Грузовые и пассажирские вагоны

15

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. История вагоностроения

2. История создания и совершенствования грузовых вагонов

3. История создания и совершенствования пассажирских вагонов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Среди других видов транспорта железнодорожный во многих промышленно развитых странах занимает ведущее место. Это объясняется его универсальностью - возможностью обслуживать производящие отрасли хозяйства и удовлетворять потребности населения в перевозках вне зависимости от погоды, практически во всех климатических условиях и в любое время года. Именно поэтому, несмотря на относительно бурное развитие автомобильного, воздушного и трубопроводного транспорта, вот уже более 160 лет железнодорожный транспорт остаётся основным средством перемещения грузов и массовых перевозок населения.

Базируясь на современных видах тяги, надёжных перевозочных ёмкостях, мощном рельсовом основании, привлекая прогрессивные средства компьютеризации и сигнализации, железнодорожный транспорт наряду с другими отраслями промышленного производства входит в экономический потенциал каждой страны. Наряду с решением хозяйственных, экономических и стратегических задач железнодорожный транспорт влияет на другие стороны жизни государства, участвуя в межрегиональных связях в области культуры, социальных преобразований, в международном туристическом сотрудничестве, внося существенный вклад в научно-технический прогресс. В то же время железнодорожный транспорт всё в большей степени вовлекается в интеграционные процессы хозяйственных комплексов, региональные и международные системы разделения труда, становится потребителем новейших научно-технических и технологических достижений: электромеханики, радиотехники, средств диагностики, микропроцессорной и вычислительной техники, оптико-волоконной связи, наукоёмких технологий, телесистем управления и контроля.

Вагон - единица подвижного состава железных дорог; колёсный экипаж открытого или закрытого типа, оборудованный всеми необходимыми средствами для включения в состав поезда и предназначенный для перевозки грузов и пассажиров.

1. История вагоностроения

Основное транспортное средство для перевозки различных товаров и людей - вагоны - в соответствии с назначением подразделяются на грузовые и пассажирские. Пассажирский вагон был создан на основе экипажей, в которых люди ездили по безрельсовым сухопутным дорогам. Эти экипажи уже имели все основные элементы конструкции современного вагона: крышу, так называемые стенки, двери, окна, колёса, рессоры и др. В составе первых поездов вагоны для пассажиров ещё долго именовались каретами. В зависимости от совершенства устройства и удобства езды носили они названия и других экипажей: шарабаны (простые открытые повозки), дилижансы, берлины, линейки с мягкими сиденьями. Собственно вагонами называли открытые грузовые вагоны бункерного типа или платформы для так называемых "неответственных" товаров. В "Реестре имущества" Царскосельской железной дороги на 1 сентября 1837 впервые упоминаются официально "вагоны". В этом же документе говорится о "8 вагонах и 5 шарабанах отечественной выделки". Первые отечественные вагоны были построены в 1850-54 для Петербург-Московской железной дороги на Александровском заводе в Санкт-Петербурге. Более чем за 150 лет, прошедших с тех пор, в конструкции пассажирских вагонов произошли изменения в сторону увеличения удобств и безопасности пассажиров.

В грузовых вагонах первоочередными были задачи усиления конструкции, увеличения вместимости, уменьшения собственной массы. В современном грузовом вагонном парке железной дороги находятся преимущественно 4-осные вагоны грузоподъёмностью до 72 т, имеются 6- и 8-осные грузовые вагоны грузоподъёмностью до 125 т. Парк пассажирских вагонов состоит из цельнометаллических вагонов с кузовом длиной 23,6 м. Увеличивается число цельнометаллических грузовых вагонов. Все вагоны оборудованы автосцепкой и автоматическими тормозами, более половины грузовых и все пассажирские вагоны имеют тележки с буксами на роликовых подшипниках. Грузовые вагоны допускают следование поезда со скоростью до 120 км/ч, пассажирские - до 160 км/ч. Наряду с количественном ростом вагонного парка произошли значительные качественные изменения, связанные, с усилением ходовых частей, совершенствованием автосцепного и автотормозного оборудования, увеличением их грузоподъёмности. Расширяется применение специализированных вагонов, в том числе для перевозки зерна, цемента, легковых автомобилей, крупнотоннажных контейнеров, а также рефрижераторных вагонов. В конце 1980-х гг. доля таких вагонов в общих поставках составила более 30%. Модернизация пассажирских вагонов идёт в направлении повышения комфортности условий для пассажиров. С этой целью вагоны оборудуются электроугольным отоплением, люминесцентным освещением, нагнетательной вентиляцией, системами кондиционирования. В состав пассажирских поездов включаются и вагоны типа "Микст" (смешанные) - со спальными и сидячими местами.

