燃烧系统是柴油机核心系统之一,组成部件众多且关系复杂。目前燃烧系统故障分析和隔离研究还存在不足,故障诊断算法复杂难以转化为工程应用。根据柴油机燃烧系统组成及工作原理,基于故障失效模式及影响分析（FMEA）方法系统研究了燃烧系统的故障模式,基于燃烧系统故障统计分析确定喷油正时异常等7种典型故障模式作为本文重点研究内容。建立并标定柴油机仿真模型,在模型中分别注入不同故障,选取燃烧始点（CA5）等8项特征参数分析故障模式与特性参数的相关性。本文重点研究了基于缸压信号提取峰值压力、最大压力升高率和进气下止点压力,基于燃烧放热率提取燃烧始点和燃烧重心,基于振动能量提取气阀正时的特征提取算法。其中,针对在线算法计算的放热率结果精度不足问题提出绝热指数分段取值方法,针对气阀正时特征提出对振动能量进行无量纲化及平移处理的提取方法。基于柴油机台架试验验证特征提取算法的有效性及故障模式与特征参数的相关性,试验表明特征提取算法计算结果与专用仪器分析结果的偏差最大为4.3%,最小为-1.6%,满足故障诊断计算精度要求。基于相关性理论得出故障模式与特征参数的相关性矩阵,基于在线测试多信号流图技术建立燃烧系统测试性模型,对故障诊断策略开展测试性指标分析。经分析,系统的故障覆盖率和故障检测率为100%,将故障隔离至1个和2个LRU的隔离率分别为81.82%和100%,满足工程应用要求。