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柴油發電機組熱能必須提供一定量的燃料，進入燃燒室和空氣充分混合燃燒才能產生熱量，因此必須有一個燃料系統。它包括柴油箱、機油過濾器、噴油泵和噴嘴等部件。

為了將所獲得的熱能轉化為機械能，需要通過曲軸連桿機構來完成。該機構主要由缸體、曲軸箱、氣缸蓋、活塞銷、連桿、曲軸和飛輪等部件組成。當燃料在燃燒室燃燒時，由于氣體的膨脹在活塞頂部產生壓力，促進活塞進行直線往復運動，在連桿的幫助下將曲軸改為旋轉，使曲軸能夠驅動工作機械（負荷）工作。

為使熱能連續轉化為機械能的設備，還必須配備一套氣門系統，以確保定期吸入新鮮空氣，燃燒后排放廢氣。該裝置由進氣閥、排氣閥、凸輪軸和驅動部件組成。

為了減少柴油機的摩擦損失和保證各部件的正常溫度，柴油機必須有潤滑系統和冷卻系統。潤滑系統應由油泵、機油過濾器和潤滑油通道組成。冷卻系統應由水泵、散熱器、恒溫器、風扇和水套組成。

為了使柴油機能夠快速起動，還必須配置起動裝置來控制柴油機的起動。根據不同的起動方式，起動裝置的部件通常由電動機或氣動馬達起動，而高壓柴油發電機組的啟動通常使用壓縮空氣。