分形是一门新学科,把分形理论应用于内燃机湍流火焰的燃烧,是近年来分析内燃机燃烧过程的新方向。可以采用分形理论分析湍流火焰的燃烧,从中提取出分形维数作为特征信息,计算出质量燃烧率。本文首先对汽油机燃烧模型进行了综述性回顾,以湍流燃烧速度为切入点,提出了将分形理论用于发内燃机燃烧过程的新方法,介绍了分形理论,并对汽油机燃烧分形模型需提取的参数进行分析。本文以汽油机燃烧火焰为研究对象,运用分形理论对其进行实验研究。其中包括将春风水冷172型发动机改造成电喷、可变点火提前角、可精确控制冷却液温度的光学发动机;开发可控制高速摄像机同步拍摄的ECU;将所拍摄数字图像进行预处理;编写基于MATLAB的计算火焰分形维数的程序等。通过图像处理得出火焰维数的上、下截止尺度为:Lmax=13.08mm,Lmin=0.84mm。在爆震点以后,点火提前角越大,分形维数越高;大比例掺烧乙醇,燃烧效果不好;在650～1050rpm/min时,分形维数与发动机转速成正比;燃烧火焰的分形维数,随混合气的加浓而变大。