Прототип вагона - небольшая четырёхколёсная тележка (в странах Западной Европы называется "вагонетка", в России - "собака"). Вагон, направляющими для которых служили деревянные лежни, использовались в шахтах и рудниках ещё в средние века. В начале XIX в. в повозках с конной тягой стали перевозить не только грузы, но и пассажиров. Первая дорога с регулярным движением таких экипажей открылась в английском графстве Суррей близ Лондона ещё в 80-е гг. XIX в.

Усовершенствование конструкции вагона тесно связано с изобретением рельсов и изменением их формы. На смену полосовым рельсам пришли уголковые, рельсы с жёлобом, а затем с овальной (грибовидной) головкой ("валики"), что повлекло за собой изменение вагонного колеса: на ободе появился выступ (гребень, или реборда). Эти изобретения способствовали увеличению скорости движения при повышении безопасности, улучшению плавности хода.

В России вагонетки с канатной, а позднее с конной тягой появились на рудничных и внутризаводских рельсовых дорогах: в 1764 на Колывано-Воскресенском заводе на Алтае, в 1788 на Александровском заводе в Петрозаводске, в 1810 на Змеино-горском руднике, а с паровой тягой - на Нижнетагильской железной дороге, построенной в 1834.

Для Царскосельской железной дороги, открывшейся в 1837, подвижной состав, в том числе и вагоны, был закуплен за границей; только единичные образцы были изготовлены в России. В зависимости от конструкции и удобств для пассажиров, вагоны именовались каретами, шарабанами, дилижансами, которые первоначально устанавливались на специальных платформах, а затем стали включаться в состав поезда. В те же поезда входили платформы и открытые вагоны для грузов. Производство первых вагонов было налажено на Александровском заводе в 1846 для первой русской магистральной железной дороги между Петербургом и Москвой. Эти вагоны имели все основные узлы современных вагонов: кузов, раму, буксы, колёсные пары, ударно-тяговые приборы, тележки, рессорное подвешивание, тормоза, внутривагонное оборудование.

Первые грузовые (товарные) вагоны - крытые 4-осные вагоны и вагоны-платформы с центральной сцепкой без буферов грузоподъёмностью 8,2 т.

В 1855 построены 2-осные вагоны грузоподъёмностью 6,5-10 т.

В 1862 стали выпускать вагоны-ледники и с 1868 - вагоны с опрокидывающимся кузовом (думпкары), с 1872 - вагоны-цистерны, главным образом для перевозки нефти и нефтяных продуктов, а также специализированные вагоны для живой рыбы, молока, сыпучих грузов (песка и других промышленных материалов).

В 1892 был создан грузовой вагон грузоподъёмностью 12,5 т, так называемый "нормальный тип", определивший развитие конструкции вагонов на последующие годы. Этому способствовало введение в России в начале 80-х гг. бесперегрузочного следования товарных вагонов, что обеспечило эксплуатацию вагонов одного типа по всем железным дорогам страны. Крытые вагоны строились с одинаковыми внутренними размерами кузова (длиной 6400 и шириной 2743 мм) - "нормального типа".

2. История создания и совершенствования грузовых вагонов

На железных дорогах мира находится в обращении более 5 млн. грузовых вагонов. Конструкция современного грузового вагона создавалась в течение длительного периода.

Совершенствование грузовых вагонов происходило по нескольким направлениям. Среди них - повышение грузоподъемности, приспособление конструкций вагонов к перевозкам различных видов грузов, включая создание лучших условий для погрузочно-разгрузочных работ, оснащение вагонов средствами механизации и автоматизации.

Организаторы железнодорожных перевозок обратили внимание на закономерность: чем больше груза можно перевезти в одном вагоне, тем экономичнее перевозка. Поскольку масса груза, перевозимого в одном вагоне, зависит от допустимой нагрузки одной оси на рельс, числа осей вагона и массы тары, усилия создателей грузовых вагонов были направлены на решение проблем, связанных с этими факторами.

