本文以我国内燃机车“修程修制”优化为目标,针对现行“计划预防修”制度下“定期维修”和“视情维修”中“过剩维修”与“维修不足”并存的现象,从系统可靠性理论和机电系统损伤机理角度出发,在理论上着重探讨了内燃机车的系统可靠性评价,机车损伤度与检修周期的确定方法,机车检修的动态优化三个关键问题。重点完成了以下几方面工作:(1)研究分析了国内外内燃机车维修理论与方法的发展趋势,从“以可靠性为中心的维修”理论出发,提出了以内燃机车整体可靠性、累积损伤度为基础,进而优化检修范围和周期,降低维修成本的方法。(2)在RCM理论指导下,结合我国内燃机车的功能、结构和维修特点,针对常见的故障模式,提出了内燃机车RCM维修逻辑决断图。(3)针对内燃机车系统可靠性评价问题,建立了内燃机车系统的可靠性框图;给出一套机车各部件可靠度评价指标,建立了一种机电一体化系统可靠度计算模型,以及基于串并联系统可靠度评价方法,进而从整体角度出发提出内燃机车系统可靠度计算模型及算法。(4)依据线性累积损伤理论,针对内燃机车机械、电气部分的不同损伤机理,提出内燃机车累积损伤度的新概念,建立了内燃机车柴油机、电机和车轴的累积损伤度计算模型,基于系统串并联关系,给出了整车累积损伤度计算方法,并提出了一种重要部件损伤度检测的技术方案。(5)根据部件的可靠度,以系统预期的可靠性水平为目标,针对固定检修周期,提出了一种通过构造状态筛选矩阵,优化检修部件范围的方法,有利于减少过剩维修现象;从内燃机车实际损伤状态出发,以检修成本最小为目标,建立了计算动态检修间隔的数学模型及求解方法。(6)基于内燃机车的实际统计数据,进行了内燃机车可靠度、累积损伤度和检修范围优化的算例分析。结果表明,本文所述方法可行,可为进一步提升我国铁路机车检修水平、降低检修成本、确定机车检修规程提供理论上的参考依据。