往復機械種類很多， 有往復式壓縮機、內燃機（柴油機及汽油機）， 往復泵等、其應用範圍十分廣迂， 因此， 和旋轉機械一樣， 對往復機械進行狀態監測與故障診斷具有十分重要意義．
往復機械的故障主要有兩種， 一種是結構性的故障， 另一種是性能方面的故障， 結構性故障是指零件磨損、裂紋、裝配不當、動靜部件間的碰磨、油路堵塞等， 而性能方面故障表現在機器性能指標達不到要求， 如功率不足， 油耗量大等．顯然， 結構性故障會反映機器的性能指標， 而通過性能指標的評定， 也可反映結構性故障的存在和其嚴重程度．
對於往復機械的監測和診斷， 一般應用振動診斷法是有效的， 還須輔以其它的檢測方法和手段， 如溫度監測， 油樣的光譜、鐵譜分析及性能參數的測定等．
對往復機械性能監測可以瞭解其工作情況並有助於判斷其故障， 對往復機械中的內燃機來說具體的監測內容有。
1．汽缸的壓力檢測
監測汽缸壓力可以檢查燃油燃燒是否處於良好狀態， 內燃機燃油的耗量與燃燒狀態存在密切關係．汽缸中的燃燒過程是與燃油的品質， 預熱溫度及噴油系統工作狀態有關， 因此監測汽缸壓力具有十分重要意義．
以曲軸轉角作為時間橫坐標， 以氣缸壓力為縱坐標的示功圖包含有豐富的資訊， 我們可以利用示功圖上壓力膨脹線上某一固定曲柄轉角時的壓力值來獲得有關燃燒好壞的資訊， 如過後燃燒或燃燒阻滯方面資訊．根據示功圖上最高壓縮壓力及壓力升高率， 通過計算可以得到內燃機功率值， 燃燒放熱規律等性能指標， 還可以判斷氣閥，
對各汽缸測得的壓力值進行互相關分析也有助於內燃機的工況監測與故障診斷．試驗表明， 對於調整良好的內燃機， 茗缸壓力信號之間的互相關係數峰值應近似為1， 峰值之間所對應的時延即為兩缸之間的發火間隔角， 對於同一汽缸， 利用不同樣本的壓力變化值進行互相關分析也可對汽缸工作過程有無異常進行檢查， 如各缸工作過程不均衡， 則互相關曲線將出現異常，
除對汽缸壓力進行監測外， 對高壓油路壓力信號的監測可以分析噴油器和噴油泵的工作狀態及故障， 同時還可監視供油提前角的變化．
2．溫度信號的檢測
溫度是柴油機工作時最基本的熱工參數．它對柴油機的綜合性能指標影響很大， 是既方便檢測又可進行有效診斷的參數．溫度信號包括柴油機的水溫、油溫， 排氣溫度及軸承溫度等．
3．起動性能的檢測
起動性能是柴油機的重要指標， 影響起動性能的主要因素是起動動力源性能， 起動機性能， 氣缸壓縮性能、供油系統、進氣系統以及環境溫度等， 為此應對動力源（蓄電池）的性能、氣缸壓縮性能、供油壓力波、進氣壓力波、起動暫態轉速等進行檢測， 據此進行單項或多項相關性診斷．
4．動力性能的檢測
動力性能是柴油機的核心， 影響動力性能的因素主要有汽缸的氣密性、供油量、噴油提前角、進氣量等．可以利用內燃機暫態轉速變化對氣密性和動力性進行監測和診斷．
5．增壓系統的檢測
目前， 大部分柴油機（除高速小型柴油機外）都裝有廢氣渦輪增壓器， 增壓器工作好壞直接影響主機工作的狀態．因此， 為了監測渦輪與壓氣機的效率， 需要測量渦輪進出口壓力、溫度及其轉速．對於壓氣機也要測量相應的溫度與壓力參數．
對中間冷卻器中增壓空氣壓降的監測可以瞭解冷卻器的污染程度， 對空氣篩檢程式前後壓降的監測可以確定篩檢程式有否堵塞現象．
6．進排氣系統的檢測
進排氣系統監測的內容有。 進排氣壓力， 各缸支管排氣溫度， 總管排氣溫度及排氣的成分等， 各缸排氣溫度的變化將反映進排氣閥及噴油器工作狀況．暫態排氣溫度的測定能監測噴油器的故障， 對於往復式空壓機性能監測參數，除各點溫度、壓力外，尚應監測排氣量及汽缸的漏氣量，以瞭解氣閥，活塞等的工作狀態．
往復機械中燃油品質惡化，捧氣閥洩漏，活塞環磨損，冷卻器失效等故障會對其性能參數發生影響，反之，若往復機械性能發生變化也可判別其故障的存在，因此，利用往復機械性能的監測來判別其故障是一種方便、實用的診斷方法。
對於往復式空壓機性能監測參數，除各點溫度、壓力外，尚應監測排氣量及汽缸的漏氣量，以瞭解氣閥，活塞等的工作狀態．往復機械中燃油品質惡化，捧氣閥洩漏，活塞環磨損，冷卻器失效等故障會對其性能參數發生影響，反之，若往復機械性能發生變化也可判別其故障的存在，因此，利用往復機械性能的監測來判別其故障是一種方便、實用的診斷方法。