В начальный период существования железных дорог допустимая нагрузка на рельсы от оси вагона составляла 70-80 кН. Первые грузовые вагоны подобно гужевым повозкам были двухосными и имели грузоподъемность 8-10 т при массе тары вагона 6-7 т.

Уже в 40-х годах прошлого века начали выпускать четырехосные вагоны. Наибольшее распространение они получили в США. В остальных странах их внедрение шло медленнее.

В России первые серийные грузовые вагоны начали выпускать в 1846 г. Они были четырехосными на двух двухосных тележках. Однако, из-за того что рама и кузов вагонов были деревянными и это снижало их грузоподъемность, было решено перейти на бестележечные двухосные вагоны, подобные западноевропейским. И только в 1965 г. двухосные вагоны были исключены из обращения на железных дорогах СССР.

Четырехосные вагоны имеют значительное преимущество по сравнению с двухосными. У них меньше коэффициент тары (отношение массы тары к его грузоподъемности), потому что такие элементы вагона, как сцепные устройства и тормоза, имеют одинаковую массу независимо от числа осей. При одинаковой массе перевозимого груза длина поезда из четырехосных вагонов в 1,6-1,7 раза меньше, чем из двухосных. Это снижает требование к длине станционных путей.

Четырехосные тележки с меньшим сопротивлением проходят кривые участки пути. Сопротивление движению поезда из таких вагонов также снижается благодаря меньшему числу междувагонных промежутков. Все это приводит к уменьшению расхода топлива. Можно назвать много других преимуществ четырехосных вагонов, например, сокращение времени на расформирование и формирование поездов, взвешивание вагонов, оформление документов и т. д.

Были попытки создания трехосных вагонов, но эти вагоны не получили распространения.

Постоянно проводимые работы по усилению железнодорожного пути позволили к началу XX века усилить дополнительную нагрузку на ось до 17, а к 40-м годам до 20 т. Грузоподъемность четырехосного вагона при массе тары 20-22 т возросла до 60 т.

После второй мировой войны работа по повышению дополнительной нагрузки на ось продолжалась. В СССР она была доведена к концу 80-х годов до 25 т, в США - до 30-40 т на ось.

Постоянно велась работа по повышению числа вагонных осей. В Германии в период перед первой мировой войной имелись вагоны на двух трехосных тележках грузоподъемностью до 63 т.

В СССР шестиосные вагоны были созданы в 1955 г. Однако они не получили распространения в основном из-за сложности конструкции трехосной тележки. В 1969 г. были созданы восьмиосные цистерна и полувагон грузоподъемностью по 120-130 т. Общая масса такого вагона примерно 180 т. Цистерна такой грузоподъемности вмещает столько бензина, что его достаточно для заправки 4 тыс. легковых автомобилей. Наибольшая грузоподъемность вагонов достигнута в США: средняя грузоподъемность одного вагона приближается к 80 т, в бывшем СССР - примерно 65 т.

Первые грузовые вагоны были универсальными. Для грузов, боящихся атмосферных осадков, предназначались крытые вагоны, для других грузов - платформы. Однако быстро выявились преимущества вагонов, специализированных для перевозки отдельных грузов. Процесс насыщения вагонного парка специализированным подвижным составом продолжается в течение всего периода существования железных дорог. Эта тенденция сохранится и в перспективе. Специализированный вагон позволяет вместить больше груза. Например, для перевозки автомобилей созданы двухъярусные платформы, вмещающие значительно больше автомобилей, чем обычный вагон. Для легких, но объемных грузов созданы вагоны с увеличенным объемом кузовов. Например, объем котла цистерны для перевозки бензина намного больше, чем цистерны для перевозки сырой нефти.

Другое важное преимущество специализированных вагонов - дополнительные удобства для эффективного выполнения погрузки и выгрузки вагонов. Например, саморазгружающиеся вагоны для перевозки угля с открывающимися боковыми стенками кузова позволяют разгрузить 60-70 т угля примерно за 1 мин.

Специализированные вагоны обеспечивают большую сохранность грузов. Для ценных хрупких грузов, которые боятся резких ударов, созданы вагоны с мощными амортизирующими устройствами (например, подвижная хребтовая балка), которые гасят удары, неизбежно возникающие при движении поезда и маневровых передвижениях на станциях.

