Транспортные системы

Всё об автомобильном, ЖД и авиатранспорте в России

Железнодорожный транспорт

Вагоны и вагонное хозяйство

 

Вагоном называют единицу  подвижного  состава,  предназначенную для перевозки пассажиров и грузов.

clip_image143Вагон появился тогда, когда люди, использовав колеса, стали конструировать первые транспортные средства. Это были простые тележки– четыре деревянных колеса да деревянный же кузов-ящик сверху.

Рисунок 2.64 – Колесный экипаж – "предшественник  пассажирского вагона" в состав первых поездов не включался, а устанавливался    на платформу 

 

 Пассажирский железнодорожный вагон создан на основе экипажей (рисунки 2.64–2.66), в которых люди ездили по безрельсовым сухопутным дорогам. Эти экипажи уже имели все основные элементы  конструкции  современного

вагона: кузов с окнами, колеса, рессоры.  В  сос-

таве  первых  поездов  вагоны   для   пассажиров

еще именовались  каретами.   В  зависимости  от

совершенства устройства и   удобства  езды  они

носили названия    и   других   экипажей: простые открытые повозки – шарабаны; более благоустроенные – дилижансы;  красиво отделанные удобные – берлины, линейки с мягкими сиденьями. clip_image145 Словом, "предки" современных пассажирских вагонов отличались большим разнообразием.           

Рисунок 2.65  – Старинный пассажирский вагон II класса линии Стоктон–Дарлингтон

 

 Собственно вагонами (от английского "waggon" – повозка) называли грузовые вагоны – открытые бункерного типа или платформы для других "неответственных" товаров.

Рисунок 2.66  – Пассажирский вагон I класса линии Ливерпуль – Манчестер

 

 clip_image147В "Реестре имущества" первой русской дороги общего пользования (Царскосельской) на 1 сентября 1837 года слово вагон впервые упоминается официально. В документе говорится о "восьми вагонах и пяти шарабанках отечественной выделки". По этим данным в состав поезда включалась "повозка с трубной машиной, две берлины, два дилижанса,  два вагона,  два  шара-

бана, повозка  длиной 15 метров,   предназначен-

ная для строевого леса, на которой были предусмотрены и сидячие места для 100 пассажиров".

clip_image149В зависимости от назначения  вагоны объединены в пассажирский и грузовой парки.

Рисунок 2.67 – Почтовый вагон первых Русских железных дорог

 

 Пассажирский парк составляют вагоны для перевозки пассажиров, а также вагоны-рестораны, почтовые (рисунок 2.67), багажные и специального назначения (служебные, путеиз-

мерительные, вагоны-лаборатории,

вагоны-клубы и   др.).

clip_image151Пассажирские вагоны  (рисунок 2.68) бывают дальнего, пригородного и межобластного сообщения (для перевозки пассажиров на расстояние 200–700 км преимущественно в дневное время).

Рисунок 2.68 – Современный пассажирский     вагон

 

 

 Вагоны дальнего следования подразделяют на жесткие, мягко-жесткие, мягкие и спальные (СВ), а  по  планировке    на   купейные

(два или четыре  места  в   купе)  и

некупейные. В вагонах межобластного сообщения   мягкие     кресла расположены в общем пассажирском салоне.

    Пассажирские вагоны оборудуются системой отопления, водоснабжения, вентиляции и освещения, а также другими устройствами,  обеспечивающими необходимые удобства для пассажиров. Все пассажирские вагоны четырехосные.

clip_image153Грузовой парк составляют крытые вагоны, полувагоны, платформы, цистерны, изотермические, вагоны для перевозки легковых автомобилей, вагоны-хопперы, транспортеры (12–32–осные, грузоподъемностью до 500 т), передвижные мастерские, контрольно-весовые платформы, а также вагоны, приспособленные для технических и бытовых нужд железных дорог, которые в зависимости от перевозимых грузов отличаются устройством кузова.

Рисунок 2.69  – Крытый вагон

 

 Крытые вагоны (рисунок 2.69) предназначены для  перевозки  разнооб-

разных грузов, их сохранности и защиты от атмосферных воздействий.

Думпкар – вагон-самосвал (рисунок 2.70), так можно перевести это слово с английского языка. Такие вагоны очень удобны для перевозки сыпучих грузов – угля, песка, щебня. От других грузовых вагонов этот отличается тем, что имеет особый кузов. Он может наклоняться, а его борта при этом откидываются. Груз быстро самотеком выгружается из такого кузова. Думпкары используются на магистральных железных дорогах, на рудниках, в угольных разрезах.

