再使柴油机停止运转。
3、活塞产生脱顶
柴油机在运转中，某一活塞从头部裂断而一分为二，这种现象被称作活塞脱顶。此时，若不立即熄火，活塞裙部在连杆的控制下，仍在进行高速的往复运动，失去控制的活塞顶在缸内则乱冲乱撞，发出杂乱的撞击声，随时都有造成折断连杆，打破缸体等重大故障的可能。故遇到这种情况，应立即关闭油门，使发动机停止运转，然后摇转曲轴并打开缸盖进行检查。如果确认为活塞脱顶，又在长途行驶的途中，远离修理厂点，救急的办法是：将该缸的活塞连杆组拆下；用合适的小木棒将该缸的连杆轴颈油孔塞死，以免润滑油大量内泄而使油压下降；将该缸喷油器的高压油管卸下，以切断该缸的燃油供应，防止大量燃油通过喷油器喷入气缸而流至曲轴箱内，最好将高压油管插入一密闭容器(如塑料壶)内，以将高压油管射出的燃油收集起来，避免造成能源浪费。