При выполнении всех необходимых операций технического обслуживания и соблюдении правил эксплуатации двигатель Д-20 трактора ДТ-20 способен работать не менее 3500 мото/часов без разборки и замены деталей КШМ (кривошипно-шатунного механизма).
Запуск трактора в работу должен производиться только после прогрева двигателя на средних оборотах до температуры воды в системе охлаждения не ниже 50 градусов Цельсия.
При работе двигателя Д-20 нормальная температура воды должна составлять 85-95 градусов Цельсия. Запрещается работа в течение длительного времени при температуре охлаждающей воды ниже 80 градусов Цельсия.
Долговременная работа двигателя трактора ДТ-20 на холостом ходу влечёт за собой закоксовывание поршневых колец.
Без предварительного прогрева (горячей водой и подогретым маслом) при температуре окружающей среды +5 градусов Цельсия и ниже запуск двигателя трактора ДТ-20 запрещён.
Двигатель Д-20 должен быть разобран и продиагностирован при появлении ненормальных стуков, чрезмерно интенсивном выгорании картерного масла, падении мощности, сильном дымлении, падении давления масла в магистрали ниже 1 кг/см2.
Интенсивное выгорание масла, сопровождающееся дымным выпуском, указывает на чрезмерный износ деталей гильзо-поршневой группы. Вследствие этого большой объём масла поступает в камеру сгорания через зазор между поршнем и гильзой, а также через увеличенные зазоры в замке поршневых колец.
Очистка сверлёной полости в шатунной шейке коленчатого вала от скопившихся отложений производится при выполнении ремонтных операций на двигателе (при помощи деревянного скребка). С этой целью на разобранном коленчатом валу следует отвернуть резьбовую заглушку со стороны задней щеки. После проведения очистки необходимо промыть масляные каналы коленчатого вала чистым дизельным топливом.
Для обеспечения нормальной работы узлов и агрегатов двигателя Д-20 трактора ДТ-20 надлежит выдержать определённые зазоры между трущимися поверхностями отдельных его деталей.
Выполняя сборку нового либо отремонтированного двигателя, величину зазоров в сопряжениях требуется выдерживать близкой к нижнему допустимому пределу в связи с тем, что в процессе работы двигателя трактора ДТ-20 происходит увеличение зазоров из-за естественного износа трущихся поверхностей.
Несоблюдение сроков проведения технического обслуживания и несвоевременный ремонт влекут за собой ускорение износа сопряжений, а также выход из строя отдельных узлов и деталей двигателя трактора ДТ-20.