一看：观察和判别柴油机的运转、排烟情况来分析其内部故障。工作正常的柴油机，排烟应是无色或淡灰色。
(1)若柴油机排黑烟，说明喷入气缸内的柴油不能完全燃烧，因而排出的废气中含有大量的碳粒，其原因可能是柴油机超负荷运转、气缸压力不足、气门间隙不当、进排气不畅、供油量过大或供油时间过迟、喷油雾化不良及柴油质量差等。
(2)若柴油机排蓝烟，说明有机油窜入气缸内燃烧，其原因可能是油底壳或油浴式空气滤清器内的机油过多，活塞环磨损严重或活塞对口、涡轮增压器油封损坏、气缸拉伤、气门与导管间隙过大或柴油机大修后未经充分磨合就投入重负荷工作。
(3)若柴油机排白烟，说明柴油机中含有水分、机油温度过低或供油时间不当。
(4)若柴油机排烟成断续状，说明某一缸的柴油未能完全燃烧，因而进入排气歧管后还在继续燃烧。
(5)若排烟中含有水珠，说明气缸内进水，应检查气缸垫是否被冲坏、气缸盖或气缸壁燃烧室是否存在裂缝。
(6)若空气滤清器向外排烟，可能是排气门打不开或进气门关闭不严，应检查气门调整螺钉是否松脱、气门推杆是否跌落和气门摇臂有无折断，有无异物卡死在气门与气门座之间。
二听：倾听柴油机运转时的声响来源来判断其内部故障。声音判断的方法有耳听法和听诊法两种。
耳听法是根据人与柴油机所处的距离和方位的不同，通过工作时内部机件的声响是否正常来判断。
听诊法是用一根金属棒接触柴油机的不同部位，以不同部位内部机件的工作声音来判断。工作正常的柴油机，内部机件的响声是一种微弱、清脆而均匀的金属敲击声。
听诊法常用的部位有气缸体上部、加机油口、气缸体两侧面、气缸体下部与机油盘结合面、气门室盖、正时齿轮盖等。在实际听诊中还应根据柴油机转速高低、负荷大小的不同进行综合判断。
(1)若在气缸体上部，怠速时有清脆的“铛、铛”声音，低速时响声明显清晰，中速以上响声减弱或消失;冷车时明显，热车时减弱或消失;断缸检查响声减弱或消失，则是活塞敲缸响。
其原因可能是活塞与气缸壁磨损严重，配合间隙过大;连杆弯曲、扭曲;活塞销与铜套、活塞销与销与销孔、连杆轴承与轴颈配合过紧或不同心、供油量偏大或供油时间过早。
(2)若气缸体上部或加机油口处出现有节奏的类似两个钢球相碰的“嗒、嗒”声，在怠速或低速时响声明显清晰，转速变化响声也随之周期性变化，急加速时响声更大，柴油机工作温度上升，响声不减弱甚至更明显、断缸检查响声减弱或消失，则是活塞销响。
其原因可能是活塞销与活塞销孔、活塞销与连杆铜套配合松旷、机油粘度低或牌号不对等。
(3)若在气缸底部与机油盘结合处听诊有低沉、钝哑“镗、镗”声，响声随着发动机转速的上升而增大，随着负荷的增大而增强，柴油机温度变化而响声不变，单缸断缸检查响声无明显变化，相邻两缸断缸检查响声明显减弱，则是曲轴主轴承响。
其原因可能是主轴承盖螺栓松动，轴承径向间隙过大、轴承烧毁、轴承与座孔配合紧度消失产生转动等。
(4)若在加机油口处听诊，有明显而连续的“镗、镗”敲击声，声音比主轴承声响还要轻，缓和而短促，并且随转速升高、负荷的增强而增大，断缸检查响声减弱或消失，柴油机温度变化对响声无影响，则是连杆轴承响。
其原因可能是连杆轴承盖螺栓松动、轴承间隙过大、轴承烧毁或轴合金脱落。此外，气门间隙、正时齿轮间隙、挺杆与导孔配合间隙过大等，都会造成柴油机在工作中产生异响，必须加以正确诊断和分析，才能找出故障的真正原因。
三断：用“断缸”的方法来检查某缸的工作情况，从而确定某些故障的原因。为了确诊哪个缸有故障，可逐缸松开喷油泵高压油管接头，用中断供油的方法进行检验。
正常工作的各缸，在松开某缸高压油管接头断油后，柴油机转速明显下降;若转速变化不明显或没有变化，则说明该缸工作不良;若断缸后排烟、异常响声未减弱，说明故障不在该缸，若排烟、异常响声明显减弱或消失，说明该缸有故障。
四摸：触摸柴油机的某些部位，通过感觉温度的高低来判断某缸的工作情况和故障所在。这项检查应在柴油机的冷启动后进行。
方法是：启动柴油机，将油门置于中、低速位置空转几分钟，然后用手背触摸排气管的温度。若某缸温度比其它缸低，则说明该缸供油量偏小，柴油燃烧不好;若某缸温度偏高，则说明该缸供油量偏大。