柴油机效率高、比功率大，广泛应用于国民生产中，更是现代船舶动力装置的核心。智能化是船舶柴油机的发展方向，运行状态监测诊断是柴油机智能化的三大核心技术之一。柴油机排气阀的工作条件极其恶劣，不仅承受着高温高压燃气的冲刷、燃烧产物的高温腐蚀，而且周期性的与阀座撞击，相当于承受着高温锻造作用，极易发生漏气故障。气阀漏气后柴油机排气温度升高，输出功率下降，而且存在着很大的安全隐患，严重影响柴油机的整体性能。　　振动法已经在气阀漏气故障诊断方面得到了应用，但以往振动信号特征值的判据主要通过几个稳定工况下故障模拟试验获得，而柴油机作为动力源，尤其是作为船舶主机，运行工况经常发生改变，会出现气阀状态相同但由于运行工况变化而振动特征值不同的情况，从而降低气阀漏气振动诊断的精度。因此，开展变工况条件下船用柴油机气阀漏气的故障诊断技术研究，可拓宽气阀漏气振动监测诊断技术的应用场合，提高振动监测诊断的实用性，具有重要的工程应用参考价值。　　本文根据变工况条件下船用柴油机振动信号的非平稳特征，研究等角度采样和非线性信号处理方法，优化振动法在气阀漏气故障诊断中特征参数提取方法。主要研究内容体现在：通过变工况下故障模拟试验，对准周期和燃烧段的缸盖振动信号进行传统的时域和频域分析处理，提取特征参数，分析传统信号分析处理特点；在此基础上，使用计算阶比跟踪技术对缸盖振动信号进行等角度间隔的信号转换处理，即信号重采样，以减小转速变化对后续分析的影响。根据缸盖振动信号非平稳非线性的特点，研究重采样振动信号经验模态分解方法（EMD），对各个固有模态函数进行希尔伯特（Hilbert）变换，获得缸盖振动信号的三维分布，即幅值在时间和频率组成的二维平面上的分布；选择角阶熵作为故障诊断的特征参数，对比气阀正常态与故障态特征参数在柴油机推进特性各工况下的分布规律，优化故障诊断判据，得到在变转速条件下的气阀漏气故障诊断方法，并对计算阶比跟踪算法的有效性以及故障诊断的准确性进行对比分析。　　在此基础上搭建柴油机可靠性分析框架，主要介绍柴油机整机可靠性框图的建立、重要零部件的选择方法、零部件重要故障模式的分布规律、基于相似性的寿命预测以及利用监测模型和数据进行柴油机整机可靠性评估的框架。为基于状态监测和故障诊断的柴油机可靠性研究抛砖引玉。