针对往复压缩机气阀断裂型故障危害下故障振动波形的变异特点,为提高常见的气阀阀片失效后期断裂型故障的识别率,提出一种基于最优变分模态分解(OVMD)和三维奇异谱融合的诊断算法。通过VMD参数优化,利用多重分形去趋势波动分析(MFDFA)提取模态分量的三维奇异谱参数分析,结合核主分量分析降维提取不同工况模态分量的特征值,并建立完整的OVMD_MFDFA融合诊断识别方案。模拟试验和算法对比证实,该法能有效提高环状气阀阀片断裂故障诊断效率和准确性。