Несмотря на дополнительные порожние пробеги специализированных вагонов, эти и ряд других преимуществ обеспечивают их эффективную эксплуатацию.

Для перевозки угля и других сыпучих грузов в 50-х годах прошлого века начали строить полувагоны, представляющие собой платформы с наращенными бортами и торцовыми стенками. Позднее для сыпучих грузов стали использовать вагоны-хопперы с опрокидывающимися кузовами, а также специальные полувагоны, приспособленные для выгрузки на опрокидывающих устройствах.

Большое число специализированных вагонов было создано для наливных грузов, поскольку число видов таких грузов постоянно росло. Сначала это была сырая нефть, потом прибавились многочисленные продукты ее переработки, различные химические грузы. В специализированных цистернах перевозится много пищевых продуктов - молоко, живая рыба, растительное масло, спирт.

Можно назвать более 100 типов специализированных вагонов. Это, например, крытые вагоны для перевозки живности, полувагоны для горячих окатышей, вагоны для перевозки контейнеров, рефрижераторные (в том числе и вагоны-термосы), вагоны для перевозки сажи, длинномерных рельсов и леса, цистерны для вязких жидкостей с обогревательными устройствами,
и т. д.

Особый вид подвижного состава для перевозки особо тяжелых грузов представляют транспортеры. Это 8-, 12- и 16-осные вагоны, позволяющие перевозить грузы массой до 250 т. Существуют и такие гиганты, как 32-осный транспортер грузоподъемностью 500 т. Масса его тары 211 т, а максимальная длина 64 м. Этот транспортер состоит из двух секций, каждую из которых можно эксплуатировать как 16-осный транспортер.

Доля специализированных вагонов в ряде стран достигает 80-90% вагонного парка.

Еще одно направление совершенствования грузовых вагонов - развитие отдельных элементов его конструкции, которое облегчает выполнение различных операций при следовании вагонов в составе поезда и маневровой работы на станциях, - совершенствование сцепных устройств, тормозов, приспособлений для погрузочно-выгрузочных работ, ходовых частей и кузова. Наиболее важным этапом был переход к автотормозам, автосцепке и роликовым подшипникам.

3. История создания и совершенствования пассажирских вагонов

В первое время существования железных дорог не было такого понятия, как пассажирский вагон.

Для перевозки пассажиров по железной дороге использовали обычные экипажи и кареты, которые ставили на железнодорожные платформы или прямо на рельсы.

Первые пассажирские вагоны очертаниями очень напоминали кареты или старые почтовые дилижансы. Многие вагоны не имели окон и крыш или окна были, но не застекленные.

На линии Лейпциг - Дрезден пассажирам предлагали даже приобретать маски для защиты лица от ветра и паровозных искр. Вагоны не отапливались, в них не было освещения, удобных сидений. Пассажиры страдали от тряски и шума.

В Европе до 70-х годов прошлого века широко использовались вагоны английского типа. Они делились поперечными стенками на три отделения по шесть мест в каждом отделении. Багаж пассажиров помещался на крыше вагона.

Английская система предусматривала также деление вагонов на классы. Наиболее удобными были вагоны первого класса. В вагонах второго класса окна заменяли узкие отверстия в стенках, вагоны третьего класса имели более низкие потолки.

Пассажирские вагоны железных дорог США не разделялись на отделения, а были проходными и вмещали по 60 - 70 пассажиров. По мере развития железнодорожного сообщения пассажирские вагоны совершенствовались.

В первую очередь было обращено внимание на уменьшение качки и тряски, для чего рессоры стали делать более упругими. Для снижения уровня шума полы и стены вагонов стали делать с внутренним наполнителем.

Для освещения использовали свечи или масло, а затем керосиновые лампы. Позднее было введено газовое освещение, появились ацетиленовые светильники, вытесненные затем электричеством.

Ввод электрического освещения сопровождался трудностями. Электрическое освещение считалось слишком дорогим из-за необходимости установки в каждом отделении вагона аккумуляторной батареи. Кроме того, первые электрические лампы не выдерживали вагонной тряски. Однако эти вопросы были успешно решены.

Постепенно улучшилась и система отопления вагонов. Сначала ввели печное отопление. Использовавшиеся для этого металлические печки накалялись так же быстро, как и остывали.

