柴油機的排氣黑煙是一種聚合體，85%以上是碳，還有少量的氧、氫、灰分和一系列多環芳香烴化合物。黑煙有臭味并形成煙霧。

　　由于柴油機的燃料噴射是在燃燒開始前的瞬間進行的，不利于燃料的汽化和混合氣的形成，在燃燒開始后，燃燒室內還存在大量的油滴群(甚至部分燃料仍在噴入)，這些油滴群處于氧氣不足狀態中，在燃燒高溫焙烤下炭化形成煙粒子。一般情況下，煙粒子都能在隨后的燃燒中找到空氣而完全燃燒，使排氣無煙。但是如果氣缸內空氣不足，混合過程進行緩慢，那么由于膨脹行程開始而使溫度下降，或者煙粒子碰到了冷的氣缸壁而溫度降低，煙粒子則不能燃燒完全并凝聚變大成為炭煙排出。

　　當車輛在大負荷(如加速、爬坡、超負荷)時，由于燃燒室溫度高，噴入的燃料多，混合氣形成不均勻，不可避免地出現局部地區高溫缺氧，燃油裂解、聚合、炭化，形成黑煙。

　　要解決黑煙生成，可通過改善混合氣形成、減少局部缺氧、降低燃燒室高溫、改進燃燒室來解決。具體措施有：采用電控噴油技術、提高噴油速度、采用間接噴油方式、組織合適進氣渦流、采用低十六烷值柴油、降低柴油中芳香烴含量、柴油中加入添加劑、降低功率使用、采用增壓加中冷技術、提高噴油壓力、加裝催化轉化器、加裝顆粒捕集器等。