面对环境污染和化石资源短缺等问题,为了提高柴油机燃油的利用效率,减少尾气排放,需要对缸内燃烧过程及污染物生成机理进行深入研究,因此对柴油机缸内燃烧过程中的燃烧温度、碳烟浓度的研究显得尤为重要。本文利用定容燃烧弹实验平台模拟柴油机缸内工作状况,分别选用背光法、直拍法拍摄柴油喷雾蒸发及燃烧过程,通过柴油喷雾液相贯穿距和燃烧火焰升举长度的变化探究不同工况条件下柴油喷雾蒸发和燃烧过程。发现液相贯穿距随充气密度的减少而增大,火焰升举长度随充气密度、环境温度的增大而减小,充气密度增大情况下火焰扩散速度减慢,达到温度峰值的时间延后。基于双色法测温原理,选用黑体炉装置对成像系统进行标定,得到了图像强度值与绝对辐射强度的线性关系,并验证其准确性。通过MATLAB软件对喷雾燃烧图像进行处理得到火焰边界,采用数值迭代方法求解得到火焰燃烧区域温度场及碳烟KL因子云图。分析缸内燃烧情况随环境因素的变化关系,发现火焰区域的平均温度随进气密度,环境温度以及氧浓度的增加而变大,其中环境温度对于火焰区域平均温度的影响更大;在喷雾燃烧的准稳态阶段,火焰区域平均温度基本保持不变;在喷雾燃烧过程中,火焰头部逐渐发展为高温区域,且边界面处局部当量比低,温度高于中心缺氧区域;火焰与可燃气体的浓混合区碳烟KL因子较大,生成大量碳烟。比较R、G、B不同通道下温度场计算结果,为后期柴油机缸内燃烧温度测量提供了参考依据。通过对火焰区域温度场及碳烟场的测量可以有效地得到缸内瞬时火焰燃烧状况,有利于进一步的组织缸内燃烧过程。