   Рисунок 2.70 – Вагон-думпкар

 

 clip_image155На платформах  (рисунок 2.71) перевозят длинномерные,  громоздкие  и  тяжеловесные грузы. Платформы строят с невысокими откидными

металлическими бортами, приспособленными для установки стоек, необходимых при перевозке бревен, столбов, досок и т. п.

Полувагоны (рисунок 2.72) служат в основном для перевозки массовых, навалочных, сыпучих грузов (руда, гравий, кокс, щебень,  уголь  и  др.).   Разновидно-

 
 

Рисунок 2.71 – Четырехосная платформа с цельнометаллическими бортами: 1 – боковой откидной борт; 2 – ограничители бортов; 3 –  торцовых откидной борт 

 

  

 


clip_image157

 

 

 

стью  полувагонов  являются  вагоны-хоп-

перы для  перевозки  сыпучих и  пылевидных грузов.

clip_image159 Хоппер (рисунок 2.73) имеет  высокие  боковые стенки, а для перевозки цемента – и крышу. Торцевые стены его  наклонены к середине вагона, где расположены разгрузочные люки.

    Жидкие грузы перевозят в цистернах (рисунок 2.74). В зависимости от перевозимых грузов цистерны могут быть разделены на две группы:

·  общего назначения – для перевоз-

Рисунок 2.72 – Восьмиосный полувагон грузоподъемностью 125 т: 1- кузов; 2 – автосцепка; 3 – двухосная тележка; 4 – тормозной цилиндр; 5 – рама кузова 

 

 ки широкой номенклатуры нефтепро-

дуктов;

·  специальные – для перевозки от-

дельных видов грузов.

  Цистерны общего назначения в свою очередь могут подразделяться на цистерны для перевозки   светлых   (бензин и т. д.)   и  темных (нефть, минеральные масла и т. п.) нефтепродуктов.

clip_image161 

Рисунок 2.73  – Хоппер-дозатор

ЦНИИ-ДВЗ

 

 Ввиду повышенной огнеопасности светлых нефтепродуктов и ненадежной герметичности нижних сливных приборов  цистерны  для  перевозки этих грузов оборудуют устройствами верхнего  слива  (колпаками).  В цистернах для темных нефтепродуктов  предусмотрены  нижние  сливные  приборы.  Внутренняя  по-

верхность  цистерн   для   перевозки

кислот   покрыта   защитным   слоем

(резиной, свинцом), предохраняющим металл от  действия кислот. В этих же целях котлы цистерн изготовляют  из  кислотоупорных металлов, нержавеющей стали, алюминия.

Цистерны для перевозки молока делают из нержавеющей стали, покрытой снаружи слоем тепловой изоляции.

clip_image163

 
 

 Рисунок 2.74 – Восьмиосная цистерна

 

  

 

 

 


 Вязкие нефтепродукты перевозят в цистернах,  оборудованных  паровой

рубашкой для разогрева груза при выгрузке.

clip_image165 

Рисунок 2.75  – Изотермический вагон

 

  Скоропортящиеся грузы доставляют в изотермических вагонах (рисунок 2.75).  Для поддержания внутри вагонов  необходимой  температуры  их  оборудуют приборами охлаждения и отопления, а кузова имеют тепловую изоляцию. Изотермические вагоны соединяются в рефрижераторные поезда  или секции по 21, 12, 5 единиц.

Вагоны специального назначения пред-

clip_image167назначаются  для  грузов, требующих особых условий перевозки. К  ним относят транспортеры – многоосные платформы (рисунок 2.76), вагоны для перевозки скота, живой рыбы, битума, легковых автомобилей и вагоны, предназначенные для технических и бытовых нужд железных дорог.

Для перевозки различных грузов используют контейнеры (деревянные или металлические)  с  массой  брутто  3, 5, 10,  20   и   более  тонн   (рисунок 2.77).

Рисунок 2.76  – Вагон-транспортер

 

 clip_image169 

Рисунок 2.77 – Контейнер

 

 Контейнеризация – один из важнейших  способов  ускорения  перевозочного

  процесса, снижения транспортных издержек и повышения качества обслу­живания грузоотправителей. Для перевозки большегрузных контейнеров ис­пользуется специализированный подвижной состав – платформы с  удлинен­ной  базой грузоподъемностью 60 т.

