Вагон
Вагон - это единица железнодорожного подвижного состава, предназначенная для перевозки пассажиров или грузов.
Пассажирские вагоны
Пассажирский вагон
Интерьер пассажирского вагона
Интерьер пассажирского вагона
Вагон для перевозки автомобилей
Вагон бункерного типа
Вагон-столовая
Пассажирский вагон
Грузовые вагоны
Современный парк вагонов отличается многообразием их типов и конструкций. Это обусловлено необходимостью удовлетворения различным требованиям перевозок: наибольшая провозная способность железных дорог, обеспечение комфорта пассажирам, сохранение ценных качеств скоропортящихся грузов, предупреждение повреждений хрупких грузов, защита ряда грузов от атмосферных осадков, универсальность, максимальное использование грузоподъемности и др.
Большое значение имеет рациональность конструкций вагонов и их технико-экономических показателей, определяющая удобство перевозок пассажиров, провозную способность дорог, возможность широкого внедрения комплексной механизации и автоматизации при изготовлении и ремонте вагонов, а также их эксплуатации (формировании поездов, выполнении погрузочно-разгрузочных операций и др.), размеры капитальных вложений и себестоимость перевозок.
Этими же факторами определяется сложность конструкций вагонов, оснащенных автоматическим тормозом, автоматической сцепкой, ходовыми частями, обеспечивающими движение с высокими скоростями, необходимой плавностью, малым сопротивлением и т. п. В зависимости от назначения вагоны оснащены также устройствами теплоизоляции, отопления, охлаждения, вентиляции, электрооборудования и др.
Современные виды тяги позволяют формировать тяжеловесные грузовые поезда, развивать большие скорости движения и осуществлять безостановочные пробеги на большие расстояния. Это определяет высокие требования к обеспечению надежности и долговечности конструкций вагонов, осуществлению контроля за их состоянием в короткие сроки, в том числе в неудобных условиях осмотра на станциях. Обеспечение безопасности движения — важнейшее требование к устройству и содержанию вагонов.
Классификация
Вагоны бывают несамоходные, перемещение которых осуществляется локомотивами, и самоходные, называемые автовагонами, которые для передвижения имеют свою энергетическую установку (автомотрисы, трансферкары, дизель-поезда) или получают энергию от контактной сети (электропоезда, вагоны метро). Вагоны разделяются по назначению, технической характеристике и месту эксплуатации.
По своему назначению вагоны разделяются на две основные группы — пассажирские и грузовые.
Пассажирские вагоны
Основная статья: Пассажирские вагоны
Пассажирский вагон имеет кузов, который представляет собой закрытое помещение со всеми основными устройствами, необходимыми для пассажиров (оборудование для сидения или лежания, системы отопления, вентиляции и освещения, туалетные помещения, удобные входы и выходы и т. п.). Парк пассажирских вагонов состоит из вагонов для перевозки пассажиров, вагонов-ресторанов, почтовых, багажных и специального назначения.
В зависимости от дальности перевозок пассажирские вагоны отличаются своим устройством.
По назначению различают вагоны:
- дальнего следования — для перевозки пассажиров на большие расстояния. Эти вагоны бывают купейными или некупейными. Они оборудованы жесткими или мягкими диванами для лежания и поэтому называются жесткими или мягкими вагонами;
- местного сообщения — для перевозки пассажиров на более короткие расстояния, преимущественно в дневное время. В этих вагонах имеются удобные кресла для сидения;
- пригородные — для перевозки пассажиров на небольшие расстояния в сравнительно короткое время (1—2 ч); они оборудованы диванами (жесткими или мягко-жесткими) для сидения;
- вагон-ресторан — для организации питания пассажиров в пути следования. В вагоне имеются зал, кухня, кладовые с холодильными установками для хранения продуктов и другие отделения;
- почтовые вагоны — для перевозки почтовых грузов. Вагон имеет кладовые, зал для почтовых операций и помещения для обслуживающего персонала;
- багажные вагоны — для перевозки багажа пассажирских поездов. В вагонах имеются кладовые с погрузочно-разгрузочными механизмами и помещения для обслуживающего персонала;
- почтово-багажные — используемые в качестве почтовых и багажных вагонов на участках железных дорог с небольшими пассажирскими перевозками.
Пассажирскими вагонами специального назначения являются вагоны-лаборатории, служебные, санитарные, вагоны-клубы и т. п.
В зависимости от технической характеристики пассажирские и грузовые вагоны различаются:
- по осности — двухосные, четырехосные, шестиосные, восьмиосные и многоосные. Вагоны бывают бестележечные и тележечные;
- по материалу и технологии изготовления кузова — цельнометаллические, с деревянной или металлической обшивкой, в основном сварные с отдельными клепаными узлами;
- по грузоподъемности, величине тары, нагрузке от колесной пары на рельсы, нагрузке на 1 м пути и другим параметрам;
- по габариту подвижного состава, которому они удовлетворяют,
- по ширине железнодорожной колеи — нормальной колеи (1435 мм), ширококолейные (более 1435 мм) и узкой (менее 1435 мм).
