本文介绍的是长春工业大学承接的吉林省科技厅的项目《汽车发动机机械故障诊断》中的一部分。 发动机机械系统出现故障后，通常会产生非正常的振动，所以利用振动传感器直接采集发动机振动信号，并通过计算机对信号进行适当的谱分析和分类的方法，实现用仪器取代人完成发动机机械系统的故障诊断任务。汽车发动机机械故障诊断仪系统是一种基于上述基本原理的智能仪器系统。而且利用该系统，可以实现对调试、运行中的发动机进行在线检测与故障诊断，由此为连续生产过程中的发动机调试、维修过程中判断和确定故障原因、以及设计过程中发动机震源的分析和确定等工作，提供技术和设备上的支持。 本文针对发动机机械系统故障振动信号的特点，设计了硬件电路，并进行了传感器、调理模块、和数据采集卡的工作特性的实验研究。实验证明，该系统能够方便的利用VC软件操作平台通过硬件电路部分来采集和提取发动机的振动信号，效果良好。 论文以现代测试技术、信号处理、模式识别等理论为基础，以频谱分析即在频率域对故障信号进行分析的方法为主线，深入细致的研究了发动机故障的特征提取和故障诊断方法。在频域范围内，对其进行了快速傅立叶变换分析、自功率谱密度分析、细化谱分析、倒频谱分析和解调分析等方法。证明了在频域范围内能够得到用于描述故障特征的特征值。特征抽取采用了基于欧式空间的类间类内距离度量法，对所得到的所有特征进行特征抽取。对采集到的发动机故障信号进行了大量实验。证明了这种方法是对特征进行分类的一种行之有效的方法。