Рисунок 2.77 – Крупнотоннажные контейнеры на специальной

длиннобазной платформе

 

 

 

 Специальные контейнеры большой грузоподъемности, приспособленные для подкатки под них автомобильных шасси, называют контрейлерами. 

На вагон наносятся следующие четкие

 

знаки  и  надписи:  дорога – собственница вагона (например, БЧ – Беларуская чыгунка), время и место постройки, а также производства установленных видов ремонта, ревизии букс и тормозов; номер вагона, тара, грузоподъемность на грузовых вагонах, а на пассажирских – число мест. Номер вагона состоит из 8 цифр: первая обозначает род вагона; 0 –пассажирские, 2 – крытые, 4 – платформы,    6 – полувагоны, 7 – цистерны, 8 – рефрижератор,  9 – прочие. Вторая и третья цифры кодируют другие технические характеристики, четвертая, пятая, шестая и седьмая – порядковый  номер  вагона, восьмая – контрольный знак. Каждый вагон должен иметь символ на принадлежность его тому или иному государству.

Основными параметрами для технико-экономической оценки конструкции и эксплуатационных особенностей вагонов являются: грузоподъемность, тара, удельный объем кузова, число осей, удельная площадь пола, коэффициент тары, давление от колесной пары на рельсы, давление на 1 м пути.

По числу осей вагоны бывают 4-, 6-, 8- и многоосные. С осностью связана грузоподъемность – наибольшая масса  груза,  которая может быть перевезена по условиям прочности конструкции вагона. Четырехосные вагоны имеют грузоподъемность  60 – 65, а восьмиосные – до 125 т.

    Сумма грузоподъемности вагона (нетто)  и  его  тара  составляет массу вагона (брутто).

    Коэффициент тары (кт )показывает ту часть массы тары (Т) вагона, которая приходится на каждую тонну его грузоподъемности (Р).

 

                                                          кт = Т / Р.                                               (2.19)

 

Чем меньше кт, тем вагон экономичнее. Для пассажирских вагонов коэффициент тары определяется как отношение тары вагона к числу мест.

Показателями  вместимости  вагона  являются  удельный объем кузова (vу ), а для  платформ – удельная площадь пола (fу).

 

                                                vу = V / P   и    fу = F / P.                                  (2.20)

 

Допускаемая нагрузка определяется прочностью искусственных сооружений и для основных типов вагонов она равна 88  кН/1 м  и  228 кН/1 ось.

Основные элементы вагона. Вагон состоит из ходовых частей, рамы вагона, кузова,  ударно-тяговых приборов, тормозного оборудования.

Автосцепка (рисунок 2.78) соединяет вагоны при их соударении, обеспечивая полную безопасность для составителя поездов, так как при этом он не заходит в пространство между вагонами. Введение автосцепки на отечественных железных дорогах началось в 30-е годы. На современных дорогах курсируют поезда, все вагоны которых оборудованы автосцепкой.

clip_image171Автосцепка служит не только для сцепления вагонов, но и выполняет

Рисунок 2.78 – Устройство автосцепки

 

 роль буфера, воспринимающего на себя удары, которые возникают при встрече одного вагона с другим. С применением автосцепки стало возможным водить поезда массой 8–10 тысяч тонн и более. Машинист теперь уверен – автосцепка не подведет, не потеряет он вагоны в пути. Почти 300 т – такое усилие на разрыв выдерживает автосцепка. Это почти в 5 раз больше усилия, которое может быть у самого мощного локомотива.

 

 

Перемещаясь от станции к станции, поезду приходится иногда снижать скорость, а то и останавливаться.  Для  этого  локомо тивы и вагоны оборудуют тормозами. Посмотрите на колеса локомотивов или вагонов и вы увидите  возле  каждого из них металлические отливки. Это тормозные колодки. Раньше колодку делали из чугуна, и случалось, что ее хватало всего на 2–3 поездки. Сейчас тормозные колодки делают композиционными, то есть из двух частей: стального тыльника и тормозящей части из специального материала. Такие колодки и служат значительно дольше и в 3 раза легче чугунных. Чтобы затормозить поезд, надо лишь повернуть кран машиниста, находящийся на пульте управления локомотивом. Тотчас же сжатый воздух откроет клапаны и поступит из специальных резервуаров, которые находятся под вагонами, в тормозные цилиндры, переместит поршни и через систему рычагов с большой силой прижмет колодки к вращающимся колесам. Если надо, чтобы поезд остановился, машинист подольше подержит открытым вход в цилиндр и впустит в него больше воздуха. Если же нужно лишь притормозить поезд, чтобы он снизил скорость, машинист впустит в цилиндр поменьше воздуха.