В ряде стран с более мягким климатом пользовались грелками для ног. Это были длинные металлические ящики, наполненные горячей водой или песком. Грелки наполняли на станциях. На вагон требовалось 10 - 15 грелок.

Значительным шагом вперед было появление парового отопления, которое сразу получило признание благодаря пожарной безопасности и легкости обслуживания.

В 1836 г. на Пенсильванской железной дороге в США появились прототипы спальных вагонов. В них были устроены трехъярусные полки, а пассажирам выдавались соломенные матрасы. Постельное белье и подушки не предусматривались.

В 1867 г. на заводах Пульмана (США) были построены вагоны, в которых имелись мягкие сиденья. На ночь они превращались в спальные места. Спальные места располагались вдоль вагона и разделялись устанавливаемыми на ночь поперечными мягкими стенками. Верхние полки на ночь спускались с потолка на цепях.

Такие вагоны курсировали в Америке, а в 1873 г. появились в Европе, но в несколько измененном виде, а именно с двух- или четырехместными купе, в которых верхнее спальное место получалось при подъеме стенки дивана.

В 1872 г. на заводах Пульмана начали строить вагоны-столовые и вагоны-рестораны. Иногда к поездам прицепляли смотровые салон-вагоны, позволявшие пассажирам любоваться пейзажем из открытых окон или расположившись в креслах на открытой задней площадке. Некоторые салон-вагоны, предназначенные для богатых пассажиров, оборудовали роскошной мебелью, коврами, музыкальными инструментами.

Конструкции и оборудование современных пассажирских вагонов создают комфорт и удобства для проезда пассажиров при надежном обеспечении безопасности движения. Внешний вид и интерьер вагона учитывают требования технической эстетики.

Кузова пассажирских вагонов представляют собой цельнометаллическую цельнонесущую конструкцию. Стремление снизить массу вагона, устранить коррозию кузова, повысить его надежность заставляет искать новые материалы и соответствующие им конструктивные формы. В мировом вагоностроении все шире используются алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь, пластмассы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На железных дорогах мира находится в обращении более 5 млн. грузовых вагонов. Конструкция современного грузового вагона создавалась в течение длительного периода.

Совершенствование грузовых вагонов происходило по нескольким направлениям. Среди них - повышение грузоподъемности, приспособление конструкций вагонов к перевозкам различных видов грузов, включая создание лучших условий для погрузочно-разгрузочных работ, оснащение вагонов средствами механизации и автоматизации.

Первые грузовые вагоны были универсальными. Для грузов, боящихся атмосферных осадков, предназначались крытые вагоны, для других грузов - платформы. Однако быстро выявились преимущества вагонов, специализированных для перевозки отдельных грузов. Доля специализированных вагонов в ряде стран достигает 80-90% вагонного парка.

Еще одно направление совершенствования грузовых вагонов - развитие отдельных элементов его конструкции, которое облегчает выполнение различных операций при следовании вагонов в составе поезда и маневровой работы на станциях, - совершенствование сцепных устройств, тормозов, приспособлений для погрузочно-выгрузочных работ, ходовых частей и кузова.

В первое время существования железных дорог не было такого понятия, как пассажирский вагон. Для перевозки пассажиров по железной дороге использовали обычные экипажи и кареты, которые ставили на железнодорожные платформы или прямо на рельсы.

По мере развития железнодорожного сообщения пассажирские вагоны совершенствовались.

Конструкции и оборудование современных пассажирских вагонов создают комфорт и удобства для проезда пассажиров при надежном обеспечении безопасности движения. Внешний вид и интерьер вагона учитывают требования технической эстетики.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. История железнодорожного транспорта России / Под ред. М. М. Уздина, Е. Я. Красковского. - СПб.: Питер, 1994.

2. Кологривая И. Е. История развития железнодорожного транспорта. - Хабаровск: ДВГУПС, 1998.

3. Морозов В. Коллекция отечественного вагоностроения ЦМЖТ // Железнодорожное дело. - 1998. - №6. - с. 34 - 35.

4. Полякова И. Конец эпохи паровозного гудка // Транспорт России. - 2006. - №13 (16 марта). - 21 - 23 с.

5. Шадур Л. А. Развитие отечественного вагонного парка. - М.: Транспорт, 1988.