黑烟也称碳烟，柴油机排气冒黑烟主要是因为混合气过浓、混合气形成不良或燃烧不完全等原因造成的，主要因素有以下几条：气门、活塞环、气缸套磨损后，引起压缩压力不足，压缩终了的压力和温度达不到要求，燃油的燃烧条件变差，容易产生炭烟；燃烧室形状因制造质量及长期使用导致技术状况下降，压缩余隙改变也会使燃烧室形状和容积改变，从而影响燃油与空气混合质量，使燃烧条件变坏。
喷油器工作不良主要表现在三个方面：一是喷雾质量差；二是喷油压力不足；三是喷油器滴漏。这三种情况都会使燃料不能充分地与气缸内的空气混合，从而不能完全燃烧。供油量过大，致使混合气偏浓而燃烧不完全；供油提前角过大：在直喷式柴油机中，当其它参数不变时，适当加大喷油提前角可以降低排气烟度。
供油提前角过小：燃油喷入气缸内过迟，一部分燃料来不及形成可燃混合气就被分离或排出，致使部分在排气管中随废气排出的燃油料受高温分解、燃烧，形成黑烟随废气一同排出。进排气阻力过大使发动机进气不足，排气不净，从而影响充气效率：
① 排气背压太高或排气管道阻塞；
② 空气滤清器或进气管道阻塞。
气门间隙过大会使气门***大开度减小和开启时间的缩短，从而引起进气不足;气门间隙过小则气门容易漏气，从而影响气缸压缩力。两种情况都会使混合气中的空气比例减小，引起燃烧不全；发动机配气相位由于零件质量和装配质量的原因发生变化，导致气门开闭时间的变化，从而影响发动机的燃烧过程。严重的配气相位变化将导致气门与活塞相碰的严重事故；喷油泵柱塞或出油阀严重磨损，喷油泵个别或全部柱塞或出油阀严重磨损将导致喷油泵泵油压力下降，使喷油器(嘴)建压相对滞后，喷油推迟，后燃增多，所以柴油机冒黑烟；喷油泵各分泵缸供油量不均匀和供油提前角不一致：供油量不均匀，有的缸供油大，有的缸供油量小，供油量大的缸燃烧不完全，排气冒烟；供油量小的缸工作无力。其使用性能指标达不到要求，燃烧不良。