4.3.2Технико-экономические параметры грузового вагона

К таким показателям относятся:

• допустимая осевая нагрузка – допустимая сила, приходящиеся на одну ось вагона;

• масса тары вагона (тара вагона);

• грузоподъемность (максимальная расчетная масса загружаемого груза), определяемая по допустимой величине осевой или погонной нагрузки;

• максимальная погонная нагрузка брутто вагона – это сила, действующая от вагона на пути и приходящаяся на один метр:

, /3.43/

где Т – масса тары вагона, Р – максимально-допустимая масса груза (грузоподъемность вагона), 2L_сц – длина вагона по осям сцепления автосцепок вагона.

• линейные размеры вагона, к которым относятся длина по осям сцепления автосцепок вагона, длина по раме, база вагона (расстояние между пятниками вагона), длина консольной части рамы;

• наружная ширина вагона, ширина кузова внутренняя, высота вагона от уровня верха головой рельсов, высота кузова внутренняя;

• коэффициент тары:

; /3.44/

• объем кузова;

• удельный объем кузова, объем кузова, приходящийся на единицу грузоподъемности;

• конструкционная скорость.

К важным показателям также относятся количественные характеристики надежности: безотказности, долговечности (например, срок службы), ремонтопригодности, контролепригодности, а также комплексные показатели среди которых, например, коэффициент готовности.

Кроме приведенных технико-экономических показателей грузовой вагон характеризуют типы основных элементов конструкции: модель тележки, колесных пар и буксовых узлов, автосцепки и поглощающего аппарата, тип тормоза и тормозных приборов, а также наличие специальных и дополнительных устройств для выполнения погрузочно-выгрузочных операций.

4.3.3Характеристика парка грузовых вагонов

Г рузовые вагоны в зависимости от вида перевозимых в них грузов разделяются на несколько типов (Рис.3.13), определяющих их конструктивные особенности и технические показатели.

Рисунок 3.13 – Основные типы грузовых вагонов

Крытые вагоны служат для перевозки штучных, тарно-штучных, пакетированных, насыпных грузов, приборов, оборудования, машин и механизмов, требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков.

В парке более 20 моделей универсальных крытых вагонов. Технические характеристики универсальных крытых вагонов приведены в Табл. 3.4, специализированных – в Табл. 3.5.

К категории специализированных крытых относятся также саморазгружающиеся вагоны-хопперы. В эксплуатации находится более таких 15 моделей. Технические характеристики некоторых вагонов-хопперов приведены в Табл. 3.6.

Полувагоны являются одним из наиболее распространенных видов вагонов. Они предназначены для перевозки сыпучих, навальных, штучных грузов, техники, контейнеров, не требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков, и не имеют крыши. Это обеспечивает удобство производства трудоемких операций погрузки и выгрузки, сокращая время простоя вагона. Кроме того, многие конструкции полувагонов имеют разгрузочные люки в полу и боковых стенах, обеспечивающих выгрузку сыпучих грузов.

Наиболее распространенный тип универсального полувагона имеет кузов с разгрузочными люками в полу. Такие конструкции кузовов полувагонов могут иметь торцовые двери или глухие торцовые стены. Причем кузова с глухими торцовыми стенами более надежны в эксплуатации.

В эксплуатации нашли также применение полувагоны с конструкцией кузова типа хоппер, предназначенные для перевозки сыпучих грузов, не требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков. Торцовые стены такого кузова имеют наклоны в сторону бункерных устройств. Разгрузочные люки могут быть предназначены для выгрузки сыпучего груза как на стороны от рельсового пути, так и в межрельсовое пространство.

На направлениях с большим объемом перевозок руды и угля обращаются поезда на замкнутых маршрутах, которые сформированы из специализированных полувагонов с глухим кузовом (без разгрузочных люков и без торцовых дверей). Такие полувагоны рассчитаны на разгрузку с помощью специальных устройств - вагоноопрокидывателей.

В настоящее время в эксплуатации находятся более 30 моделей универсальных и специализированных полувагонов. Технические характеристики некоторых из них приведены в Табл. 3.7.

