柴油机作为工农业生产中的一种十分重要的动力机械，维护其良好的工作性能具有深远意义。但由于柴油机结构本身的复杂性，故障的多样性，其所在工作环境的恶劣性等多方面原因，导致柴油机故障诊断的漏报率、误报率偏高，诊断结果不精确等诸多现实问题。本文首先介绍了柴油机故障诊断的国内外研究现状及典型方法，以及将多源信息融合技术应用到柴油机故障诊断中的必要性。同时对柴油机结构及故障机理进行深入分析，并详细介绍了信息融合的几种方法，得出信息融合应用于故障诊断的可行性，最终利用振动信号和瞬时转速信号的柴油机故障诊断，使得故障诊断效率和结果更接近实际应用水平。在理论分析的基础上，设置了漏油、断油、供油角变化、滤清器堵塞等常见故障，采集并提取了振动信号和瞬时转速信号的特征值。通过多种特征值比较，最后使用了振动信号的小波包能量谱以及转速信号时域曲线的峰谷值差值作为故障诊断的特征值。通过对多个测点的结果进行融合，能明显提高故障诊断的准确度；利用瞬时转速信号在对单缸故障的准确定位的优势，将单缸故障的结果二维化，减小了系统输出信息的同时精确了诊断结果。该诊断系统具有结构简单，计算量小的特点，可以实现现场的在线诊断。同时提出复杂系统故障诊断先定性再定位的诊断思想。