- По месту эксплуатации вагоны подразделяются на общесетевые и промышленного транспорта. Общесетевые вагоны допускаются для движения по всей сети железных дорог. Вагоны промышленного транспорта, если их конструкции полностью отвечают нормам для расчетов на прочность и проектирования вагонов магистральных железных дорог и требованиям Правил технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ), имеют право выхода на пути сети железных дорог; вагоны других конструкций, не удовлетворяющие этим требованиям, допускаются для движения только по внутризаводским и другим промышленным путям замкнутого направления.
Показатель экономичности пассажирских вагонов
Показателем экономичности пассажирских вагонов является отношение тары к числу мест для пассажиров. Эта величина зависит от назначения вагона, его конструкции, наличия и массы (веса) устройств, обеспечивающих удобства для пассажиров.
Грузовые вагоны
Основная статья: Грузовые вагоны
Грузовые вагоны в зависимости от вида перевозимых грузов разделяются на следующие основные типы:
- крытые вагоны — для перевозки зерновых и других сыпучих грузов, нуждающихся в защите от атмосферных осадков, для транспортировки тарно-упаковочных и высокоценных грузов. Вагон имеет крытый кузов, обычно оборудованный люками и дверями;
- полувагоны — для перевозки навалочных грузов (руда, уголь, флюсы, лесоматериалы и т. п.), контейнеров, различных машин и др. Вагон имеет открытый кузов, чаще всего оборудованный дверями и разгрузочными люками;
- платформы — для перевозки длинных и громоздких грузов (лесоматериалы, прокат, строительные материалы и их полуфабрикаты), контейнеров, автомашин и т. д. Эти вагоны имеют настил пола на раме и обычно откидные борта;
- цистерны — для перевозки жидких и газообразных грузов (нефть, керосин, бензин, масла, кислоты, сжиженные газы и т. п.). Кузовом вагона служит специальный резервуар (котел) обычно цилиндрической формы, имеющий люки для налива и устройства для слива груза;
- изотермические вагоны — для перевозки скоропортящихся грузов (мясо, рыба, молоко, фрукты и т. п.). В этих вагонах кузов имеет изоляцию и оборудование для создания необходимых температурного и влажностного режимов. Современные изотермические вагоны строят в виде самостоятельных рефрижераторных секций с центральной холодильной установкой или с полным комплектом всего холодильного оборудования в каждом вагоне (автономный рефрижераторный вагон). Раньше были распространены вагоны с льдосоляным охлаждением;
- вагоны специального назначения — для грузов, требующих особых условий перевозки. К этой группе относятся транспортеры для перевозки тяжеловесных и громоздких грузов, вагоны для перевозки автомашин, цемента, скота и других специфических грузов, а также вагоны, предназначенные для технических нужд железных дорог (вагоны- мастерские, вагоны вспомогательных и пожарных поездов и др.).
Технико-экономические характеристики грузовых вагонов
Основными параметрами грузового вагона, характеризующими его эффективность, являются: грузоподъемность, тара, количество колесных пар (осность), объем кузова, площадь пола, длина и другие линейные размеры вагона. Для сравнения вагонов между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельным объемом кузова, удельной площадью пола, коэффициентами тары, нагрузкой от колесной пары на рельсы, нагрузкой на метр пути. Важными показателями являются средняя статическая и средняя динамическая нагрузки вагона.
Основные элементы конструкции вагона
Все вагоны независимо от назначения и конструкции состоят из элементов (узлов), общих для вагонов любого типа. К этим элементам относятся
К ходовым частям относятся колесные пары, буксовые узлы и рессорное подвешивание. В современных вагонах ходовые части объединяются в самостоятельные узлы, называемые тележками. Кроме перечисленных элементов, тележки имеют раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания, тормозного оборудования и предохранительные скобы, а для передачи нагрузки от кузова на тележку — надрессорные балки с подпятниками и скользунами.
Ходовые части (тележки) являются наиболее ответственными узлами, которые должны обеспечивать безопасность движения вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью хода (наименьшее динамическое воздействие на перевозимый груз и на элементы пути) и наименьшим сопротивлением движению.
Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров или грузов. Конструкция кузова зависит от типа вагона. У многих вагонов основанием кузова является рама, состоящая в основном из продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой. На раме кузова размещаются ударно-тяговые приборы и часть тормозного оборудования. Рама кузова через пятники опирается на подпятники тележек, а у нетележечных вагонов — на упругие элементы рессорного подвешивания. Расстояние между центрами пятников называется базой вагона (у нетележечных вагонов это расстояние измеряется между осями крайних колесных пар).
