Основные типы вагонов
Вагонный парк состоит из двух основных групп вагонов — пассажирских и грузовых.
Грузовые вагоны. Эти вагоны различают по количеству осей. грузоподъемности и приспособленности для перевозок определенных видов грузов. На железных дорогах СССР обращаются четырех-, шести- и восьмиосные вагоны, а также многоосные специальные вагоны. В основном грузовой парк состоит из четырехосных вагонов. Расширяется постройка большегрузных восьмиосных полувагонов и цистерн. В зависимости от рода перевозимых грузов вагоны разделяются на крытые, полувагоны, платформы, цистерны, изотермические и специального назначения.
Крытые вагоны предназначены для перевозки ценных грузов и грузов, требующих защиты от атмосферных воздействий. В них перевозят зерно, тарные и штучные грузы и ряд других. В крытом цельнометаллическом вагоне боковые стены кузова снабжены люками. В металлической крыше сделаны четыре загрузочных люка с автоматически запирающимися крошками. Цельнометаллические самоуплотняющиеся двери кузова в нижней части снабжены разгрузочными люками, через которые выгружается часть зерна для уменьшения давления на дверь перед ее открытием. Уплотнение двери достигается применением резиновых прокладок специального профиля в местах сопряжения со стойками кузова и специальными пазами у порога. В вагонах с самоуплотняющимися дверями зерно перевозят без применения хлебных щитов. У четырехосных крытых вагонов прежней постройки для перевозки зерна ставят хлебные щиты в дверные проемы.
Полувагоны составляют значительную часть грузового вагонного парка, используемую наиболее интенсивно. Полувагон не имеет крыши, а пол его составлен из разгрузочных люков. Люки закрываются специальными запорами и снабжены юре ионам и для облегчения их закрывания.
Полувагоны предназначены для перевозки массовых сыпучих и навалочных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков,— руды, леса, угля, металла, а также автомашин, сельскохозяйственной техники и др. Этот тип вагона позволяет широко применять механизированную погрузку и выгрузку, в том числе и на вагоноопрокидывателях. Перевозка таких массовых грузов, как руда, каменный уголь, лес и др., осуществляется маршрутами. Практика показала, что для маршрутных перевозок массовых тяжелых грузов, особенно на грузонапряженных направлениях, нужны большегрузные восьмиосные полувагоны с повышенными нагрузками на 1 м пути.
Платформы предназначены для перевозки длинномерных грузов (рельсов, лесоматериалов), контейнеров, а также автомобилей и различных автодорожных и сельскохозяйственных машин. Четырехосная платформа с цельнометаллическими бортами является основным типом платформ.
В цистернах перевозят массовые жидкие грузы, нефтепродукты. В зависимости от рода перевозимого нефтепродукта цистерны специализируются и снабжаются приборами для верхнего или нижнего слива. Кузов цистерны представляет собой котел цилиндрической формы с колпаком в верхней части. На котлах цистерн для перевозки бензина устанавливаются предохранительные клапаны. Для перевозки бензина и светлых нефтепродуктов используются цистерны грузоподъемностью 62 т, оборудованные универсальным сливным прибором.
Строятся большегрузные восьмиосные цистерны для перевозки нефтепродуктов, что позволяет так же, как и в восьмиосных полувагонах, перевозить больше грузов при той же длине поезда, сформированного из четырехосных цистерн.
В парке грузовых вагонов все большее значение приобретают, вагоны специального назначения, т.е. приспособленные для перевозки определенных видов массовых грузов. Ниже приводятся некоторые типы таких специализированных вагонов.
Вагоны для перевозки зерна - это четырехосный цельнометаллический крытый вагон с наклонными стенами, образующими бункера, служащие емкостями для зерна и удобными для разгрузки. В крыше сделаны герметически закрывающиеся люки, через которые производится загрузка зерна.
Подобные типы специализированных вагонов имеются и для перевозки цемента, окатышей. Четырехосный хоппер-дозатор используется для перевозки щебня и снабжен дозирующим устройством, очень удобным при производстве путевых работ.
Для перевозки навалочных грузов промышленными предприятиями используются вагоны-думпкары. Они имеют пневматическое оборудование для наклона кузова при разгрузке груза.
В парке имеются разнообразные типы цистерн для перевозки жидких, сжиженных и порошковых грузов. Имеются цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов (мазута, смазочных масел), котлы которых имеют обогревательные рубашки. Для подогрева груза при сливе пар подается, а рубашку с выпуском его через два патрубка, расположенных по концам в нижней части рубашки. К этой группе относятся и цистерны для перевозки молока, котлы которых изготовлены из нержавеющей стали и снабжены теплоизоляционным слоем. Имеются цистерны для перевозки спирта, кислот и других грузов.
