柴油發電機工作原理 柴油發電機組是一種小型發電設備，系指以柴油等為燃料，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、應急柜等部件組成。整體可以固定在基礎上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動使用。柴油發電機組屬非連續運行發電設備，若連續運行超過12h，其輸出功率將低于額定功率約90%。盡管柴油發電機組的功率較低，但由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便于操作和維護，所以廣泛應用于礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護、以及工廠、企業、醫院等部門。 柴油機的工作是由進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個過程來完成的，這四個過程構成了一個工作循環。活塞走四個過程才能完成一個工作循環的柴油機稱為四沖程柴油機。進氣，它的任務是使氣缸內充滿新鮮空氣，壓縮時活塞從下止點間上止點運動，后續燃燒膨脹，排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去，以便充填新鮮空氣，為下一個循環的進氣作準備。當工作沖程活塞運動到下止點附近時，排氣閥開起，活塞在曲軸和連桿的帶動下，由下止點向上止點運動，并把廢氣排出氣缸外。 在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈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，經閉合的負載回路就能產生電流。 這里只描述發電機組基本的工作原理。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、保護器件和回路。

一起回望柴油發電機組的發展史 現代柴油機是在德國機械工程師狄塞爾發明的柴油機的基礎上發展起來的，1892年，德國機械工程師狄塞爾取得了柴油發電機壓縮點火的 。他的做法是以提高發動機的壓縮比來提高熱效率，利用壓縮氣體的高溫來點燃進入汽缸的燃料，這樣做的好處是不但省去了點火裝置和汽化器，而且可以使用比柴油價格更低的柴油做燃料。 狄塞爾經過了5年的實驗，在1897年制成了 臺具有實用價值的壓縮點火柴油發電機，即壓燃式柴油機。與以前的柴油發電機相比，它延長了汽缸內氣體的壓縮過程，大大提高了壓縮終了時氣體的壓力和溫度，實現了不用點火系統而使柴油自動點火燃燒的功能。狄塞爾發明的柴油發動機能將35％的燃料潛能轉變成動力而當時有效的柴油發動機也只能將28％的燃料潛能轉變成動力，這是柴油發電機技術第二次革命性的突破。但是，當時狄塞爾發明的柴油發動機存在著很多的缺點，比如重量重、噪聲大、冒黑煙，排出的大量廢氣會對環境影響很大，而且噴油泵還不完善，從而嚴重限制和影響了柴油機的衄。可以說，狄塞爾先生生前只看到發動機的成功的開端，卻沒有看到柴油機技術的飛躍發展，沒有看到柴油機的廣泛應用。 據資料記載，柴油機技術在1914年以前發展比緩慢，在 次世界期間，由于戰爭的需要柴油發動機開始大量生產，用于軍事目的。柴油發動機柴油發電的發展史真正得到廣泛應用是在1950年左右。早期的柴油機都是四沖程的，1899年德國工程師雨果．古爾德納制造出了二沖程柴油發動機，他把當時采用相同缸徑的四沖程柴油機的功率提高了60％~80％。二沖程柴油機的結構簡單，造價低廉，但其燃油和潤滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差，而且很難制造出功率較大的發動機，所以至今實際使用的功率比較大的柴油機都是四沖程的。 世界上 臺發電機是1831年由英國的物理學家邁克爾·法拉第發明的。當時法拉第在試驗中發現，當磁鐵在線圈中移動時，線圈會產生電流，即今天我們大家所熟知的電磁感應現象。法拉第發現了電磁感應現象之后不久，便利用電磁感應原理發明了世界上 臺發電機，即法拉第圓盤發電機。這臺發電機的構造與現代的發電機不同，在磁場中轉動的不是線圈，而是一個用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個搖柄，圓盤的邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼，用導線把電刷與電流表連接起來；紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場中。當法拉第轉動搖柄使紫銅圓盤旋轉起來的時候，電流表的指針偏向一邊，這說明電路中產生了持續的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺發電機。當年法拉第曾在英國皇家學會上表演他的發電機。當時，有一位貴夫人問法拉第：“這玩藝兒有什么用呢？”法拉第非常有禮貌地回答道：“夫人，新生的嬰兒又有什么用處呢？”這一絕妙的回答受到大家的交口稱贊。 當拉第發明的圓盤發電機雖然非常簡單，它產生的電流甚至不能讓一只小燈泡發光，但是，這是世界上 臺發電機，是它首先向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕。后來，人們在此基礎上將馬蹄形 磁鐵改為能產生強大磁場的電磁鐵，用多股導線繞制的線框代替紫銅圓盤，對電刷也進行了改進，終于制成了功率的可供實用的發電機。目前，即使功率為IGW、10GW的特大型發電機，也是根據法拉第圓盤發電機的基本原理一電磁感應原理制成的。 1866年，德國的電工學家、實業家恩斯脫．韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發電機的基礎上研制出自激勵式發電機，1870年，比利時的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵式直流發電機。在經過不斷改進之后，電機技術已經走向成熟，1877年真正實用的發電機開始進入商業化生產階段。 100多年過去了，正是這簡陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤發電機人類帶入了電氣時代，為人類利用電能做出了重大貢獻。 21世紀是科學技術飛躍發展的時代，特別是電腦技術等高科技成果在柴發電機組上的應用，使柴油發電機組有了更廣闊的發展前景。以柴油機為動力用的柴油發電機組己經是通信等企業必不可少的重要設備。