柴油發電機組是一種獨立的發電設備，係指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發電機發電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急櫃等部件組成。柴油發電機組屬非連續運行發電設備，若連續運行超過12h，其輸出功率將低於額定功率約90%。儘管柴油發電機組的功率較低，但由於其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便於操作和維護，所以被廣泛應用(礦山、鐵路、野外工地、工廠、醫院等)。
柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。
在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾後的潔淨空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為「作功」。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。
將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用「電磁感應」原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載迴路就能產生電流。
這是發電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發電機控制、保護器件和迴路。
柴油發動機的燃燒過程
柴油在氣缸內燃燒是一個複雜的物理－化學變化過程，燃燒過程的完善程度，直接影響著柴油機的作功能力、熱效率和使用期限，其燃燒過程劃分為四個階段：
1.燃燒準備階段(滯燃期)
從燃油噴入到著火開始這一時期為燃燒準備階段。在這一階段，燃油需加熱、蒸發、擴散並與氣流混合等物理準備過程，以及分解、氧化等化學準備過程。
2.速燃階段
從著火開始到氣缸內出現最高壓力時止的這一階段。當少量柴油著火以後，可燃混合氣的數量繼續增加火焰迅速傳播，燃燒速度加快，放熱速率高。氣缸內的壓力和溫度急劇升高。但壓力升高過快時，會使曲柄連桿機構受到很大的衝擊載荷，並伴隨有尖銳的敲擊聲，柴油機工作粗爆，這種情況應予以限制。為使柴油機工作平穩，最大壓力增長率不應超過292kPa～588kPa/1°(曲軸轉角)。
3.主燃階段(緩燃期)
從爆發壓力出現點到最高燃燒溫度出現點之間的階段為主燃階段。本階段的特點是噴油已經結束，大部分的燃油在此期間燃燒，放出總熱量的約80%左右，燃氣溫度上升到最高點。但由於活塞的下移，氣缸容積增大，所以氣缸內的壓力變化不大。供油在這一階段結束。
4.過後燃燒階段
從最高燃燒溫度點到燃燒結束止的階段。在這一階段，氧氣已大量消耗，後期噴入的燃油就沒有足夠的氧氣與之混合進行燃燒，加之活塞的進一步下移，氣缸內壓力和溫度有較大的下降，使燃燒條件更加惡化，以致燃油燃燒不完全，出現排氣冒黑煙現象，使有關零部件熱負荷增加，影響柴油機經濟性和使用壽命，所以應盡量減少後燃期的燃燒。
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