Ударно-тяговые приборы служат для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, для воспринятая, передачи и амортизации растягивающих (тяговых) и сжимающих усилий от локомотива и от одного вагона к другому. Современным ударно-тяговым прибором является автосцепное устройство, выполняющее все основные функции ударных (буфера) и тяговых (сцепки) приборов.
Основная статья: Ударно-тяговые приборы
Тормоз предназначен для создания искусственного сопротивления движению поезда или отдельного вагона с целью регулирования скорости движения или остановки, а также для удержания на месте.
Основная статья: Тормозные_системы_железнодорожного_подвижного_состава
Вагонное хозяйство
Основная статья: Вагонное хозяйство
Вагонное хозяйство представляет собой одну из важнейших отраслей железнодорожного транспорта. Оно включает в себя вагонный парк, а также комплекс технических средств для его содержания и ремонта.
Стоимость основных фондов, принадлежащих вагонному хозяйству, составляет около 20 % от общей стоимости основных фондов всего железнодорожного транспорта. В вагонном хозяйстве занято около 17 % контингента работающих на железной дороге. Главной задачей вагонного хозяйства является полное удовлетворение потребности государства в перевозках грузов и пассажиров. Для выполнения этой задачи в первую очередь необходимо иметь такой вагонный парк, который по своему техническому уровню и условиям прочности отвечал бы перспективным требованиям эксплуатации. Кроме того, необходимо иметь такую систему ремонта и технического содержания вагонов, которая бы обеспечила надежную работу вагона в период между плановыми ремонтами.
Для решения этих задач вагонное хозяйство имеет соответствующую производственную базу, в состав которой входят вагонные депо, пункты технического обслуживания вагонов, пункты подготовки вагонов к перевозкам, промывочно-пропарочные станции и т.д.
Развитие вагонного парка отечественных железных дорог
Основная статья: Вагоностроение
Строительство первой магистральной дороги в России между Петербургом и Москвой выдвинуло задачу производства грузовых и пассажирских вагонов отечественных конструкций. Для этого в 1843 г. было решено передать один из лучших заводов того времени — Александровский чугунолитейный завод (в Петербурге) — Министерству путей сообщения. Грузовые вагоны (платформы и крытые) завод начал выпускать с 1846 г.
На этом же заводе впервые в России было организовано строительство вагонов пассажирского парка. Вагоны, построенные в 1846 г., были четырехосными с двумя тележками.
В последующие годы был выбран более правильный для того времени путь (вследствие недостатка в стране металла) — строительство двухосных вагонов, в которых более рационально использовалась древесина во многих узлах, в том числе и в несущих элементах кузова.
Началось строительство специальных вагонов для перевозки угля, строительных материалов, нефти, скоропортящихся продуктов, в том числе с 1861 г. полувагонов, положивших начало созданию цельнометаллических и саморазгружающихся вагонов. С 1862 г. на железных дорогах России стали эксплуатироваться изотермические и специальные вагоны для перевозки фруктов, молока, живой рыбы и т. д. В 1872 г. начали строить цистерны для перевозки жидких нефтепродуктов.
В 1869 г. на железных дорогах России было впервые в мире введено бесперегрузочное сообщение между дорогами. Это потребовало нормализации парка грузовых вагонов, т. е. разработки единого по размерам и конструкции типа вагона для всей железнодорожной сети страны. Начало созданию такого вагона было положено в 1875 г. распоряжением Министерства путей сообщения об обязательной постройке новых крытых двухосных вагонов по «нормальному размеру» — длиной 6,4 м, шириной 2,743 м и грузоподъемностью 10 т.
Нормализация пассажирских вагонов началась с постройки в 1896 г. Ковровскими мастерскими четырехосного пассажирского вагона длиной 18,02 м, который получил название 18-метрового и в дальнейшем длительное время был типовым для железных дорог России.
Появление более мощных паровозов и увеличение грузооборота некоторых железных дорог поставили перед инженерами задачу создания новых конструкций вагонов большой грузоподъемности.
По инициативе отдельных железных дорог с 1895 г. начинается строительство большегрузных четырехосных вагонов (цистерн, платформ, крытых, полувагонов, изотермических).
В этот период начинается также внедрение отдельных элементов кондиционирования воздуха в вагонах. На Среднеазиатской дороге в служебном вагоне в 1902 г. было осуществлено охлаждение воздуха, в 1915 г. был построен вагон с вентиляцией охлажденным воздухом.
