发动机作为汽车的核心部件,具有类型繁多,结构复杂、零部件数量多等特点,其维修是汽车维修过程中的重点和难点。在发动机故障维修工作中,存在故障原因查找困难、零部件结构认知不准确、维修操作过程不规范、维修效率低等问题,仅依靠维修人员的维修经验和查询维修手册等传统方法很难保证发动机故障准确高效的维修需求。目前针对发动机故障维修主要依靠电脑诊断软件故障和维修人员依据故障现象和经验查找硬件故障这两种方式,而在使用其他技术辅助发动机故障维修方面的研究很少,不能很好的解决发动机故障维修操作不规范且效率低的问题。本文以发动机为研究对象,针对发动机故障原因查找困难,构建了发动机故障维修知识图谱,实现了维修数据的统一结构化表示,为故障原因的查找和维修资源的推送提供了数据支撑;针对发动机维修过程零部件结构认知困难和操作不规范,研究了用AR技术辅助维修人员解决发动机故障的方法,保证故障维修的规范性和高效性;并综合知识图谱和AR技术设计开发了发动机故障辅助维修系统。首先,对发动机故障检修过程产生的大量维修数据进行分析处理,再通过知识抽取、知识融合、知识加工等技术构建发动机故障维修知识图谱,实现对维修数据的统一结构化表示;然后,以构建的发动机故障维修知识图谱为基础,通过子图匹配、相似度计算等过程实现对发动机故障的维修方法检索,并基于知识图谱中维修工具本体模型,研究了对发动机维修过程中所需维修工具的匹配推送方法;接着,针对AR辅助维修过程所需的关键技术,研究了基于ORB和KLT算法的发动机故障维修虚拟模型三维跟踪注册方法,具体包括特征点检测、特征描述、特征点匹配跟踪等实现故障维修虚拟场景与真实世界的三维跟踪注册,并完成了对辅助维修过程中的虚实融合显示和人机交互方式的设计;最后,以发动机空气滤清器故障维修为例,搭建了发动机故障辅助维修系统,实现了故障检索、维修步骤推送,维修过程AR展示等功能,验证了所提方法的可行性和实用性。本论文的研究方法为发动机故障维修提供了新的思路,对提高发动机故障准确高效的维修具有一定的实际意义,为其他领域设备的辅助维修过程提供了借鉴经验。