为了使柴油机保持正常运行，延长其使用寿命，除正确操作外，还必须定期地进行系统、细致的检查、调整和清洗，预防早期磨损的各种故障发生，充分发挥柴油机的工作效能和经济性能。因此，柴油机有严格的保养制度，应认真做好各项保养工作。
柴油机结构及使用环境条件不同，保养要求与方法也不同，应按照使用说明书的要求和具体工作环境情况，制定出切实可行的保养与维护制度。下面以几种小型柴油机为例，介绍其保养周期与内容。
1.风冷式柴油机保养
(1)每班保养(每工作8〜10小时)。停车前观察运行中有没有异常现象；检查燃油箱及油底壳的油最是否足够，如不足应及时添加规定牌号的柴油与机油；淸洁柴油机外部，及时排除漏油、漏气故障；检查各联接件及接头的紧固情况，如有松动应及时锁紧：在灰尘大的地区使用时，应检査空气滤清器及冷却风道是否堵塞，必要时加以清理；拆下气门室盖. 在气门摇臂的油孔处加注适量机油。
(2)一号保养(每工作50小时)。完成每班保养的全部项目；采用泡沫塑料滤芯或纸质滤芯的空气滤清器，应检查并淸洁滤芯，必要时更换；检査油路是否漏油，并锁紧各个接头。
(3)二号保养(每工作100小时)。完成一号保养的全部项目;用柴油清洗曲轴箱及齿轮室，视机油质量情况，必要时更换机油；淸洗燃油箱过滤器和柴油滤芯，必要时更换柴油滤芯；检查和调整气门间隙；更换油浴式空气滤清器中的机油，并拆开滤芯组件，清洗铜丝滤网；检査气缸盖螺母、喷油泵紧固螺母、喷油泵出油阀紧座、连杆螺母、飞轮螺母等的紧固情况，必要时重新锁紧。
(4)三号保养(每工作500小时)。完成二号保养的全部项目；清洗燃油箱及其阀门；清除排气管及消声器内的积炭；清洗甩油盘和曲轴连杆轴颈上的润滑油孔；检查气门的密封性，必要时研磨气门；清洗喷油器，检查喷油器的雾化情况；清除活塞、活塞环、气缸盖、 气缸套上的积炭；检査活塞环的开口间隙，必要时更换活塞环。
(5)四号保养(每工作1000〜1500小时)。整体分解，清洗干净各零件，检査零件的磨损情况，必要时进行修复或更换，然后按要求装复。
2.水冷式柴油机保养
(1)每班保养(每工作10小时)。检查各联接部位，必要时紧固；淸除柴油机外表泥土、灰尘和油污，排除漏油、漏水、漏气故障；检查燃油、润滑油、冷却水的存量，不足时按规定牌号添加。
(2)一号保养(每工作100小时〉。完成每班保养的全部内容：清洗空气滤淸器并更换机油.如工作环境灰尘较多，此项应提前进行；清洗机油滤清器、燃油箱加油滤网、纸质柴油滤芯；检査气门间隙和减比机构工作情况，必要时进行调整；必要时更换曲轴箱的润滑油。
(3)二号保养(每工作500小时)。完成一号保养的全部项目；淸洗燃油箱；清除气门上的积炭，并研磨气门；清除气缸盖、气缸、活塞连杆组的积炭，并用柴油淸洗干净，必要时更换磨损超限的零件；拆下曲轴油塞，淸洗连杆轴颈油腔和曲轴油道；检査喷油器的喷油 压力及雾化情况，必要时进行调整；清洗冷却系统。