Resum L'objectiu d'aquesta tesi doctoral ha sigut el desenvolupament de metodologies completes per a la caracterització experimental dels processos d'injecció de combustible, evaporació i formació de mescla, autoencesa i combustió en toveres reals de múltiples orificis en motors Diesel. Per a aconseguir aquest objectiu s'han implementat diferents tècniques de visualització i s'han desenvolupat algoritmes per al processat automàtic de les imatges. L'estudi de visualització del doll líquid, en instal$\cdot$lacions experimentals d'un o més accessos òptics amplis, s'ha centrat en l'anàlisi de l'efecte de la configuració opto-electrònica sobre la qualitat de les imatges, i s'han dissenyat i avaluat nous algoritmes de processat. Com aportació innovadora s'ha generalitzat l'algoritme de segmentació LRT per al cas de distribucions no normals. Per a l'estudi de l'evaporació de dolls, reactius o inerts, s'han implementat les tècniques de Schlieren i Shadowgraph en dues variants bàsiques segons la disponibilitat d'accessos: mètode de transmissió i mètode de doble pas. Es va realitzar un estudi teòric-experimental complet, amb la finalitat de precisar les variables que afecten la sensibilitat i identificar les principals fonts d'error a l'anàlisi de les imatges. Els algoritmes proposats tenen com a base els de segmentació de doll líquid amb xicotetes modificacions al càlcul del nivell digital llindar. L'estudi de l'autoencesa i combustió es va dur a terme mitjançant el registre de l'emissió natural de quimioluminescència dels radicals CH i OH i de la radiació tèrmica del sutge. S'analitza la sensibilitat del mètode de visualització a la configuració de l'instrumental d'adquisició, i es planteja una metodologia d'anàlisi de les imatges basada en l'estudi estadístic de les distribucions espacials d'intensitat.