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。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。
“飞车”故障预兆特征为柴油机出现冒蓝烟、烧机油或转速不稳现象。处理措施包括关油门停止供油并踏下制动器、堵塞进气管切断空气进入、迅速松开高压油管停止供油、车用柴油机行走中可用高挡重负荷使发动机熄火。
粘缸故障预兆特征为柴油机严重缺水时发生，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”响声并冒白烟。处理措施为怠速运转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。
捣缸故障预兆特征为除气门落缸引起外，大多由于连杆螺栓松退引起，曲轴箱部位可听到“嗒嗒”敲击声。处理措施为立即停机检修，更换新件。
烧瓦故障预兆特征为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，曲轴箱内发出“唧唧”干摩擦声。处理措施为立即停机，拆盖检查连杆轴瓦，维修更换。
断轴故障预兆特征为曲轴轴颈轴肩处因疲劳产生隐性裂纹时，曲轴箱内发出沉闷敲击声，转速变化时敲击声加重，发动机冒黑烟，随后发动机抖动曲轴断裂熄火。处理措施为发现预兆立即停机检查，发现裂纹及时更换曲轴。