Таблица 3.4 – Технические характеристики универсальных крытых вагонов

Показатели	Модели
	11-066	11-217	11-260	11-280
Грузоподъемность, т	68	68	72	68
Тара, т	21,23	24	28	26
Объем кузова, м3	120	120	140	140
База вагона, м	10	10	12,24	12,24
Длина, м:
по осям сцепления автосцепок	14,73	14,73	16,97	16,97
по концевым балкам рамы	13,87	13,87	15,75	15,75
Ширина, м:
Максимальная	3,282	3,249	3,26	3,266
кузова внутри	2,76	2,77	2,77	2,764
дверного проема	2,0	3,825	3,973	3,802
Высота от верха головок рельсов, м:
Максимальная	4,594	4,692	4,60	4,694
до уровня пола	1,283	1,286	1,285	1,286
Коэффициент тары	0,32	0,35	0,388	0,382
Удельный объем, м3/т	1,77	1,77	2,09	2,06
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	228	228	245	230,3
Нагрузка на 1 погонный метр пути, кН/м	59	62	59	54,5
Конструкционная скорость, км/ч	120	120	120	120
Габарит по ГОСТ 9238—83	1-ВМ	1-ВМ	1-ВМ	1-ВМ

Платформы предназначены для транспортировки длинномерных грузов, металлоконструкций, контейнеров, колесной и гусеничной техники, пакетированных и др. грузов, не требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков, не имеют стен и крыши.

Кузов универсальной платформы состоит из мощной рамы с настилом пола, боковых и торцовых бортов. Кузова специализированных платформ могут быть безбортными. Например, кузов платформы для транспортировки большегрузных контейнеров не имеет бортов и настила пола, но снабжен устройствами для фиксации контейнеров, укрепленными на балках рамы. Кузов платформы для транспортировки легковых автомобилей с двухъярусным полом имеет нижнюю и верхнюю рамы с направляющими устройствами и колесными упорами. Кузов платформы для перевозки леса в хлыстах также не имеет бортов и настила пола, но оборудуется стационарными стойками, укрепленными к боковым продольным балкам рамы. Кузова сцепов таких платформ могут оборудоваться поворотными кониками.

Таблица 3.5 –

Технические характеристики специализированных крытых вагонов

	Модели
Показатели	для легковых автомобилей, 11-835	для скота (2-х ярусн.), 11-240	для холод­нокатаной стали,12-4011
Грузоподъемность, т	25	22	64
Тара, т	35	25,4	29
Объем кузова, м 3	—	—	—
База вагона, м	17	10	10,77
Длина, м:
по осям сцепления автосцепок	24,26	14,73	14,9
по концевым балкам рамы	23,24	13,87	13,68
кузова внутри	22,68	13,8	—
Ширина, м:
кузова максимальная	3,232	3,282	3,195
дверного проема	2,1	2,0	—
Высота максимальная от уровня головок рельсов, м	5,125	5,133	3,5
Коэффициент тары	1,4	1,15	0,45
Удельный объем кузова, м3/т	—	—	—
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	147	117	228
Нагрузка на 1 пог. м пути, кН/м	24,7	32	62,4
Конструкционная скорость, км/ч	120	120	120
Габарит по ГОСТ 9238—83	1-Т	1-Т	1-ВМ

Таблица 3.6 – Технические характеристики вагонов-хопперов

	Модель
Показатели	для цемента, 19-758	для зерна, 19-752	для мине­ральных удобрений, 19-923
Грузоподъемность, т	72	70	70
Тара, т	19,5	22	23
Объем кузова, м 3	60	94	81
База вагона, м	7,7	10,5	8,98
Длина, м:
по осям сцепления автосцепок	11,92	14,72	13,2
по концевым балкам рамы	10,7	13,5	11,98
кузова внутри	7,91	10,7	—
Ширина, м:
кузова максимальная	3,278	3,24	3,262
дверного проема	—	—	—
Высота максимальная от уровня головок рельсов, м	4,405	4,565	4,892
Коэффициент тары	0,276	0,314	0,328
Удельный объем кузова, м3/т	0,83	1,3	1,157
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	224,3	225,5	228
Нагрузка на 1 пог. м пути, кН/м	76,8	62,5	70,5
Конструкционная скорость, км/ч	120	120	120
Габарит по ГОСТ 9238—83	1-Т	1-ВМ	1-Т

На железных дорогах эксплуатируются различные модели платформ, в Табл. 3.8 приведены технические характеристики некоторых моделей универсальных и специализированных платформ.

