1. Определение габарита подвижного состава, основные типы габаритов. Перспективные габариты подвижного состава, их особенности. Габаритом подвижного состава железных дорог называется пре­дельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться установленный на прямом горизонтальном пути (при наиболее неблагоприятном положении в колее и отсутствии боковых наклонений на рессорах и динамических ко­лебаний) как в порожнем, так и в нагруженном состоянии не только новый подвижной состав, но и подвижной состав, имеющий макси­мальные нормируемые износы. Для подвижного состава ГОСТ 9238—83 установлены габариты Т, 1-Т, 0-Т, 01-Т, 03-Т. Габариты Т и 1-Т распространяются на подвижной состав, допускаемый к обращению только по железным дорогам СССР и МНР колеи 1520 (1524) мм, а габариты 0-Т, 01-Т, 02-Т, 03-Т — также на железные дороги зарубежных стран колеи 1435 мм.  Габарит подвижного состава Государственным стандартом разделен на три группы.  Первая группа — габарит Т распространяется на подвижной состав, допущенный к обращению по путям общей сети железных дорог, подъездным путям промышленных и транспортных предприятий, сооружения и устройства на которых отвечают требованиям габаритов С и Сп.  Вторая группа — габарит 1-Т распространяется на подвижной состав, допущенный к обращению по всем путям общей сети железных дорог, подъездным путям и путям промышленных предприятий. Третья группа — габариты 1-ВМ (0-Т), О-ВМ (01-Т), 02-ВМ (02-Т), ОЗ-ВМ (ОЗ-Т) распространяются на подвижной состав, допущенный к обращению по всей сети железных дорог колеи 1520 (1524) мм и по железным дорогам стран дальнего зарубежья, имеющим колею 1435 мм. В скобках указаны обозначения габаритов, применявшихся до введения настоящего стандарта.

Габариты подвижного состава	Область применения	Высота, мм	Ширина, мм
Т	Обращение по путям общей сети железных дорог, подъездным путям н путям промышленных предприятий, сооружения и устройства на которых отвечают требованиям габарита С и Сп	5300	3400
Тц	Для цистерн и вагонов-самосвалов, допускаемых к обращению по путям общей сети железных дорог, подъездным путям промышленных и транспортных предприятий	5200	3750
Тпр	То же для полувагонов	5300	3550
1-Т	Для подвижного состава, допускаемого к обращению по всем путям общей сети железных дорог, подъездным путям промышленных и транспортных предприятий	5300	3400
1-ВМ (0-Т)	Сеть железных дорог колеи 1435 мм, используемая для международных соообщений	4700	3400
0-ВМ (01-Т)	Сеть железных дорог колеи 1520 (1524) мм, основные линии железных дорог колеи 1435 мм	4650	3250
02-ВМ (02-Т)	То же	4650	3150
03-ВМ (03-Т)	Сеть железных дорог колеи 1520 (1524) мм, железные дороги колеи 1435 мм европейских стран	4280	3150

2. Основные типы и назначение вагонов. Специальные вагоны, их преимущества перед универсальными.

В а г о н о м называется единица железнодорожного подвижного состава, предназначенная для перевозки пассажиров или грузов. Вагоны классифицируются по четырем основным признакам: назначению, месту эксплуатации, осности и ширине колеи. П о н а з н а ч е н и ю вагоны разделяются на две основные группы: пассажирские и грузовые.

К пассажирским вагонам относятся вагоны дальнего следования, межобластного и пригородного сообщения, вагоны-рестораны, багажные, почтовые, почтово-багажные и специальные. Парк грузовых вагонов состоит из универсальных и специальных вагонов следующих типов: крытые — для грузов, требующих защиты от атмосферных воздействий и механических повреждений; полувагоны — для навалочных, штабельных и штучных грузов, не требующих защиты от атмосферных воздействий; платформы — для длинномерных, штабельных, громоздких, сыпучих и колесно-гусеничных грузов, не требующих защиты от атмосферных воздействий; цистерны — для жидких, газообразных и пылевидных грузов; изотермические — для скоропортящихся грузов; хопперы — для сыпучих массовых грузов; транспортеры — для крупногабаритных и тяжеловесных грузов, которые по своим размерам или массе не могут быть перевезены в других вагонах; думпкары (вагоны-самосвалы) — для транспортировки и автоматизированной разгрузки горнорудных и земляных пород.

