大型的二冲程船用柴油机被广泛用于海上运输,如游轮、货船等。近年来工业发展与资源、环境等方面之间的矛盾加剧,柴油机燃烧效率和燃烧效果对其可持续发展起到了决定性作用。针对这一问题,提高柴油的雾化质量可以增加液相燃料的表面积,使其与空气接触得更充分、更均匀,有效地提高其传热效率,而喷孔结构对柴油的雾化质量有着很大的影响。本文借助Solidworks三维建模软件设计了不同结构的直孔和交叉孔喷油嘴并研制了相应的样件,基于火焰自然发光法对340船用喷油器开展了不同工况下的燃烧可视化实验,利用Photoshop、ImageJ和Matlab等软件对燃烧图像和实验数据进行处理和分析,研究了环境条件、喷射压力、喷孔直径和交叉角度对滞燃期、燃烧持续期、火焰投影面积、发光强度等燃烧特性的影响。实验结果表明:随着环境压力的升高滞燃期和燃烧持续期缩短,柴油着火初始位置上移,火焰的长度更短,火焰亮度更大;环境温度越高,滞燃期越短,火焰向下发展的距离越短,在高温条件下燃油的蒸发效果更好,燃烧更充分;喷油压力越大,燃油的初始动能越高,着火点位置越靠下,滞燃期和燃烧持续期越短,在燃烧前期火焰面积增长的速率越大;在同种工况下,与直孔相比,交叉孔的滞燃期、燃烧持续期较短,在较低的喷油压力下交叉孔的燃烧效果明显优于直孔,说明交叉孔提升了燃油的雾化效果;同种工况下,随着喷孔直径的增大,直孔和交叉孔滞燃期和燃烧持续期延长,火焰面积的增长速率变快,火焰的发光强度的峰值变大并且在峰值的持续时间变长。随着子喷孔交叉角度的增大,着火的初始位置越来越靠近喷孔,火焰的长度越来越短,并且发光强度在峰值的持续时间变短,产生的碳烟量减少。