Načelo zasnove dizelskega generatorja temelji na globokem razumevanju termodinamike, mehanskega prenosa in elektromagnetne indukcije, s čimer se s sistematično integracijo doseže učinkovito pretvorbo kemične energije goriva v električno energijo. V bistvu je sestavljen iz dizelskega-motorja na vžig s kompresijo, ki je povezan s sinhronim ali asinhronim generatorjem, dopolnjenim s podsistemi za dovod goriva, hlajenje, mazanje, sesanje in izpušne pline, krmiljenje in varnostno zaščito, ki tvori popolno napravo, ki je sposobna stabilno oddajati električno energijo v različnih pogojih delovanja. Razumevanje njegovih načel oblikovanja pomaga pri razumevanju smeri optimizacije zmogljivosti in meja inženirskih aplikacij.
Dizelski motor je vir energije celotnega stroja, njegova osnovna zasnova pa je v zgorevalnem ciklu-na kompresijski vžig. Za razliko od motorjev na-iskrivni vžig dizelski motorji med sesalnim taktom črpajo čisti zrak in ga pri visokem kompresijskem razmerju stisnejo do visoke-temperature, visokega{4}}tlaka, s čimer dvignejo temperaturo zraka nad točko samodejnega-vžiga dizelskega goriva. Na tej točki visoko{7}}črpalka za gorivo vbrizga dizelsko gorivo v razpršeni obliki v zgorevalno komoro. Dizelsko gorivo hitro izhlapi in se zmeša v zraku z visoko{9}}temperaturo, nato se spontano vžge in zgori, pri čemer se sprosti velika količina toplotne energije, ki poganja bat, da opravlja delo. Kompresijski vžig odpravlja potrebo po sistemu vžiga, kar ima za posledico relativno poenostavljeno strukturo in visoko zanesljivost. Kompresijska razmerja se običajno gibljejo od 15:1 do 22:1, kar vodi do znatno večje toplotne učinkovitosti kot pri bencinskih motorjih, ki presega 40 %. To je temeljni vir ekonomičnosti porabe goriva pri dizelskih generatorjih.
V smislu zasnove mehanskega prenosa se izmenično gibanje bata prek ojnic pretvori v rotacijsko gibanje ročične gredi. Več{1}}valjni motorji z racionalno razporeditvijo zaporedja vžiga zagotavljajo stalen in enakomeren izhod navora iz ročične gredi. Izhodni konec ročične gredi je povezan z rotorjem generatorja prek sklopke ali gibljivega diska, kar zagotavlja gladek prenos moči in učinkovito blaženje vibracij. Blok cilindra motorja, glava valja, ohišje motorja in drugi-nosilni deli morajo biti načrtovani za trdnost in togost na podlagi največjega porušitvenega tlaka in vztrajnostnih sil, z ojačevalnimi rebri in ustrezno debelino sten na kritičnih območjih, da se prepreči odpoved zaradi utrujenosti.
Načelo zasnove generatorja temelji na zakonu elektromagnetne indukcije. Rotor se vrti v magnetnem polju, ki ga vzpostavljajo navitja statorja, in reže magnetne linije sile, da ustvari inducirano elektromotorno silo. V sinhronskih generatorjih lahko magnetno polje rotorja tvori enosmerni tok, ki ga dovaja vzbujevalni sistem, ali trajni magneti, medtem ko statorska tri{2}}fazna navitja oddajajo izmenični tok. Zasnova se mora ujemati z značilnostmi izhodnega navora motorja z elektromagnetno obremenitvijo generatorja, da zagotovita nazivno napetost in frekvenco blizu nazivne hitrosti in ohranita stabilno izhodno moč pri nihanjih obremenitve. Regulator napetosti in regulator hitrosti tvorita krmilni-sistem z zaprto zanko, ki vzdržujeta konstantno napetost oziroma stabilno hitrost in tako zagotavljata kakovost električne energije.
Zasnova sistema za dovod goriva se vrti okoli natančnega merjenja in atomizacije. Sodobni-sistemi skupnega voda pod visokim tlakom lahko dvignejo tlak goriva na več kot 2000 barov, pri čemer elektronska krmilna enota natančno nadzoruje količino in čas vbrizga v skladu z delovnimi pogoji za optimizacijo procesa zgorevanja, uravnoteženje moči, emisij in hrupa. Sesalni in izpušni sistem morata zagotavljati zadosten dovod svežega zraka in učinkovit odvod izpušnih plinov. Tehnologija turbopolnjenja in vmesnega hlajenja lahko poveča gostoto vsesanega zraka, izboljša moč in zmanjša toplotno obremenitev; dušilec izpušnih plinov in katalizator se uporabljata za nadzor hrupa in zmanjšanje škodljivih emisij.
Hladilni in mazalni sistemi so zasnovani tako, da vzdržujejo delovanje sestavnih delov pri primerni temperaturi in pogojih trenja. Vodno{1}}hlajeni sistemi se zanašajo na vodno črpalko, ki poganja kroženje hladilne tekočine, ki odvaja toploto iz bloka cilindrov in izpušnih plinov skozi hladilnik; zračno{2}}hlajeni sistemi uporabljajo rebra in ventilator za hlajenje s prisilno konvekcijo. Mazalni sistem uporablja oljno črpalko za vzpostavitev kroženja tlaka, ki oskrbuje torne pare, kot so ležaji ročične gredi, odmične gredi in batni obročki, kar zmanjšuje obrabo in pomaga pri odvajanju toplote.
Zasnova nadzornega in varnostnega sistema združuje zaznavanje, logično presojo in aktuatorje za spremljanje parametrov, kot so hitrost, temperatura, tlak, napetost in tok v realnem času. Sproži alarme ali zaščitne izklope v primeru nenormalnosti in ima zmožnosti daljinskega nadzora in beleženja podatkov, kar izboljšuje inteligentno delovanje in vzdrževanje.
Na splošno načelo zasnove dizelskih generatorjev temelji na -termodinamičnem ciklu z visokim izkoristkom, doseženem z zgorevanjem na kompresijski vžig. Pretvorba energije je zaključena z mehanskim prenosom in elektromagnetno indukcijo, ki ju dopolnjuje več-sodelovanje podsistemov, da se zagotovi stabilno, varno in okolju prijazno delovanje. Ta okvir vodi celoten postopek od izbire komponent in strukturne postavitve do sistemske integracije in ujemanja zmogljivosti, kar mu omogoča zagotavljanje zanesljive moči in električne podpore v različnih scenarijih uporabe.
