Виды топлива. Топливом называются горючие вещества, сжигаемые в целях получения тепловой энергии. В судовых двигателях применяется лишь жидкое топливо, на береговых установках и на автомобильном транспорте встречаются газовые двигатели. Твердое топливо в ДВС не применяется.
Основным видом жидкого топлива являются продукты переработки нефти. Жидкое топливо может быть получено также путем переработки угля, сланцев или путем синтеза, но на отечественном флоте такое топливо не используют.
Видов газообразного топлива много. Хорошо известны естественный газ, попутный газ нефтяных месторождений, газ, образующийся при переработке нефти, колошниковый газ металлургических заводов. Бывают газы, получаемые искусственно. На автотранспорте применяют смесь пропана и бутана. В специальных газогенераторах можно газифицировать твердое топливо.
Этим перечислением виды газообразного топлива далеко не исчерпываются.
Как показал опыт эксплуатации автомобилей, при переходе на газообразное топливо выпуск становится менее токсичным. Однако перевод судовых двигателей на газ затруднителен: баллоны для хранения топлива имеют большую массу и громоздки.
Состав топлива. Основными химическими элементами, входящими в состав топлива, являются углерод и водород. Содержание углерода в нефти и нефтепродуктах составляет 83— 87%, водорода 11—14% от всей массы топлива.
Как правило, топливо содержит серу. Хотя этот элемент и горючий, он является вредной примесью. При сгорании серы образуются сернистый и серный ангидриды, вызывающие коррозию металлов, а в соединении с водой образующие еще более коррозионноактивные сернистую и серную кислоты.
Сера может находиться в топливе в виде различных соединений. Некоторые из них: сероводород, меркаптаны (органические соединения типа RSH, где R—углеводородный радикал, например СН3)—являются активновоздействующими на металлы и вызывают коррозию поверхностей, в частности деталей топливной аппаратуры. Общее содержание серы в нефти доходит до 7%, наличие сероводорода в топливе для дизелей стандартами не допускается.
В том или ином количестве в топливе содержатся кислород и азот. Кислород входит в состав различных соединений: органических кислот, смол и других нежелательных примесей. Азотистые соединения на качество топлива не влияют. Содержание их в топливе невелико: кислорода до 1%, азота 0,1 — 0,2%.
Тяжелые сорта топлива могут иметь в составе ванадий. Если содержание его будет больше 0,001%, то образующаяся при сгорании топлива пятиокись ванадия приведет к активной коррозии деталей, соприкасающихся с продуктами сгорания при высокой температуре.
Нежелательной составной частью нефтепродуктов являются высокомолекулярные соединения с плотностью, превышающей 1 г/см3, называемые смолами. Значительное содержание смол в топливе вызывает отложение нагара на стенках цилиндра и поршневых кольцах, увеличивает образование осадков в топливе, способствует нарушению работы топливной системы и повышает коррозионную активность топлива. Нормальным можно считать содержание фактических смол до 50 — 75 мг на 100 мл топлива.
Из остальных веществ, которые может содержать топливо, следует назвать водорастворимые кислоты и щелочи, механические примеси, воду. Кислот и щелочей в топливе быть не должно, так как они вызывают коррозию деталей и стенок емкостей, в которых хранится топливо. Механические примеси загрязняют топливную систему, способствуют износу деталей топливной аппаратуры. В связи с этим даже в тяжелых сортах топлива механических примесей не должно быть больше 0,2%.
Вода может вызвать нарушение нормальной работы двигателя, способствует коррозии и износу деталей. В тяжелых сортах топлива она образует эмульсию, разрушить которую очень трудно. Поэтому содержание воды в тяжелом топливе до 1,5% считается нормальным. В легких сортах воды быть не должно.