如果柴油机工作时排气管冒黑烟，这是喷入的柴油没有得到充分的全完燃烧而造成的。没有完全燃烧的柴油在燃烧室中高温缺氧的情况下，分解聚合形成碳烟，其碳烟不是纯粹的碳，而是一种直径及小的聚合体。这种固体的碳烟比气化的燃油反应速度慢得多，来不及燃烧而呈黑色的烟雾排除。因此，柴油机工作时冒黑烟是一种故障。这种燃料燃烧不完全，不但造成柴油机的油耗增高，功率降低，而且使活塞 、活塞环气门以及燃烧室形成大量积碳，严重时会卡住活塞环，气门密封不严产生漏气，同时它还将加速零件的磨损，从而降低上研发动机的使用寿命，因此，机车出现该故障应当及时排除。 
1、 供油量过大或上研动力柴油机超负工作 
2、喷油提前角过大或过小。
3、喷油器雾化不良或滴油。 
4、油泵柱塞套筒定位螺钉过长，堵住了套筒上的回油孔，造成回油孔不畅 ，引起供油量增加，柴油燃烧不完全，出现冒黑烟，同时还可能会引起柴油机不能熄火。 
5、空气滤清器或进气管堵塞，使进入气缸的空气量减少，柴油燃烧不完全，排气冒黑烟。如果喷油器正常，气缸内压缩良好，柴油机在高速和低速都冒黑烟，此时取掉空气滤清器后，黑烟会立即消失，则需要清洗空气滤清器。 
6、配气相位不正确，气门间隙过大，配气凸轮尖端严重磨损等，都会使进气量减少，且气缸内的废气排除不尽，从而造成柴油燃烧不完全，排气冒黑烟，应对配气机构进行检查调整。 
7、气缸内压缩不良，压缩阻力减小。这可能是活塞与缸套磨损过大，活塞环磨损过大或开口在同一方向上，造成气缸漏气。同时也可能是气门密封不严漏气。气缸内压缩不良，压缩终了温度较低，同时漏气使空气减少，柴油不能完全燃烧，而冒黑烟。 
8、燃烧室和排气管积炭过多，燃烧室温度过高，进排气的阻力增大，进气不充分，排气不干尽，造成燃烧不完全，排气冒黑烟。 
9、使用的柴油牌号不对，粘度过大，或者柴油的质量太差，不易着火，使排气冒黑烟，同时燃烧室和排气管消声也容易产生积炭。 
10、柴油机润滑不良，或曲柄连杆机构磨损过大，运转阻力增大，使发动机超负荷，柴油燃烧不完全，排气冒黑烟。 
11、柴油机工作温度过高，使充气密度减小，气缸内进气不足，柴油燃烧不完全，排气冒黑烟。 
12、喷油泵柱塞偶件严重磨损，使油泵供油压力上升缓慢，从而影响了正常的供油时间，且延长了燃油的喷射过程，影响了喷油雾化质量，这是柴油机排气冒黑烟的常见故障。因此，油泵磨损严重时应当及时换修。