Увеличение скорости движения и массы поездов потребовало изменения и усиления сцепных приборов и, в частности, перехода на несквозную упряжь. Происходит постепенная замена деревянных несущих элементов рамы металлическими. В 1905 г. была введена усиленная стяжка с одновременным усилением тягового крюка, а в 1912 г. — объединенная стяжка. Этой стяжкой с небольшими изменениями ее конструкции оборудовались вагоны до внедрения автосцепки.
В 1926 г. началась постройка четырехосных вагонов грузоподъемностью 50—60 т (крытые, платформы, полувагоны, цистерны, специальные) и изотермических вагонов-ледников грузоподъемностью до 30 т.
В 1928 г. был разработан пассажирский вагон длиной 20,2 м с металлической рамой кузова, усиленной шпренгелями. По такому типу проектировались и строились вагоны жесткие, мягкие, рестораны, почтовые и багажные.
В годы довоенных пятилеток началось строительство цельнометаллических пассажирских вагонов. В 1929 г. Мытищинский завод освоил производство металлических вагонов длиной 19,31 м для электрифицированных пригородных участков железных дорог, а с 1934 г. началось строительство цельнометаллических вагонов для Московского метрополитена. Калининский и Ленинградский вагоностроительные заводы в 1937—1939 гг. спроектировали и построили опытные образцы пассажирских вагонов длиной 25—25,2 м с металлическими кузовами.
В этот период строительства вагонов сварка почти полностью вытеснила клепаные конструкции отдельных узлов, что значительно облегчило вагоны в сочетании с повышением их прочности.
В период 1925—1931 гг. были созданы лучшие по тому времени конструкции автоматических тормозов системы Ф. П. Казанцева и И. К. Матросова, которыми были оборудованы вагоны. Это позволило перейти на полное автоматическое торможение поездов. Под руководством проф. В. Ф. Егорченко была создана лучшая в мире автосцепка СА-3. Начиная с 1935 г. все грузовые, а с 1937 г. и пассажирские вагоны строились с автосцепкой, а старый парк вагонов переоборудовался в плановом порядке.
После окончания Великой Отечественной войны вагоностроительная промышленность перешла к массовому производству пассажирских вагонов с цельнометаллическим кузовом длиной 23,6 м. Эти вагоны по своей прочности, удобствам для пассажиров и внешнему виду выгодно отличаются от ранее выпускавшихся вагонов с деревянными кузовами.
Большое внимание уделялось разработке конструкций вагонов с цельнометаллическим несущим кузовом, увеличению в вагонном парке удельного количества большегрузных полувагонов, цементовозов, думпкаров и других специальных грузовых вагонов. Началось широкое строительство вагонов, оборудованных роликовыми подшипниками, вагонный парк полностью оснащался автотормозами, а пассажирские вагоны — электропневматическими тормозами. В 1957 г. был завершен перевод парка грузовых вагонов на автосцепку.
Во 2-й половине ХХ века вагоны пассажирского парка строят исключительно с цельнонесущим сварным кузовом, обладающим высокой прочностью. Большое внимание уделяется созданию хороших условий для пассажиров. Вначале строили преимущественно жесткие некупейные вагоны, а в последующем—купейные, жесткие и мягкие вагоны дальнего следования, а также местного сообщения (межобластные). На этом этапе завершилось комплектование парка пассажирских вагонов цельнометаллическими. были проведены обширные теоретические и экспериментальные исследования и на их базе построены опытные образцы новых пассажирских и грузовых вагонов. Калининский вагоностроительный завод построил партию вагонов поезда «Русская тройка» (РТ200), предназначенных для эксплуатации со скоростью движения 56 м/с (200 км/ч).
Промышленный транспорт оснащался специальными вагонами повышенной грузоподъемности. Большое внимание уделялось улучшению технического состояния эксплуатационного парка грузовых вагонов на основе его модернизации: оборудования букс роликовыми подшипниками, замены деревянной обшивки у полувагонов на металлическую, оборудования крытых вагонов самоуплотняющимися дверями, замены поясных тележек тележками с литыми боковыми рамами и надрессорными балками, а также замены устаревших конструкций тормозов более совершенными. Парк грузовых вагонов пополняется наиболее прогрессивными типами вагонов — восьмиосными полувагонами и цистернами, цельнометаллическими крытыми вагонами, новыми рефрижераторными секциями и автономными вагонами, платформами для перевозки большегрузных контейнеров и др.
Литература
Вагоны: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Л. А. Шадур, И. И. Челноков, Л. Н. Никольский, Е. Н. Никольский, В. Н. Котуранов, П. Г. Проскурнев, Г. А. Казанский, А. Л. Спиваковский, В. Ф. Девятков; Под ред. Л. А. Шадура. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1980. — 439 с.
Лукин В.В., Анисимов П.С., Федосеев Ю.П. Вагоны. Общий курс: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Под ред. В.В. Лукина. —М.: Маршрут, 2004. 424 с.