船舶航行遇到避碰等紧急情况，为使船舶尽快停止前进或变为倒航而对主机进行制动并迅速倒车的操作过程称为紧急刹车。
具有直接传动推进装置的船舶，倒航时必须改变主机的转向。尽管各机型的操纵系统的设备区别较大，但紧急刹车的操作程序是相同的。紧急刹车操作正确，柴油机能尽快停车并迅速开出倒车，符合船舶紧急避碰的需要，船舶可安全避让，主机不受损伤。如果紧急刹车时机不到或错过，则主机不能实现紧急刹车，甚至造成机损。
（一）接到驾驶台由前进三至后退三车钟指令，即紧急刹车指令时，当值轮机员立即回车钟应答，同时将紧急刹车指令及时间记入车钟记录簿，作为海事处理的依据，此后每个车钟指令及时间必须准确无误地记人车钟记录簿。
（二）当接到紧急刹车指令、应答及记录同时，以最快速度拉动操纵手柄(轮)至停油位置，及时切断主机燃油供应使主机降速。
（三）切断燃油供应的主机转速逐渐下降但仍然正转，根据主机型式的不同应在换向转速或应急换向转速下及时换向，使燃油凸轮、进排气凸轮及空气分配器凸轮按倒车正时控制相对应的设备。
（四）倒车起动，利用压缩空气进行刹车的时机准确。
主机换向完成却仍按正转方向逐渐降速回转，当螺旋桨处于水涡轮阶段，即水流使螺旋桨处在负扭转阶段，此时正车转速依机型不同为(60%一70%)nb至零。推动操纵手柄至“起动”位置不供燃油，按倒车正时供主机起动空气，利用压缩空气对主机进行制动，即“能耗制动”、“强制制动”两个阶段的制动。刹车时机不能过早，因为主机转速较高，活塞往复运动的惯性力较大，非但刹不住车，反而损失了大量压缩空气，虽然空压机不断向空气瓶充气，空气压力也不能在瞬间达到规定的压力。当再次刹车时空气压力较低、刹车也不起作用，导致船停不下来，也不能倒航的严重后果;制动刹车时机不能过晚，即主机正向转速很低，倒车向主机气缸充入压缩空气，刹车会立即成功，却错过避碰的有利时机。最有利的时机是螺旋桨水涡轮阶段的最大负转矩点或最大负转矩点前的主机转速，一次刹车成功。最有利的时机也可以在螺旋桨水涡轮阶段开始后，进行分段刹车，即操纵手柄在倒车起动位置刹车一次、立即拉回操纵手柄至停车位置，再作第二次倒车起动，刹车成功后手柄回“停车”位。
(五)主机制动时倒车转速的限制。主机刹车成功后其转速降至零，但船因质量很大仍按前进方向滑行，此时主机必须立即倒车制止船舶的滑行并尽快具有倒航船速。
当主机经刹车成功后转速降至零时，再次推动操纵手柄至倒车起动位置、供油后主机倒车回转，在过程开始后转速不能过高，一般限在(20%一25%)nb，因为在这种转速下负转矩已达到1.1Mb，若超过该转速轴系会遭到损伤。当船舶倒航速度逐渐升高时，主机转速会自动跟着上升，然后可逐渐增加主机供油量，主机倒车转速升高，船舶倒航速度亦增高，实现紧急刹车船的避碰的操作。
(一)必须保证空气瓶压缩空气压力达到3.0 MPa,压力过低不能有效地进行刹车。两台空气压缩机必须同时起动运转，向空气瓶充气，注意空压机工作状态。
（二）当船速、主机转速较高时，一次刹车无法使主机停止运转，既消耗大量压缩空气又使轴系超扭矩，所以操作手柄不能始终在起动刹车位置，期望刹车成功反而使刹车失败。正确的操作是采取分段刹车措施，即在起动刹车位置停一下拉回操纵手柄，再将操纵手柄推至起动刹车的位置，刹车基本会成功，不行的话再进行一次刹车。
(三)当主机刹车成功，立即将操纵手柄拉至零位、待主机转速降至零后，迅速倒车起动并供油，以最短的时间使主机倒车转动。
(四)主机倒车转动后，应避免一下子将油门加得过大，防止主机超热负荷、机械负荷，随着倒航船速的增高，可逐渐提高油门刻度增加供油量。
（五）必须掌握所在船舶紧急刹车的有利时机，即船全速前进至倒车的过程，在哪一个准确的转速下，能一次或两次刹车成功并能迅速开出倒车。
(六)采用遥控系统的主机，均按程序自动完成，不必担心操纵手柄供油位置。平时应对集控室操作、机旁操作、遥控操作的转换要加强管理并经常使用，防止遥控系统出现故障其他两处也不能进行紧急刹车的局面出现。一般的管理方法是目前船上轮机部普遍采用的手段，即主机冲车时采用机旁操纵，主机试车时转为集控室操纵，驾驶台试车时转为驾驶台遥控操纵。
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