柴油机工作正常时，喷入燃烧室的柴油能与空气充分混合并完全燃烧，所排除的废气应当是无色或淡灰色的。在柴油机工作不正常时，排气烟色会不正常。冒黑烟说明柴油燃烧不充分，在燃烧后的废气中含有大量碳粒或游离碳粒的结果；冒蓝烟说明有机油参与燃烧；冒白烟说明有水汽排出。烟色异常也是柴油机故障的一种表现。柴油机不允许长期在烟色异常的情况下工作，因为这会使燃烧室大量积碳、气门漏气、喷油器针阀咬死、活塞环卡死，造成柴油机启动困难、功率不足，甚至发生拉缸、捣缸等重大机械事故，还会造成油料浪费，污染环境。
1排气管不断冒黑烟
（1）柴油机超负荷运转，使缸内燃油过多，空气不足，燃烧缺氧，从而引起冒黑烟。在冒黑烟的同时，转速下降，若负荷降低时，黑烟就消失了。
（2）当空气滤清器或进气道部分堵塞，使进入柴油机汽缸的空气量不足，造成燃烧时的空气不足、高温缺氧，产生黑烟现象。特点是启动正常，高速无力或无高速，一加负荷，排气管就冒黑烟。
（3）供油时间过晚。混合气在汽缸中不能进行充分混合，就被压燃，废气中含有大量碳粒。同时，燃烧可能还没进行完，活塞就已下行，燃烧过程可能延续整个做功过程，大量热量传给冷却水。特点是柴油机冒黑烟，同时伴有功率下降和柴油机过热。
（4）供油量过大。汽缸内的空气占比相对减少，混合气过浓，燃烧不完全而冒黑烟。这一故障发生后，柴油机启动并不困难，无负荷运转时排气基本正常，而带上负荷特别是满负荷和超负荷时，冒黑烟尤为严重。
（5）排气阻力过大。一台小型拖拉机作业中出现了柴油机工作无力，排气冒黑烟。机手更换了汽缸套、活塞环、进排气门、针阀偶件及柱塞偶件后，仍无济于事。最后拆下排气管和消音器后，柴油机工作即恢复正常。从排气管清除了很多积碳。造成此故障的原因是：机手为改变消音器排气口方向，增加了排气管道的长度和弯头，致使排气阻力增大，排气不净，燃烧不良冒黑烟。
（6）喷油嘴滴油。正常情况下，燃油为雾化状态并以一定的压力喷人汽缸与空气混合。如果喷油嘴滴油，进入汽缸中的燃油颗粒过大，不能很好地与汽缸内的空气混合，导致燃烧不完全，排气管冒黑烟。发动机温度低时，排气中常有一股股白烟；温度高时，则变成黑烟。
2排气管不断冒白烟
（1）柴油机在寒冷季节里运转时，排气管口处不断地冒白色蒸气。产生这一现象的原因，主要是汽缸盖上的燃烧室内渗水、进排气门座圈渗水、气门导管渗水，以及排气道与水套有裂纹渗水，而引起水蒸气从排气管口排出的缘故。
（2）如果柴油机运转数小时后，排气管口仍然冒白色蒸气，那么很可能在排气门导管孔壁处有裂纹。在这个位置上渗出的水是不经过汽缸的，很容易蒸发并直接通入排气管排出。
（3）汽缸垫损坏，使冷却水道与汽缸相通，水进入汽缸后，因受热而变成水蒸气从排气管口排出，呈白色烟雾。导致汽缸垫损坏的原因有，汽缸盖压紧力不足或缸盖底平面变形，造成汽缸垫翘曲变形，冷却水从机体和汽缸垫接合处进入汽缸，致使排气管冒白烟。
3低速时排气管冒白烟
低速时排气管冒白烟，是由于燃油未完全燃烧的结果。柴油机低速或怠速空转时，由于喷油泵凸轮轴转速低，喷人燃烧室柴油雾化不良，同时，由于柴油机转速低，燃烧室的涡流扰动速度也低，柴油雾化颗粒与压缩空气不能充分混合，使得柴油不能完生燃烧而导致排气管冒白烟。按使用要求，柴油机一般不应在低速下长时间运转。配套机具所需的动力是按柴油机在额定转速下所能达到的最大功率选择的，如果柴油机转速降低，则柴油机发出的功率就要降低。因此，柴油机低速运转导致超负荷工作，使机体温度升高，机油温度也升高，造成机油泵低速供油量下降，各轴瓦配合部位润滑不良。
4排气冒蓝烟
排气时有蓝色烟冒出，一般是由于机油窜入汽缸后参与燃烧的结果，会使润滑油过度消耗。新的或刚大修后的柴油机，在磨合期间，排气冒一些浅蓝色烟属正常现象。
（1）油底壳机油面过高，飞溅到汽缸壁面上的机油就会相应增加，通过活塞环窜人燃烧室的机油也会增加。出现这种现象时，只要在柴油机熄火半小时后，检查油底壳的油位，放出多余机油即可。
（2）活塞环与汽缸配合间隙过大，活塞环安装错误，各环的开口间隔角度不对或工作中各环开口窜到一条直线上，都会造成机油上窜燃烧室烧掉。这种情况下，更换己磨损的缸塞组件或更换性能更好的润滑油，可以解决柴油机排气冒蓝烟的问题。
（3）柴油机排气冒蓝烟也可由配气机构进、排气门杆处的润滑油过量而引起，具体的原因可归结为气门导管磨损、破裂，供给气门传动机构的润滑油过量或气门摇臂衬套磨损等。为排除这种故障，应修理或更换已磨损或损伤的零件。
（4）空气滤清器中机油过多。空气滤清器油盘内的机油过多，在热车的情况下，机油变稀，容易被带入汽缸内燃烧，使发动机冒蓝烟。此时，在空气滤清器处还可听到机油冒气泡的声音。对于这种故障，只要倒掉油盘中多余的机油，冒蓝烟现象就可消失，所以保养空气滤清器时要注意油盘内的油面不能超过油面环槽。