Цистерны предназначены для перевозки жидких, затвердевающих, газообразных и пылевидных грузов, которые размещаются в котле цилиндрической формы. Разнообразие перевозимых грузов обуславливает существенные видоизменения конструкции котла цистерны. В зависимости от видов перевозимых грузов цистерны делятся на две группы:

- цистерны универсальные (общего назначения), для перевозки нефти и широкой номенклатуры нефтепродуктов;

- специальные цистерны для перевозки отдельных видов грузов [67,93].

Таблица 3.7 – Технические характеристики некоторых типов полувагонов

Показатели	Четырехосные модели				Восьмиосные модели
	12-132	12-119	12-753	12-296	12-541	12-124
Грузоподъемность, т	75	69	69	70	125	130
Тара, т	25	22,5	22,5	23,5	43,3	46
Объем кузова, м3	88	76	74	83	140,3	150
База вагона, м	8,65	8,65	8,65	8,65	12,07	10,55
Длина, м:
по осям сцепления автосцепок	13,92	13,92	13,92	13,92	20,24	18,88
по концевым балкам рамы	12,78	12,73	12,8	12,73	19,11	17,95
Ширина максимальная, м	3,158	3,13	3,21	3,13	3,19	3,3
Высота, м:
от уровня головок рельсов	3,78	3,495	3,48	3,493	3,97	4,312
кузова внутри	2,315	2,08	2,07	2,25	2,51	2,855
Число разгрузочных люков, шт.	14	14	14	14	22	20
Размеры разгрузочных люков в свету, м	1,327х xl,54	1,327х xl,54	1,327х xl,54	1,327х xl,54	1,327х xl,54	1,327х xl,54
Коэффициент тары	0,333	0,326	0,326	0,336	0,34	0,35
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	245	228	228	230,3	218	215,75
Нагрузка на 1 пог. м пути, кН/м	71,8	65,7	65,7	71,69	84,5	93
Конструкционная скорость, км/ч	120	120	120	120	120	120
Габарит по ГОСТ 9238—83	1-ВМ	0-ВМ	0-ВМ	1-Т	1-Т	Тпр

Таблица 3.8 – Основные технические характеристики универсальных и специализированных вагонов-платформ

Показатели	Универсальные модели			Специализированные модели
				13-470, для	13-479, для
	13-4012	13-401	13-491	контейне­ров	легковых автомобилей
Грузоподъемность, т	71	70	73	60	20
Тара, т	21,4	21	27	22	26
Площадь пола, м2	36,8	36,8	50,8	46	130
База вагона, м	9,72	9,72	14,4	14,72	16,5
Длина, м:
по осям сцепления автосцепок	14,62	14,62	19,62	19,62	21,66
по концевым балкам рамы	13,4	13,4	18,4	18,4	20,8
внутри кузова	13,3	13,3	18,3	—	—
Ширина, м:
максимальная	3,15	3,14	3,06	2,50	3,25
внутри кузова	2,77	2,77	2,88	—	—
Высота от уровня головок рельсов, м:
максимальная	1,81	1,81	1,81	1,365	3,22
до уровня пола	1,32	1,30	1,30	1,30	1,21
Коэффициент тары	0,30	0,30	0,40	0,36	1,30
Удельная площадь, м2/т	0,518	0,52	0,80	0,76	6,5
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	228	228	245	200	113
Нагрузка на 1 м пути, кН/м	63,2	62,2	51	41,8	21,2
Конструкционная скорость, км/ч	120	120	120	140	120
Габарит по ГОСТ 9238—83	0-ВМ	0-ВМ	1-ВМ	0-ВМ	1-Т

Цистерны общего назначения подразделяются на цистерны для перевозки так называемых светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, лигроина и т.п.) и темных (нефти, минеральных масел и т.п.). Такое разделение парка цистерн общего назначения уменьшает трудоемкость и продолжительность операций по очистке внутренних поверхностей котлов, выполняемых перед наливом в цистерны грузов, отличных от ранее перевозимых. Однако такое разделение повышает порожний пробег цистерн, увеличивает простой на сортировочных станциях порожних вагонов и осложняет регулировку парка.

