دیزل ژنراتور یک دستگاه قدرتی است که از سوخت دیزل استفاده می کند و یک موتور احتراق داخلی تراکمی- را برای خروجی انرژی الکتریکی به حرکت در می آورد. اصل اصلی آن در تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی گرمایی از طریق احتراق و سپس به انرژی الکتریکی از طریق انتقال مکانیکی نهفته است. کل فرآیند شامل چندین مرحله مرتب شده، از جمله جذب، فشرده سازی، احتراق، انبساط، اگزوز و تولید نیرو است که نبوغ مهندسی اتصال موثر انرژی حرارتی و مکانیکی را نشان می دهد.
چرخه کاری با فرآیند جذب شروع می شود. در طول کورس ورودی، پیستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرده پایین حرکت می کند، دریچه ورودی باز می شود و هوای تحت فشار و خنک به داخل سیلندر کشیده می شود. از آنجایی که موتورهای دیزل به منبع احتراق خارجی متکی نیستند، هوای ورودی به سیلندر باید به میزان قابل توجهی فشرده شود تا از احتراق خودکار سوخت اطمینان حاصل شود. بنابراین، کافی بودن حجم هوای ورودی به طور مستقیم بر دما و فشار در انتهای فشرده سازی بعدی تأثیر می گذارد.
سپس فرآیند فشرده سازی آغاز می شود. دریچه ورودی بسته می شود و پیستون از نقطه مرگ پایین به نقطه مرگ بالا حرکت می کند و هوای ورودی را به حجم بسیار کمی فشرده می کند. در این مرحله، فشار سیلندر می تواند تا 3-5 مگاپاسکال و دما تا 500-700 درجه افزایش یابد و شرایط لازم برای احتراق خودکار سوخت دیزل ایجاد شود. نسبت تراکم معمولاً بین 15:1 و 22:1 است که بسیار بیشتر از موتورهای بنزینی است که دلیل اصلی راندمان حرارتی بالای موتورهای دیزلی است.
هنگامی که پیستون به نقطه مرگ بالا نزدیک می شود، سیستم تزریق سوخت، سوخت دیزل را به عنوان گاز اتمیزه شده با فشار بالا به محفظه احتراق تزریق می کند. در هوای با فشار-بالا-دما، سوخت دیزل به سرعت تبخیر میشود و با هوا مخلوط میشود و منجر به احتراق خودکار-میشود. فرآیند احتراق مقدار زیادی انرژی گرمایی را در مدت زمان بسیار کوتاهی آزاد میکند و باعث میشود فشار سیلندر به شدت به 6{10}}9 مگاپاسکال افزایش یابد و دما از 1800 درجه فراتر رود. این مرحله را سکته احتراق و انبساط می نامند. گاز با دمای بالا و فشار بالا، پیستون را به سمت پایین هل میدهد و حرکت خطی را از طریق شاتون به حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل میکند و کار مکانیکی را تولید میکند.
پس از انبساط، فرآیند اگزوز آغاز می شود. دریچه اگزوز باز می شود و پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می کند و گازهای خروجی احتراق را از سیلندر خارج می کند و فضایی را برای چرخه بعدی باز می کند. این چرخه بسته چهار حرکت را تکمیل می کند: ورودی، فشرده سازی، احتراق و انبساط، و اگزوز. در یک موتور دیزل چند سیلندر، هر سیلندر در یک فاز پلکانی عمل میکند و از قدرت چرخشی مداوم و صاف به میل لنگ اطمینان میدهد.
این توان چرخشی از طریق فلایویل و کوپلینگ به ژنراتور منتقل می شود. در داخل ژنراتور، روتور در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیمپیچهای استاتور میچرخد و بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی، نیروی الکتریکی متناوب را در سیمپیچها ایجاد میکند. پس از یکسوسازی یا تنظیم، این نیروی الکتروموتور جریان متناوب استاندارد را تولید می کند. دیزل ژنراتورهای مدرن مجهز به کنترل الکترونیکی سرعت و دستگاه های تنظیم خودکار ولتاژ هستند که می توانند سرعت و ولتاژ خروجی را در زمان واقعی تصحیح کنند تا کیفیت توان پایدار را تضمین کنند.
در طول کل عملیات، سیستم تامین سوخت مسئول تزریق دقیق سوخت با توجه به شرایط عملیاتی است. سیستم خنک کننده گرما را از بلوک سیلندر و گازهای خروجی خارج می کند. سیستم روانکاری اصطکاک و سایش قطعات متحرک را کاهش می دهد. و سیستم های ورودی و خروجی جریان هوای صاف و حذف موثر گازهای خروجی را تضمین می کنند. عملکرد هماهنگ این زیرسیستمها احتراق کارآمد، عملکرد صاف و حفظ ویژگیهای خروجی تحت بارهای مختلف را تضمین میکند.
به طور خلاصه، اصل کار یک دیزل ژنراتور این است که انرژی شیمیایی سوخت دیزل را از طریق احتراق اشتعال تراکمی به انرژی حرارتی تبدیل می کند، سپس از انبساط برای فشار دادن پیستون و تولید انرژی مکانیکی استفاده می کند که در نهایت توسط ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. ساختار قوی، سازگاری قوی، و قابلیت های راه اندازی سریع- آن را در زمینه های برق پشتیبان و منبع تغذیه مستقل غیرقابل جایگزین می کند.