柴油机在工作过程中自行熄火，可根据熄火时转速降低的程度和其排气颜色，来判断故障原因。
1.若熄火时，柴油机转速逐渐降低，响声和烟色无异常变化，故障多发生在燃油系。一般要检查燃油是否用完，油箱通气孔是否堵塞。如无上述问题，则应由低压至高压检查油路，看油路是否堵塞，油路中是否有空气；喷油泵或喷油器是否供油。
2.若柴油机熄火时，转速不稳，且排气管冒白烟，则故障大多是柴油中有水。如确认燃油中无水，排气管仍冒白烟而熄火，则是气缸垫烧损所致。
3.若柴油机熄火时，转速逐渐降低，且排气管冒浓烈的黑烟，其原因是：①柴油机严重超负荷或供油提前角过小，燃油未充分燃烧而排出；②空气滤清器或进气管堵塞而熄火。
4.若柴油机熄火时，转速急剧下降，且排气管冒黑烟，其故障原因是：①润滑油不足或过稀，使曲轴与轴瓦相对运动的零件表面润滑不良，而造成烧瓦、抱轴。②大修后的机车因活塞与气缸的配合间隙过小，柴油机温度升高，而使活塞卡在气缸中。
5.若柴油机熄火时，发动机转速急剧下降，并伴有异常声响，多为曲轴或活塞销折断，连杆螺栓折断或连杆螺母脱落；气门弹簧折断，气门下落等造成的。