Строят специальные четырехосные двухъярусные платформы для перевозки легковых автомобилей, а также платформы для перевозки крупногабаритных контейнеров. Вагоны-транспортеры различной грузоподъемности строят для перевозки тяжеловесных и крупногабаритных грузов (роторы, генераторы, турбины, трансформаторы и др.). Мощные рамы-балки, изогнутые в средней части, обракуют погрузочную площадку с пониженным расположением пола. Рама опирается на многоосные тележки.
Изотермические вагоны используют для перевозки скоропортящихся грузов. Для этой цели выпускают вагоны с машинным охлаждением, получившие название рефрижераторных. Такие вагоны соединяют в поезда или секции по 23, 23, 12 или 5 единиц. В поезд или секцию входят вагоны, в которых размещено электросиловое и холодильное оборудование. Получают все большее распространение автономные рефрижераторные вагоны с индивидуальным машинным охлаждением и электрическим отоплением. Имеются изотермические вагоны с льдосоляным охлаждением — так называемые вагоны-ледники, а также специальные вагоны для перевозки живой рыбы, вина и других продуктов.
Пассажирские вагоны. Вагоны пассажирского парка подразделяют на вагоны для перевозки пассажиров, почтовый, багажные, вагоны-рестораны и вагоны специального назначения. Вагоны дальнего следования приспособлены для продолжительного пребывания в них пассажиров. Такие вагоны бывают купейными с мягкими, жесткими или полужесткими местами для лежания и некупейные (открытые) с жесткими пли полужесткими местами.
Вагоны местного (межобластного) и пригородного сообщения предназначены для перевозки пассажиров на короткие расстояния. В них имеются жесткие или мягкие (постоянные или откидные) места для сидения. Вагоны-рестораны курсируют в пассажирских поездах дальнего следования.
Пассажирские вагоны всех типов строят четырехосные с цельнометаллическим кузовом длиной 23,6 м. В каждом купе вагона дальнего следования расположено по четыре мягких пли полужестких спальных места, некупейные вагоны оборудованы местами для лежания в общем салоне. В вагонах местного и пригородного сообщений установлены диваны (кресла) для сидения и настенные полки для ручного багажа. Все цельнометаллические пассажирские вагоны оборудованы принудительной вентиляцией, благодаря чему внутрь вагона подается очищенный, а зимой и подогретый воздух. Еще больший комфорт в вагонах создают установки кондиционирования воздуха, которые обеспечивают постоянную температуру и влажность воздуха в вагоне автоматически зимой и летом практически па заданном уровне. Все пассажирские вагоны имеют электрическое освещенные с приводом генератора от торца шейки оси или от средней части оси. Получаемая энергия используется для кипятильников, обогрева водоналивных головок, подогрева воды для умывальников.
Имеются пассажирские вагоны, оснащенные приборами электрического отопления от магистрали напряжением 3000 В. Возрастает количество пассажирских вагонов, имеющих комбинированное отопление, в которых котлы водяного отопления на электрифицированных участках в качестве теплового источника используют электроэнергию, а на неэлектрифицированных участках — твердое топливо. Большая часть пассажирских вагонов имеет водяное индивидуальное отопление с котлом, работающий на твердом топливе (каменный уголь).
В багажном вагоне имеются отделения для багажа с полками, служебное отделение и боковые двери для погрузочно-разгрузочных операций, В почтовых вагонах оборудованы отделения для посылок, газет, сортировки, хранения почты и для сопровождающих вагон работников связи. В вагонах-ресторанах имеется кухня и салон для приема пищи. К пассажирским вагонам специального назначения относятся вагоны-лаборатории, клубы, санитарные и другие вагоны служебно-технического назначения.
Общие сведения об устройстве вагонов
Все вагоны состоят из следующих основных узлов; кузова с рамой, ходовых частей, автосцепных устройств и тормозного оборудования.
Кузов служит для размещения в вагоне пассажиров или грузов. Конструкция кузова зависит от назначения загона. Так, каркас кузова грузовых крытых вагонов состоит из металлических стоек, дуг и балок фасонного профиля. Стены кузова обшиты стальными листами. Если стены обшиваются досками, то каркас кузова дополнительно имеет металлические раскосы. Потолочные дуги и фрамуги покрыты стальными листами, сваренными в стыках и образующими цельнометаллическую крышу. Раньше крыша грузового вагона покрывалась кровельной сталью, делалась без загрузочных люков и была менее прочной и недолговечной. Кузов имеет по две (или по одной) задвижной цельнометаллической двери с обеих сторон и по два люка на каждой продольной стене.
Каркас кузова цельнометаллического пассажирского вагона представляет единую сварную металлическую несущую конструкцию, состоящую из поперечных и продольных балок и стоек, а также дуг крыши. Наружная обшивка и крыша выполнены из стальных гофрированных листов, привариваемых к каркасу. Такой кузов обладает большой прочностью и меньшей массой, приходящейся на одно пассажирское место. Внутренние перегородки, а также внутренняя обшивка стен выполнены из дерева, древесноволокнистых плит и полимерных материалов.
Основание кузова — рама воспринимает продольные ударно-тяговые силы, действующие на вагон, и массу груза. Хребтовая балка рамы современных грузовых вагонов состоит из двух мощных стальных прокатных швеллерных или 2-образных балок, расположенных одна от другой на расстоянии, обеспечивающем размещение устройств автосцепки. Обе балки скреплены между собой стальными листами и образуют единую мощную конструкцию. К хребтовой балке прикреплены концевые (буферные) балки, поперечные и шкворневые балки, скрепленные боковыми продольными балками. Конструкция рамы полувагона или цистерны позволяет закрепить разгрузочные люки или котел.
Кузов опирается на ходовые части, которые передают на рельсы массу вагона с грузом.
К ходовым частям вагона относятся колесные пары, буксы с подшипниками, рессорное подвешивание. В четырехосных и многоосных вагонах все эти элементы объединяются в тележки, которые и обеспечивают более легкое прохождение вагонов на кривых участках пути и более плавный ход.
Основной тип тележки грузовых вагонов — двухосная тележка ЦНИИ-ХЗ с одинарным рессорным подвешиванием. Она состоит из двух литых боковин, в которых имеется средний проем (окно) для размещения пружин рессорных комплектов. В пазы боковых проемов вставлены корпуса букс колесных пар. Литая надрессорная балка тележки представляет собой брус коробчатого сечения, воспринимающий нагрузку от вагона через пятниковое соединение. Концы балки опираются на клиновые амортизаторы и через них на комплекты пружин. Клинья амортизаторов размещены в особых углублениях и соприкасаются своими вертикальными плоскостями со стальными сменными планками, укрепленными на боковинах. В зависимости от массы груза вагона каждый рессорный комплект тележки состоит из пяти — семи двухрядных пружин. Колесные пары для этой тележки имеют диаметр по кругу катания 950 мм.
На кронштейнах боковин валиками укреплены подвески триангелей с тормозными колодками. Триангели соединены с вертикальными рычагами, а последние — с распорной тягой при помощи валиков, шайб и шплинтов.
Для шестиосных грузовых вагонов построены трехосные тележки. а для восьмиосных — четырехосные, состоящие из двух сочлененных двухосных тележек типа ЦНИИ-ХЗ.
Под грузовыми вагонами еще имеется некоторое количество двухосных тележек с боковинами, отлитыми заодно с буксами, и поясные тележки, которые постепенно заменяются тележками типа ЦНИИ-ХЗ.
Тележка двухосная КВЗ-ЦНИИ — наиболее совершенный тип тележки пассажирского вагона. Сварная рама тележки опирается на надбуксовые цилиндрические рессоры и через них на опоры роликовых букс колесных пар. Тележка имеет центральное рессорное подвешивание, состоящее из четырех трехрядных пружин, двух люлечных балок, четырех люлечных подвесок и боковых гидравлических гасителей колебаний. Тележки для вагонов массой брутто до 70 т имеют по одному с каждой стороны гидравлическому гасителю колебаний, а для вагонов массой брутто выше 70 т — по два гасителя.
Тележка цельнометаллических пассажирских вагонов прежних выпусков имеет центральное люлечное подвешивание, снабженное эллиптическими рессорами без гидравлических гасителей колебаний.
Вагоны с такими тележками могут быть использованы для скоростей движения до 120 км/ч.
К основным характеристикам грузовых вагонов относятся:
Грузоподъемность — максимальная масса груза в тоннах, которую можно перевозить в вагоне данного типа; длина вагона; тара — масса порожнего вагона; коэффициент тары — отношение массы порожнего вагона к грузоподъемности. Чем ниже коэффициент тары, тем экономичнее вагоны.
Допустимые нагрузки от оси вагона на рельсы (осевая), а также от вагона на 1 м пути определяют максимально возможную массу загруженного вагона (брутто).
Объем кузова и площадь пола определяют вместимость вагона. У открытого подвижного состава (платформ, полувагонов) важное значение имеет высота бортов или стен. При проектировании вагонов учитывается соотношение вместимости кузова и грузоподъемности. Вместимость крытого вагона характеризуется удельным объемом кузова, или отношением объема кузова вагона к его грузоподъемности, а вместимость платформы — удельной
площадью пола, или отношением площади пола к грузоподъемности.
Для пассажирских вагонов основной конструкционной характеристикой является отношение тары к числу мест для пассажиров.
Чем меньше масса тары, приходящейся на каждое место, тем экономичнее вагон.
Характеристики основных типов вагонов грузового парка, находящиеся в серийном производстве.