В парке грузовых вагонов универсальные цистерны являются наиболее массовым типом вагонов. Перевозки нефти и нефтепродуктов относятся к сектору высокодоходных.

Специальные цистерны разделяются на цистерны для перевозки высоковязких грузов, молока, спирта и винопродуктов, кислот и сжиженных газов под давлениям, цемента, кальцинированной соды и некоторых др.

Так как специальные цистерны строятся сравнительно в небольших количествах и обычно на тех же вагоностроительных заводах, что и цистерны общего назначения, то они для удобства строительства, эксплуатации и ремонта имеют рамы, узлы крепления котла на раме, ходовые части, ударно-тяговые приборы и тормозное оборудование - унифицированные с цистернами общего назначения.

На железных дорогах стран СНГ и Балтии массу перевозимого в цистернах жидкого груза определяют замерно-калибровочным методом. Для этого измеряется высота налива груза в котле, учитывается плотность жидкого груза, а затем с помощью специальных таблиц калибровки, в которых приведена емкость котла в зависимости от уровня налива груза, подсчитывается масса перевозимого жидкого груза в данной цистерне. Каждая цистерна имеет калибровочный тип, который обозначен в виде металлических цифр, приваренных к котлу на обеих сторонах его цилиндрической части. На ряде крупных предприятий, например тепловых электростанциях, потребляющих очень большое количество жидкого топлива, применяются специальные электронные весы для автоматического взвешивания цистерн без их расцепки в поезде при скорости движения 8—10 км/ч.

Всего в парке насчитывается более 50 моделей универсальных и специализированных цистерн. Технические характеристики некоторых универсальных цистерн представлены в Табл. 3.9. и 3.10. Наибольшую эффективность имеют восьмиосные цистерны, эксплуатация которых по сравнению с четырехосными вагонами позволяет на 30-35% повысить массу поезда при существующих ограничениях его длины, тем самым увеличить провозную способность железных дорог. Механическое оборудование (тележки, автосцепка, поглощающие аппараты и пр.) восьмиосных вагонов отличается от оборудования четырехосных моделей.

Таблица 3.9 – Технические характеристики некоторых четырехосных цистерн производства ОАО «Уралвагонзавод»

Показатели	Модели
	15-150	15-150-01	15-150-02	15-150-04	15-5103
Грузоподъемность, т	66	66	66	66	66
Масса тары, т	27,5	26,4	26,74	27,5	27,45
Полный объем кот­ла, м3	73,5	72,44	74	85,6	75,5
Удельный объем котла, м3/т	1,11	1,1	1,12	1,3	1,144
Длина по осям сцеп­ления автосцепок, м	12,02	12,02	12,02	12,02	12,02
База, м	7,8	7,8	7,8	7,8	7,8
Внутренний диаметр котла, м	3,0	3,0	3,0	3,2	3,0
Длина котла, м	10,818	10,77	10,894	11,094	11,153
Осевая нагрузка	230	230	230	230	230
Погонная нагрузка, брутто, кН/м	78,2	77,6	77,6	78,2	76,27
Коэффициент тары	0,424	0,413	0,413	0,424	0,416
Габарит по ГОСТ 9238—83	02-ВМ	02-ВМ	02-ВМ	1-ВМ	02-ВМ
Конструкционная скорость движения, км/ч	120	120	120	120	120
Калибровочный тип	72	81	85	90	79

Таблица 3.10 – Технические характеристики некоторых четырехосных цистерн производства ОАО «Азовмаш»

