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为提高内燃机故障诊断的智能化程度和诊断精度,提出将内燃机振动数据进行图像表征的可视化诊断方法.根据振动数据时频表征和多元图表征方法,分析了内燃机故障在图像域的表现形式及分类识别.在6135型柴油机上模拟气阀机构的8种常见工况,利用可视化诊断技术对振动信号进行图像表征、特征提取及分类识别,最高识别率达93.75%.实例结果验证了可视化诊断技术的有效性.