Как только необходимость в торможении отпала, машинист перекрывает доступ воздуха в тормозные цилиндры, и пружины, находящиеся в цилиндрах, заставляют тормозные колодки отпустить колеса. Поезд может продолжать путь.

Такие тормоза называют пневматическими (рисунок 2.79), потому что и управление ими и торможение осуществляются сжатым воздухом. Пневматические тормоза хороши, но имеют один недостаток: вагоны состава затормаживаются последовательно, по мере того как сжатый воздух, перемещаясь от локомотива по воздухопроводу, открывает клапаны. Так как скорость движения сжатого воздуха сравнительно невелика, то проходит довольно значительное время, прежде чем "тормозная волна" дойдет до последних вагонов и затормозит их.

clip_image173Этот недостаток стал особенно ощутим с введением электрической и тепловозной тяги, когда длина состава поездов, особенно грузовых, увеличилась. Следовательно, и путь прохождения "тормозной волны" значительно возрос.

Рисунок 2.79 – Принцип действия

пневматических тормозов

 

 Для устранения указанного недостатка создали электропневматический тормоз, в котором, как и в пневматическом, для торможения используется сжатый воздух. Но  управляет работой такого тормоза электрический ток.

 

  Проходя  от  вагона  к вагону  со  скоростью   300 тысяч метров в секунду, он мгновенно открывает клапаны, и все вагоны затормаживаются одновременно, каким бы длинным ни был состав. А это очень важно: сокращается тормозной путь, то есть путь, проходимый поездом от начала торможения до полной его остановки; в составе не возникает усилий, стремящихся разорвать или сжать поезд. Машинисты могут водить длинносоставные поезда с более высокими скоростями, не опасаясь, что тормозной путь окажется недостаточным.

На железнодорожном подвижном составе применяются следующие  виды торможения:

·  фрикционное  (ручного  или  пневматического  действия),   использующее силу трения тормозных  колодок,  прижимаемых  к  ободьям вращающихся колес, или специального диска, посаженного на  ось  колесной пары;

·  реверсивное (электрическое), которое может быть рекуперативным,  когда электроэнергия, выработанная двигателями электровоза, возвращается  в контактную сеть, или реостатным,  когда  энергия  поглощается  специальными сопротивлениями;

·  электромагнитное, основанное на принципе воздействия электромагнитных устройств на рельсы (для скорых поездов).

    Основным видом торможения является фрикционное пневматическое.

    Тормоза называются  прямодействующими,  если  источник  сжатого воздуха, имеющийся на  локомотиве (компрессор,  главный  резервуар),  при торможении сообщается с запасными резервуарами и тормозными цилиндрами вагонов.

    Вагонное хозяйство. Оно предназначено для обеспечения  перевозки пассажиров и грузов, содержания вагонов в  исправном  состоянии, подготовки их к перевозкам, обслуживания пассажирских вагонов в пути следования. Важнейшим требованием при этом является  обеспечение безопасности движения и сохранности перевозимых грузов.

    Система технического обслуживания предусматривает:

·  техническое обслуживание (ТО) грузовых вагонов, находящихся в составах или транзитных поездах, а также порожних при подготовке  к погрузке и т. д.;

·  текущий ремонт (ТР-1) порожних вагонов на  специализированных ремонтных путях;

·  текущий ремонт (ТР-2) вагонов с отцепкой от поездов для  ликвидации  неисправностей,  которые  невозможно  устранить  за  время стоянки поезда на станции;

·  деповской ремонт (ДР) в вагонном депо;

·  капитальный ремонт (КР-1) и (КР-2), выполняемый на  вагоноремонтном заводе.

     Обслуживание и ремонт вагонов производятся на вагоноремонтных заводах, в вагонных депо, пунктах подготовки вагонов к  перевозкам, пунктах технического обслуживания вагонов, пунктах  контрольно-технического обслуживания вагонов, механизированных  пунктах  текущего отцепочного ремонта вагонов, пунктах опробования  тормозов,  постах безопасности, контрольных постах, вагоноколесных мастерских, перестановочных пунктах, контейнерных депо и мастерских и т. д.