作为船舶、车辆和固定发电等众多领域的动力核心,柴油机性能的好坏直接影响着整台设备的运行状态。在柴油机的常见故障中,性能故障占整个故障体系的90%以上,而柴油机各缸做功均匀性在柴油机性能故障诊断中十分关键,为满足智能地、快速地诊断柴油机故障的要求,开发一套能够监测柴油机各缸做功均匀性的诊断系统是十分必要的。瞬时转速信号中蕴含着丰富的柴油机工作状态信息,且信号实时测取方便、价格低廉,可以通过多缸机不同缸瞬时转速波动特征参数的对比来进行故障诊断,故障判据可移植性好。基于以上优点,本文以大柴6110型柴油机为研究对象,以瞬时转速分析法为理论依据,结合传感器技术、信号处理技术、故障诊断技术和软件开发技术等,自主制作了瞬时转速信号采集板,通过单片机USB通信模块实现与上位机的数据传输,同时采样信号被写入SD卡中进行存储,然后在Windows系统环境下基于Visual Basic编程语言开发上位机系统诊断软件,用于在线判断柴油机各缸做功均匀性。该诊断系统由硬件和软件两大部分构成。其中硬件部分以C8051F340芯片为核心,主要包括信号处理模块、供电模块、USB通信模块和SD卡存储模块等,其功能是实现原始电压信号的采集、处理、传输和存储；软件部分即为上位机软件系统的开发,其主要功能是通过人机交互界面控制下位机信号的采集与存储、瞬时转速的提取、瞬时转速的FFT变换、波形的显示和故障特征参数的提取等,最终对柴油机各缸做功均匀性做出判断并定位故障缸,诊断结果将显示在上位机诊断主界面中,同时完成采样信号和诊断结果的保存,以作记录。该诊断系统可对柴油机出现异常情况引起的气缸压力不均匀进行实时诊断,当柴油机出现做功不均匀时将以红色LED灯亮灯指示并定位故障缸。随机试验表明该系统诊断结果较准确,具有一定的实用价值。