Показатели	Четырехосные модели					Восьмиосные
	15-1547	15-1443-06	15-1754	15-1725	15-1727	15-1500	15-880
Грузоподъемность, т	68	66	68,5	67	66	125	125
Масса тары, т	24,8	25,8	25	26	27,5	51	51
Объем котла, м3	85,6	73,1	79,2	95	94	161,6	159,5
Удельный объем, м3/т	1,26	1,11	1,16	1,41	1,42	1,29	1,25
Осевая нагрузка, кН	227,5	229,5	233,75	232,5	233,75	215,8	215,8
Погонная нагрузка, кН/м	75,7	75,26	67,8	63,18	63,5	81,23	92,32
Коэффициент тары	0,365	0,39	0,36	0,39	0,42	0,4	0,4
Длина по осям сцеп­ления автосцепок, м	12,02	12,02	12,02	14,72	14,72	21,25	18,690
Ширина, м	3,258	3,09	3,095	3,116	3,112	3,196	3,598
Высота от уровня головок рельсов, м	4,67	4,62	4,515	4,62	4,61	5,217	5,175
База, м	7,8	7,8	7,8	9,55	7,8	13,92	10,52
Габарит по ГОСТ 9238-83	1-ВМ	02-ВМ	02-ВМ	02-ВМ	02-ВМ	1-Т	Т

Количество вагонов каждой модели специализированных цистерн невелико. При этом большинство грузов, перевозимых такими вагонами, относится к классу опасных и требуют дополнительных мер безопасности при погрузке, выгрузке и транспортировке. Поэтому конструкция вагонов и сливо-наливной арматуры более сложные и требует специального технического обслуживания.

Изотермические вагоны (Рис.3.14) предназначены для перевозки скоропортящихся грузов (мясо, рыба, масло, фрукты, овощи и т.п.), которые требуют особого температурного режима при перевозке. И в отличие от крытых вагонов, они имеют термоизоляцию, а также могут иметь оборудование для создания требуемого температурного режима в грузовом помещении. В эксплуатации такие вагоны требовали особых условий при выполнении маневровых операций.

Рисунок 3.14 – Подвижной состав для перевозки скоропортящихся грузов

По назначению вагоны этого типа делятся на универсальные (предназначенные для перевозки всех видов грузов) и специализированные – для перевозки отдельных грузов (например, молока, живой рыбы и т.п.). В зависимости от температурного режима и способа его создания различают вагоны с машинным охлаждением, автоматическим охлаждением (автономные рефрижераторные вагоны), вагоны-ледники, вагоны-термосы. Кроме того, в последние годы получают распространение изотермические контейнеры.

Вагоны с машинным охлаждением объединялись в рефрижераторные секции (из 5, 7 и 12 вагонов) или на наиболее загруженных направлениях в рефрижераторные поезда (21,23 вагонные), которые не расцеплялись в пути следования. В настоящее время этот вид перевозок не пользуется спросом.

Секции из 5-7 вагонов имеют систему индивидуального охлаждения в каждом вагоне. В качестве источника холода применяется холодильная установка, в которой в качестве хладагента использован хладон-12. Холод от установки воздушным потоком перемещался в грузовое помещение вагона. Для обеспечения бесперебойного электропитания установок в состав секции входит вагон с дизельной электрической станцией и емкостью с запасом дизельного топлива, в нем же располагались бытовые помещения поездной бригады механиков, обслуживающих секцию.

Автономные рефрижераторные вагоны имеют две аналогичные холодильные машины, которые заправлялись при подготовке вагона в рейс и работали в автоматическом режиме, поддерживая заданную температуру в грузовом помещении. Такие вагоны могут следовать в составе пассажирских поездов, поэтому они имеют сквозную магистраль и розетки для подключения к электропневматическому тормозу, а также стояночный тормоз. В двух машинных отделениях расположены по одному дизель-генератору и холодильной установке. В кузове вагона установлены: нагреватель (для подогрева зимой), аккумуляторные батареи, топливный бак емкостью 730 л, вытяжной вентилятор (для охлаждения летом), воздухопровод; температурный блок, состоящий из термостатов с температурным датчиком, переключатель которого для выбора температурных режимов находится на главном распределительном щите. Температура в грузовом помещении вагона контролируется переносной термостанцией. Однако такие вагоны имели невысокую надежность и требовали расходов на обеспечение их работы (контроль работы установок) в пути следования.

