Вагоны по своему назначению делят на две основные группы — пассажирские и грузовые. По условиям эксплуатации их можно классифицировать следующим образом:
вагоны магистральные, служащие для перевозки пассажиров и грузов по сети железных дорог Министерства путей сообщения (МПС);
вагоны промышленного транспорта, предназначенные для эксплуатации на внутризаводских и других промышленных рельсовых путях; если вагоны промышленного транспорта отвечают и требованиям, предъявляемым к магистральным вагонам, то по согласованию с МПС их можно эксплуатировать без ограничения (или с некоторыми ограничениями) и на магистральных железных дорогах МПС;
вагоны городского транспорта, обеспечивающие перевозку пассажиров и грузов по городским и, в ряде случаев, пригородным железнодорожным путям — наземным и подземным.
Вагоны также делят на вагоны широкой и узкой колеи. Пассажирские вагоны магистральных железных дорог делят на несамоходные вагоны локомотивной тяги и самоходные. К вагонам локомотивной тяги относят следующие вагоны: дальнего следования (купированные или открытого типа) — для перевозки пассажиров на большие расстояния; в зависимости от оборудования спальных мест для лежания их называют жесткими или мягкими;
межобластного сообщения — для перевозки пассажиров на сравнительно небольшие расстояния (до 800—1000 км), главным образом в дневное время;
пригородного сообщения — для перевозки пассажиров на небольшие расстояния в пределах пригородных зон городов и рабочих поселков;
вагоны-рестораны, обеспечивающие организацию питания пассажиров в пути следования при дальних перевозках;
багажные — для перевозки багажа пассажиров дальнего следования, а также багажа, отправляемого пассажирской скоростью;
почтовые — для перевозки почтовых грузов (писем, посылок и т. д.);
почтово-багажные — для выполнения комбинированной функции почтовых и багажных вагонов на участках железных дорог с небольшими пассажирскими перевозками;
вагоны для туристов (двухэтажные), имеющие на первом этаже купе отдыха со спальными местами, а на втором этаже — салон с креслами под остекленным куполом;
вагоны-электростанции, предназначенные для централизованного питания электроэнергией (в поездах дальнего следования) всех систем пассажирских вагонов, не имеющих индивидуального источника электроснабжения;
специальные вагоны — вагоны-лаборатории, служебные, санитарные, вагоны-клубы, вагоны-выставки и др.
К самоходным магистральным пассажирским вагонам относят следующие вагоны:
электропоездов — главным образом для пригородного и местного сообщения;
дизель-поездов — для пригородного и местного сообщения на неэлектрифицированных линиях;
автомотрисы (автономные самоходные вагоны) — для перевозки пассажиров на участках железных дорог с небольшими пассажирскими перевозками.
К грузовым вагонам магистральных железных дорог относят: универсальные — для перевозки грузов широкой номенклатуры;
специализированные — для перевозки одного или нескольких близких по характеру грузов.
По типам конструкции различают:
платформы — для перевозки длинномерных и громоздких грузов, контейнеров, леса, металлопроката, автомашин и других грузов, не требующих защиты от атмосферных воздействий;
полувагоны — для перевозки руды, угля, лесоматериалов и других грузов, не требующих защиты от атмосферных воздействий;
крытые вагоны — для перевозки зерна, упакованных штучных и ценных грузов, скота и других грузов, нуждающихся в защите от атмосферных воздействий;
цистерны — для перевозки жидкостей (нефтепродуктов, кислот, сжиженных газов), некоторых порошкообразных сыпучих грузов и т. п.;
хопперы и бункерные саморазгружающиеся вагоны — для перевозки массовых сыпучих, порошкообразных, кусковых и полужидких грузов;
изотермические вагоны — для перевозки скоропортящихся, главным образом пищевых грузов (мяса, рыбы, молока, фруктов и т. п.);
транспортеры (специальные многоосные вагоны) — для перевозки таких грузов, которые по габаритным размерам или массе невозможно перевозить в обычных вагонах.
Пассажирские и грузовые магистральные вагоны могут быть как общесетевыми, так и с ограниченной сферой применения, главным образом в зависимости от их габаритных размеров.
К вагонам промышленного транспорта относят вагоны-думпкары, саморазгружающиеся вагоны-самосвалы, предназначенные главным образом для горнорудных предприятий и угольных разработок, а также все специальные грузовые вагоны, эксплуатируемые на промышленных предприятиях без права выхода (или с правом выхода) на магистральные пути МПС.
К вагонам городского транспорта относят: трамвайные вагоны — для перевозки населения (в городах и ближайших пригородах) по рельсовым путям, оборудованным контактной подвеской;
вагоны метрополитена — для массовой перевозки пассажиров на линиях метрополитена, оборудованных третьим токоведущим рельсом.
Всем вагонам, находящимся в серийном производстве, обязательно присваивают номер модели, который состоит из двух частей: первая часть содержит два знака — номер подгруппы и вид согласно общесоюзному классификатору промышленной и сельскохозяйственной продукции; вторая часть содержит индекс конструкторской документации изделия. Граничные значения индексов для каждого предприятия устанавливает ВНИИВ.
Конкретные эксплуатационные и технико-экономические характеристики вагонов зависят от обоснованного выбора их параметров и конструктивного исполнения. Наиболее важными параметрами, характеризующими эффективность грузовых вагонов, являются грузоподъемность, вес тары, количество осей, объем кузова, площадь пола, длина вагона и другие его линейные размеры, а также производные этих параметров — коэффициент тары, удельный объем или удельная площадь, нагрузка от колесной пары на рельсы (осевая нагрузка) и погонная нагрузка на путь.
Первостепенное значение имеет проблема снижения тары вагонов, так как ее решение позволяет снизить затраты материалов на изготовление вагонов, сократить расходы в эксплуатации на перевозку тары вагонов и повысить их грузоподъемность в пределах допускаемой нагрузки от колесной пары на рельсы. Все это способствует увеличению провозной способности железных дорог. Снижения тары вагонов при одновременном повышении грузоподъемности и эксплуатационной надежности можно достигнуть в результате более рациональной конструкции узлов и деталей; уменьшения динами 1еских усилий совершенствованием ходовых частей и поглощающчх аппаратов автосцепки; применения низколегированных сталзй повышенной прочности и коррозионной стойкости, высокопрочных алюминиевых сплавов и пластмасс. Эту задачу можно также решить, совершенствуя технологию изготовления вагоноз, применяя прогрессивные методы сварки и сборки узлов, поверхностное упрочнение, оплавление и обработку наиболее ответственных сварных швов, точное литье и т. д. Эффективность снижения тары характеризуют коэффициентом тары — отношением веса тары вагона к грузоподъемности.
Одним из важнейших параметров вагона является грузоподъемность. Увеличение грузоподъемности позволяет повысить производительность вагона в единицу времени, увеличить веса поездов, улучшить использование мощности локомотивов и станционных устройств, снизить расходы на маневровую работу, текущее содержание, обслуживание вагонов и т. д. В конечном счете все это приводит к увеличению провозной способности железных дорог и снижению себестоимости перевозок. В современных условиях повышение статической нагрузки вагонов на 1% позволяет увеличить средний вес грузового поезда (нетто) примерно на 15 тс, а повышение веса поезда на 10% сокращает себестоимость перевозок примерно на 2%.
Экономичность вагона зависит от его конструкции, которая должна иметь минимальную стоимость и обладать высокими эксплуатационными качествами. Особенно важное значение имеет степень приспособленности вагона для быстрого выполнения погрузочно-разгрузочных операций с минимальными затратами труда. Данные эксплуатации показывают, что грузовой вагон в среднем около 35% времени оборота находится в простое под погрузкой и выгрузкой. Поэтому совершенствование конструкции грузовых вагонов должно быть направлено на сокращение доли времени оборота, затрачиваемого на.погрузочно-разгрузочные операции.
Основные линейные размеры грузового вагона необходимо определять из условия вписывания в заданный габарит, удобной погрузки и выгрузки, рационального размещения и обеспечения сохранности грузов, наилучшего взаимодействия с другим подвижным составом и максимального использования допускаемых осевых и погонных нагрузок на путь.
Важнейшие параметры пассажирских вагонов следующие: вес тары; вместимость (расчетная населенность); линейные размеры (длина и др.); скорость движения; ускорение разгона и т. д. Для сравнения различных конструкций удобны такие удельные показатели, как масса тары на одно пассажирское место (на одного расчетного пассажира), масса тары на единицу длины или площади горизонтальной проекции вагона, вместимость на единицу длины, мощность тяговых двигателей на ось, и т. д.
При оценке технико-экономических показателей пассажирских вагонов необходимо учитывать уровень их комфортабельности, обеспечения эргономических, санитарных и эстетических требований. Естественно, например, что вес тары и стоимость вагона с кондиционированием воздуха будет выше, чем те же параметры вагона с обычной вентиляцией. Однако и проезд в таком вагоне значительно удобнее. Возникают определенные трудности при количественной оценке экономической эффективности мероприятий по совершенствованию конструкции пассажирских вагонов, направленных на улучшение комфортно-санитарных условий проезда, увеличение его скорости и безопасности движения. Поэтому во многих случаях пока не удается получить абсолютную технико-экономическую характеристику новой конструкции в конкретной форме народнохозяйственного эффекта и строго экономически обосновать выбор оптимальных параметров пассажирских вагонов. Исследования по разработке более совершенных методов оценки экономической эффективности пассажирских вагонов проводятся во ВНИИВ и других организациях.
В эксплуатации определяющим показателем совершенства конструкции вагона является себестоимость перевозок груза или пассажиров в заданных условиях. В общем случае критерием оптимальности конструкции вагона являются минимальные приведенные народнохозяйственные затраты на выполнение транспортных операций расчетного объема. Лучшим считают вагон с параметрами, при которых приведенные затраты наименьшие, а народнохозяйственный экономичесикй эффект — наибольший.