柴油发动机作为挖掘机的动力源，它运行的好坏直接影响到挖掘机运行的动力性、经济性、可靠性、环保以及安全性。因此对柴油发动机进行状态监测与故障诊断以确保挖掘机处于最佳的运行状态是极其重要的。为此，本文展开了对柴油发动机故障诊断的研究。 本文首先对柴油发动机高压油管表面振动机理进行了分析，然后对其振动信号进行研究，结果表明柴油发动机高压油管振动信号是宽带、连续、不规则信号。为此建立了分形理论的故障诊断系统。探讨了分形的基本概念，研究了相空间重构理论，特别是相空间重构的两个重要参数——嵌入维数和时间延迟的选择，并给出了物理意义明确、方法简单的时间延迟与嵌入维数的选择方法。在此基础上，利用主分量分析的方法对柴油发动机振动信号进行了分形判别。基于分形理论，采用计算方法简单，易于实现的GP算法来求取振动信号的特征参数——关联维数，从而实现柴油发动机故障诊断。由于关联维数对噪音非常敏感，且工程实际中采集的振动信号往往含有大量噪音，因此，本文提出了利用奇异值降噪的方法来对实际信号进行降噪。并在湖南山河智能的SWE85液压挖掘机上进行了试验研究，试验结果表明，降噪后的关联维数可以准确地为工作状态分类。 本文重点研究了主分量分析、相空间重构、关联维数以及奇异值降噪与故障诊断相融合的技术，为柴油发动机运行状态的数据分析和特征提取提供完整的分析体系。