在铁路运输朝着高速重载方向发展的背景下,从机车柴油机安全保障和经济效益来考虑,及时准确地监测柴油机的运行状态,预测、诊断潜在和存在的故障,成为机车柴油机综合管理的重要内容和追求目标；同时,柴油机的状态监测与故障诊断是柴油机研究的重要领域,尤其是利用柴油机的瞬时转速在线监测柴油机气缸的运行工况,实时诊断各个气缸的工作状态,成为柴油机学者的重要研究方向。基于瞬时转速的故障诊断技术,最重要的是利用瞬时转速的内在特征,提取柴油机故障诊断的诊断机理。其基本方法是建立关于瞬时转速的诊断模型,进行相应的模拟仿真和数据分析,提取或者转换得到反映各缸做功能力不均匀的特征参数,实现对柴油机的在线监测、实时诊断和准确定位。本文以武汉理工大学轮机自动化实验室研发的内燃机气缸状态监测仪为依托,建立柴油机曲轴的动力学模型,结合实际运用中出现的问题和研发过程中的疑难,进行了瞬时转速诊断技术在16V240机车柴油机状态检测中的应用研究。本文完成的工作如下：1.在分析柴油机轴系简化模型的基础上,讨论曲轴轴系中的非线性、联轴节、减振器、分支轴系、负载波动引起轴系扭振的影响因素,分析影响瞬时转速异常波动的原因；2.根据内燃机动力学的分析,结合16V240ZJB柴油机的物理结构,建立了轴系当量模型；利用模型进行柴油机瞬时转速的模拟仿真,并与简化模型做比较分析；3.依托于建立的当量模型,对比模型的仿真波形与现场采集的实测波形,比较正常与故障波形的异同；推导了基于瞬时转速故障诊断的诊断机理,分析了故障诊断技术的实际运用；4.针对目前诊断仪所反映的问题,结合市场反馈的信息,完善16V240机车系统的硬件和软件,实现Linux平台下应用程序的移植,搭建机车柴油机的状态监测系统。