利用内燃机缸盖振动加速度信号提取燃烧激励响应信号,对内燃机故障诊断、闭环控制和解决新型燃烧技术带来的着火和变工况运行控制困难等问题具有积极意义和实际应用价值。但内燃机缸盖振动加速度信号由燃烧激励响应信号和非燃烧激励响应信号共同组成,且振动信号与激励信号间存在相位偏差,难以直接从振动信号中提取出准确的燃烧过程信息。本文分析了内燃机主要激励源及其振动加速度信号的特性;利用主成分分析法从振动加速度信号中识别出了燃烧激励响应信号并辨识出了部分燃烧特征参数;根据燃烧激励响应信号贡献度,提出了一种振动信号与激励信号间相位偏差的修正方法;研究了燃烧信息提取方法在车辆行驶工况下的可植性。论文主要研究工作如下:（1）主要激励源及其振动信号特性分析。基于SD2100TA柴油机有限元模型,模拟了缸内压力、往复惯性力、活塞拍击和活塞侧压力单独作用下产生的振动加速度信号,利用同步压缩小波变换技术分析了各激励源及其响应信号的时频特性。结果表明,燃烧激励响应信号与非燃烧激励响应信号在时、频域均存在耦合。在1650 r/min、40 N·m工况下,对燃烧激励振动加速度信号而言,往复惯性力振动加速度属于低频干扰信号,其最大振幅比燃烧激励最大振幅小三个数量级;活塞拍击振动加速度属于高频干扰信号,其最大振幅与燃烧激励最大振幅处于同一数量级;活塞侧压力振动加速度的能量分布与燃烧激励振动加速度类似,主要集中于2062.5 Hz频带内,其最大振幅比燃烧激励最大振幅小两个数量级。（2）燃烧激励响应信号提取及相位偏差修正。提出了基于主成分分析法从振动加速度信号中提取燃烧激励响应信号,并利用燃烧激励响应信号贡献度和特征参数相位偏差间线性关系修正相位偏差的方法。结果表明,主成分分析法能从缸盖振动加速度信号中提取出两个主要成分,且贡献度较大的主成分的回归曲线与缸内压力二阶导数曲线的变化规律基本一致,可用于表征燃烧激励响应信号。此外,燃烧激励响应信号贡献度随着转速的提高而减小,特征参数相位偏差随着转速的提高而增大,基于两者间的线性关系设计出偏差修正曲线,修正后的特征参数相位偏差均在±1°CA范围内。（3）燃烧信息提取方法在车辆行驶工况下的可植性研究。基于柴油机-悬架简化模型,模拟了不同形式的路面激励响应信号,采用单因素分析方法讨论了路面激励对燃烧参数辨识的影响。结果表明,路面激励响应信号属于低频大幅值的干扰信号,限制了燃烧特征参数的辨识工作。改变路面激励的位移幅值、频率和相位信息时均会影响辨识结果,且三因素间相互干扰。基于此,提出一种低通滤波器协同主成分分析法从车辆行驶工况下的缸盖振动加速度信号中提取燃烧激励响应信号的方法。结果表明,利用低通滤波能有效剔除路面激励响应信号,利用主成分分析法从处理后的振动加速度信号中仍能辨识出燃烧激励响应信号。但在利用低通滤波剔除路面激励响应信号的同时,也剔除了部分燃烧激励响应信号的能量,导致其贡献度有所降低。