Основные технические характеристики рефрижераторных вагонов приведены в Табл. 3.11.

Наиболее распространены 5-вагонные рефрижераторные секции типа ZB-5, которые состоят из 4 изотермических вагонов и одного служебного вагона - дизель-электростанции. Используется для перевозки скоропортящихся грузов, а также охлаждения предварительно неохлажденных грузов. Максимальная скорость движения 140 км/ч.

Рефрижераторные вагоны с холодильными установками имеют сложную конструкцию и по составу оборудования схожи с пассажирскими вагонами. Поэтому система их эксплуатации аналогична. Вагоны приписаны к конкретному депо, выполняют челночные рейсы, требуют технического обслуживания оборудования и различных систем в пути следования.

Таблица 3.11 – Характеристики рефрижераторных вагонов

Показатель	Тип секции			Автономный рефрижераторный вагон
	ZA-5*	ZB-5*	РС-4**
Число грузовых вагонов	5	4	4	1	1
Вагон сопровождения	есть	есть	есть	нет	нет
Длина по осям сцепления автосцепок, м:
одного вагона	18,076	22,08	22,076	20,08	22,08
общая	91	106,38	106,38	20,08	22,08
Ширина кузова, м	3	3,1	3,1	3,1	3,1
Высота грузового вагона от уровня верха головок рельсов	4,57	4,69	4,67	4,69	4,69
База грузового вагона, м	12	16	16	14	16
Погрузочный объем, м3:
одного вагона	73,7	100	101,8	88	100
общий	318	400	447,2	-	-
Грузоподъемность, т:
одного вагона	41; 29; 26	41	46	40	36
общая	178	164	184	-	-
Масса тары в экипированном состоянии, т:
одного вагона	39;50; 52	43	39	44	48
общая	219	242	209	-	-
Площадь пола грузового помещения вагона, м2	33,5; 22	45	46,4	40,3	45
Дверной проем, м:
ширина	1,43	2,2	2,1	2,2	2,2
высота	2	2	2,2	2	2
Расчетная температура, 0С:
в грузовых помещениях	от -12 до 14	от -20 до 14	от -20 до 14	от -18 до 14	от -2 до 14
наружная	от 30 до -45	от 40 до -45	от 40 до -45	от 40 до -45	от 40 до -45
Тип дизелей:
главных	4НВД-21	4НВД-21	К-461	4НВД-12.5	4НВД-12.5
вспомогательных	-	4НВД-12,5	-	-	-
Мощность дизелей (общая), кВт	132,4	196,7	169,2	40,4	40,4
Тип компрессора	К-902	У2Н-56/7.5-105/2	ФУУБСС	У	У2Н-56/7.5-105/2
* Секция построена на вагоностроительном заводе в Дессау (Германия).
** Секция построена на Брянском машиностроительном заводе (Россия).

Более распространенным в настоящее время изотермическим вагоном является вагон-термос, который имеет теплоизоляцию грузового помещения и загрузочных дверей. Он предназначен для перевозки термически подготовленных грузов, не выделяющих биологического тепла, при температуре наружного воздуха от -50 до 40⁰С и не имеет электрического оборудования. Техническое обслуживание вагонов-термосов осуществляется на ПТО крупных станций вместе с вагонами остальных типов.

Вагоны-транспортеры относятся к специальным видам подвижного состава. Они предназначены для перевозки тяжеловесных крупногабаритных грузов, не размещающихся на обычных платформах (мощные трансформаторы, части гидравлических турбин, статоры и роторы генераторов большой мощности, станины блюмингов и крупных станков, маховики и котлы большого диаметра и др.). Существуют следующие типы транспортеров:

• платформенного с мощной рамой с ровной или опущенной в средней части погрузочной площадкой, рама опирается на многоосные ходовые части;

• колодцевого с колодцем для размещения выступающей части груза посередине рамы вагона, которая опирается на ходовые части.

• сочлененного с разъемным кузовом в виде несущих конструкций, между которыми размещается груз, который как бы является частью кузова.