La formació de la mescla aire-combustible és un dels processos que tenen un efecte de major importància en les prestacions i les emissions de contaminants dels motors dièsel. Amb l'objectiu d'incrementar el coneixement respecte a este fenomen nombrosos estudis, tant teòrics com experimentals, així com de modelatge fluidodinámic, han sigut desenrotllats al llarg de les últimes dècades. No obstant això, l'estudi del flux en l'interior de les toveres d'injecció, així com el seu efecte sobre l'atomització del combustible i el desenrotllament del raig en les seues primeres etapes, mostra encara incerteses significatives, constituint un repte important per a la investigació en este camp.

En esta tesi es desenrotlla una tècnica de visualització a alta resolució per a la caracterització del raig dièsel en camp pròxim. D'esta manera es pot establir de forma més directa la relació entre les característiques del flux en l'interior dels orificis de descàrrega i la formació del raig. A més, l'obtenció d'imatges amb una gran resolució espacial permet caracteritzar l'estructura del raig de forma més exhaustiva del que és habitual amb altres tècniques.

En este sentit, s'ha analitzat en primer lloc la influència que té l'aparició de cavitació en l'interior dels orificis de descàrrega de les toveres sobre la formació del raig. Per a això s'han utilitzat una sèrie de models simplificats de tovera consistents en làmines d'acer trepades, així com una tovera mona-orifici cilíndrica. Com resultat d'este estudi es pot veure que la cavitació augmenta de forma significativa tant l'angle d'obertura del raig com les irregularitats del contorn del mateix, afavorint el procés d'atomització.

Una vegada estudiada la influència de la cavitación s'han utilitzat tres toveres de geometria cònica, a fi de realitzar un estudi en condicions no cavitantes. Així, es busquen correlacions entre les característiques del raig i paràmetres com el diàmetre d'eixida dels orificis, la velocitat d'eixida del combustible o la densitat existent en la cambra. Finalment, s'utilitza un model unidimensional que definix el comportament axial de les característiques internes del raig per a analitzar alguns dels resultats obtinguts.