农用柴油机车与汽油发动机相比，具有燃料经济性好、耐久性强、功率范围大、排放污染少、工作可靠等优点。然而，在修理与维护中，柴油发动机与汽油发动机存在一定的差异和特点，需要特别注意。
首先，曲轴轴瓦、连杆轴瓦与其轴颈的配合间隙比汽油机要大一些（曲轴轴瓦一般为0.05～0.15mm），以便形成较厚的油膜，承受较重的机械冲击载荷，并将轴与瓦摩擦生成的热量带走。如果配合间隙过小，容易引起抱瓦烧轴的机械事故。
其次，活塞配缸间隙较大、气缸密封程度高。柴油机活塞配缸间隙比汽油机要大（一般在0.10～0.20mm，而汽油机在0.04mm左右），形成较厚的油膜，确保充分润滑，并将热量通过缸壁及时散去。否则容易出现活塞抱缸、拉缸的机械故障。
再次，柴油机为压燃式，即在压缩行程接近终了时，被压缩的空气具有较高的压力和温度，此时高压喷入的燃油与之混合，自行发火点燃。因此，柴油机气缸密封程度要求高，若气门密封不严，压缩比发生变化会引起启动困难、功率降低等故障。维修中尤其要确保缸垫安装良好，气门与阀密封、配合良好。
此外，柴油机的柴油与机油要确保清洁。柴油可能被水与各种有机物及无机物污染，其中机械杂质特别值得注意。使用中，要求燃油过滤严密、高度清洁，避免杂质随燃油进入气缸，加剧偶件磨损甚至堵塞和卡滞。检修时，应对燃油系统彻底清洗，必要时更换。
燃油系统须保持高度的密封性，各密封件应完整无缺，管路畅通，发现磨损件应及时更换，以免燃油管路中漏油渗气。燃油系统中的空气必须排除干净。维护燃油箱时，拆卸低压油管，清洗燃油滤清器、调校喷油泵、排放燃油滤清器污物。燃油系统中进入的空气，可用喷油泵上的输油泵进行输油，将低压油路中的空气排尽。运转时燃油系统中进入空气，会迫使柴油机自行熄火，此时排空气需仔细检查，准确操作。
机油中的杂质由有机物和无机物组成，无机杂质主要是空气中的灰尘和零件磨损的微粒。一般柴油机机油中杂质不应超过1.0%～1.2%，为延长柴油机使用寿命，应及时更换机油。
供油提前角调整要求严格准确。喷油泵、喷油器应在专用设备（试验台）进行校正，不允许随意调整喷油压力，更不允许乱拧喷油泵上的调整螺钉，以免造成发动机飞车、排黑烟、耗油量大、功率不足、启动困难等故障。柴油机压缩比及气缸压力都较大，运转振动也大，必须在车架上固定支点牢固可靠，前后固定支点减振胶垫应完整无缺，必要时换新补齐。
柴油车的空气滤清器要保持清洁。由于气缸内表面硬度低，若进入的空气中灰尘过高，会引起气缸早期磨损。空气供给系统如进气管破损、橡胶管接合不密封、空气滤清器滤芯质量差或堵塞、传感器孔处破损等，都会因吸入未经过滤的空气而使气缸磨损。空气的过滤对柴油机十分重要，使用惯性旋流式纸质滤芯，一般行驶到20000～30000h，予以更换。若空气供给系统存在问题，会引起气缸、活塞早期磨损，发动机功率下降等严重问题。空气滤清器堵塞，进气支管不畅通等故障，会使燃油消耗增加，燃烧不完全，引起冒黑烟和HC、CO、NO等含量增加，污染环境。
维修后柴油机要注意预防飞车。柴油机突然超出最大限定转速，放松加速踏板后转速不降低反而继续增高并伴有较大响声，排气管冒浓烟，称为飞车。喷油泵校正、调速器内部零件更换、各件配合程度、尺寸变化、调整位置不合理，可能导致供油拉杆卡滞、调速飞锤张不开、调速杠杆作用不佳等问题，装复后试车可能出现飞车。必要时采取紧急措施熄火，防止事故发生。