Универсальные вагоны предназначены для перевозки широкой номенклатуры грузов, специальные — для отдельных видов или групп сходных по свойствам грузов. К универсальным вагонам относятся крытые вагоны с дверями в боковых стенах, полувагоны с люками в полу, платформы с откидными бортами и рефрижераторные изотермические вагоны. Универсальные вагоны имеют меньший порожний пробег, но они хуже приспособлены для полной механизации погрузочно-разгрузочных работ и у них в ряде случаев недостаточно полно используются грузоподъемность и вместимость кузова.

Специальные вагоны таких недостатков не имеют, но для них характерен большой порожний пробег, что требует наличия большего количества таких вагонов. Увеличение числа вагонов на выполнение заданного объема перевозок приводит к росту капитальных вложений в вагонный парк и усложняет регулировочную работу на железных дорогах.

3. Основные технико-экономические параметры грузовых вагонов. Определение удельного объема грузового вагона и коэффициентов тары. Пути снижения тары вагонов. Преимущества вагонов большой грузоподъемности. Основные линейные размеры вагона. Основными параметрами грузовых вагонов являются: осевая нагрузка, грузоподъемность ( , т), тара ( , т), объем кузова ( , м³) или площадь пола ( , м²), общая длина вагона ( , м) по осям автосцепок, осность ( ), габарит.

К основным технико-экономическим показателям и удельным параметрам грузовых вагонов относятся:1) Технический коэффициент тары, ;2) Удельный объем кузова, , м³/т; 3)Удельная площадь пола, , м²/т; 4) Нагрузка от колесной пары (от одной оси) на рельс, , т либо , кН; 5) Нагрузка на 1 м пути, , т/м.

Снижение тары вагонов обеспечивает возрастание провозной способности дорог, экономию металла, идущего на постройку вагонов и локомотивов, экономию электроэнергии и топлива, расходуе­мых локомотивами, ускорение и снижение себестоимости перевозок, сокращение (в большинстве случаев) капиталовложений в вагонный и локомотивный парки и в развитие пропускной способности. Снижение тары вагонов достигается: уменьшением усилий, действующих на вагон и его части (уменьшение массы необрессоренных частей вагона и устранение дефектов колёсных пар; снижение центра тяжести вагона; уменьшение продольных нагрузок и т.п.); целесообразными конструктивными формами вагонов и их частей (цельнонесущие кузова с облегчёнными или частично удалёнными хреб­товыми балками; облегчение колёсных пар, букс, рессорного подвешива­ния, рам тележек, деталей тормозного оборудования, снижение массы деталей внутреннего оборудования вагонов и т.п.); целесообразным выбором материалов для частей вагонов (примене­ние низколегированных сталей, лёгких сплавов, пластмасс и т.п.); совершенствованием технологии изготовления и ремонта вагонов (улучшение качества поверхности, совершенствование технологии литья и проката; повы­шение качества сварки; улучшение технологии изготовления и ремонта рессор и пружин) Важное значение для снижения тары вагонов имеет совершенствова­ние методов расчёта и испытаний вагонов и их узлов (достоверная оценка нагрузок; правильная оценка напряжённого состояния; пра­вильный выбор запасов прочности и др.). Грузоподъёмность, являясь основным параметром вагона, принадле­жит одновременно к важнейшим параметрам железнодорожного транс­порта в целом. Чем больше грузоподъёмность вагона, тем больше его производи­тельность (погонная нагрузка).

Преимуществами вагонов большой грузоподъёмности являются: снижение коэффициентов тары; уменьшение удельного сопротивления движению, в результа­те чего сокращается расход электроэнергии и топлива, потребляемых локомотивами; рациональное использование автосцепки, автотормозов, роликовых подшипников, прогрессивных видов тяги и мощных локомотивов. В связи с этим повышается масса поезда и скорость его движения; сокра­щение расхода металла на единицу грузоподъёмности;

Внутренняя длина крытых, изотермических и полувагонов может быть определена из выражения: где F_K – площадь поперечного сечения кузова, заполняемого грузом, м².

Внутренняя длина платформы где 2В_В – внутренняя ширина платформы, м.

Для ориентировочного определения диаметра котла D четырёхосной цистерны с учётом перечисленных факторов может быть использована формула где V — объём котла.

Наружная длина кузова где а_T — толщина торцовой стены кузова, м;

наружная ширина кузова — а_б — толщина боковой стены, м.

Длина рамы кузова 2L_рм у большинства конструкций вагонов совпадает с длиной кузова.

Общая длина вагона определяется по формуле: а_а — вылет автосцепки, т. е. расстояние от оси сцепления авто­сцепок до концевой (буферной) балки, м.

База вагона может быть определена из выражения: