2.5. Вагоны

Первые отечественные грузовые вагоны появились в 1846 г. Их начал строить Александровский завод под Петербургом. Вагоны были четырехосными с деревянным кузовом, центральной сцепкой без боковых буферов и тормозным устройством с ручным приводом (рис. 25, 26). Грузоподъемность крытого вагона при таре 7,8 т составляла 8,2 т. Для насыпных и длинномерных грузов строились четырехосные платформы с весом тары 6 т и грузоподъемностью 10 т.

Рис. 25. Первый пассажирский вагон

Рис. 26. Первый крытый вагон Петербурго-Московской дороги

При переходе к металлическим несущим элементам кузова и рамы вагоны стали делать преимущественно двухосными. Для перевозки грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков, стали строить двухосные вагоны без крыши (полувагоны), а также платформы. Они имели буфера и центральные тягово-сцепные устройства. Крытые вагоны имели длину внутри кузова 6400 мм и ширину 2743 мм.

Для развития нефтяной промышленности в 1863 г. появились зарубежные цистерны, а в 1872 г. - цистерны отечественной постройки. Первые изотермические вагоны с ледяным охлаждением для перевозки скоропортящихся грузов появились в России в 1862 г., а вагон с опрокидывающимся кузовом (думпкар) для насыпного груза - в 1868 г., задолго до появления таких вагонов за рубежом.

После 1917 г. вагонный парк насчитывал 80 % двухосных грузовых, преимущественно крытых вагонов, платформ и цистерн грузоподъемностью 15 - 16,5 т; имелось небольшое количество четырехосных крытых и полувагонов. Эти вагоны удовлетворяли условиям эксплуатации при небольших скоростях и малых весах поездов. Весь парк грузовых и пассажирских вагонов оборудовался сквозными винтовыми сцепными приборами с разрывным усилием 35 - 50 т, кроме четырехосных грузовых, которые имели несквозную винтовую упряжь. Грузовые вагоны имели только ручные тормоза.

Строительство вагонов заводами СССР возобновилось в 1923 - 1924 гг. Первоначально, с учетом имеющегося технического оснащения заводов, строились только двухосные вагоны, крытые и платформы грузоподъемностью 20 т. Рамы вагонов в связи с переводом в дальнейшем на автосцепку оборудовались хребтовыми балками. Первые четырехосные крытые вагоны и цистерны грузоподъемностью 50 т были построены в 1926 - 1927тг. Они имели клепаную конструкцию; типовой была поясная тележка с базой 1905 мм и бандажными колесами диаметром 1050 мм.

Начало 30-х годов знаменует собой качественный скачок в строительстве нового четырехосного подвижного состава, началась серийная постройка крытых вагонов, хопперов, платформ, цистерн грузоподъемностью 50 - 60 т и изотермических вагонов грузоподъемностью 28,5 т со льдом.

С 1937 г. начат выпуск более прочных тележек со стальными литыми боковинами и надрессорными балками. Введен единый габарит «О» по ОСТ/ВКС 6435. Положено начало широкому применению сварки в вагоностроении.

С ростом объема перевозок на железнодорожном транспорте возникла проблема усиления упряжных устройств и автоматизации сцепления вагонов. Малая прочность винтовой упряжи ограничивала повышение веса поездов. При повышении веса поездов в 1926 - 1931 гг. всего на 22 % количество их обрывов на сети железных дорог возросло с 7350 до 38 800 - почти в 5,3 раза. В начале 30-х годов началась установка автосцепки СА-3 на вагонах и локомотивах.

В 1950-1958 гг. установлены оптимальные параметры и составлены конструктивные схемы новых типов вагонов. У крытого четырехосного вагона увеличен объем кузова с 89 до 120 м³, увеличена длина платформ до 13,4 м вместо 12,97 м и др. Разработана конструктивная схема и основные параметры шестиосного полувагона. Средняя грузоподъемность отечественных четырехосных и шестиосных вагонов в 1956 г. достигла 59,3 т (в это же время на дорогах США она составляла 53,6 т). Осуществлен переход на массовое производство дешевых в изготовлении, более прочных и экономичных цистерн с полезной емкостью 60 м³ без расширительных колпаков.

В 1956 г. начато серийное производство тележек типа ЦНИИ-ХЗ для грузовых вагонов, способных гасить вертикальные и боковые колебания и обеспечивать высокие ходовые свойства. Строящиеся в настоящее время грузовые четырехосные и многоосные вагоны с тележками типа ЦНИИ-ХЗ имеют конструкционную скорость 120 км/ч.

Переход к производству цельнокатаных колес и более прочных осей позволил повысить их эксплуатационную надежность и безопасность движения поездов.

В 1959 г. установлен ГОСТ 9238-59, предусматривающий конструкции вагонов с повышенными осевыми нагрузками и использованием габарита Т. Однако проблема повышения осевых нагрузок до 25 т тогда не была решена. Осевая нагрузка 25 т позволяет увеличить грузоподъемность четырехосных вагонов до 75 т. При габарите Т и длине станционных путей 1050 м из четырехосных полувагонов с повышенной погонной нагрузкой можно формировать поезда весом 7200 т, а из шестиосных полувагонов – 9300 т.

В 1965 г. на железных дорогах СССР из обращения были исключены двухосные вагоны.

В 1964-1966 г.г. прошли испытания опытные образцы полувагона с глухим кузовом (без люков в полу) и удлиненные до 20,4 м платформы, позволяющие повысить в 1,5 раза грузоподъемность при перевозке контейнеров и леса.

Устаревшая конструкция букс с подшипниками скольжения не позволяла в полной мере использовать преимущества электрической и тепловозной тяги – более высокие скорости движения и безостановочный пробег на большие расстояния. По данным за 1966 г., из общего количества опозданий поездов, вызванных неисправностями вагонов, 73,5 % приходилось на отцепки из-за грения букс. Выходом из создавшегося положения была замена буксового узла с подшипниками скольжения буксовым узлом с роликовыми подшипниками. В 1950 г. начался и в 1990-х годах завершился перевод магистрального подвижного состава на роликовые подшипники.

Железнодорожный транспорт за счет перевода грузовых вагонов на роликовые подшипники ежегодно стал экономить 15 тыс. т свинца, 13 тыс. т осевой стали, более 350 тыс. т осевых масел, 10 тыс. т подбивочных материалов и технического войлока.

После 1980 г. совершенствование конструкции вагонов направлено на обеспечение сохранности грузов при перевозке, механизации погрузки и выгрузки, увеличение грузоподъемности.

На пропускную способность направлений оказывает влияние протяженность гарантированного безостановочного следования вагонов. В начале 2009 г. средняя протяженность гарантийных участков безопасного следования вагонов на основных направлениях сети железных дорог достигла 1059 км, в том числе в груженых поездах – 1035 км, порожних – 1078 км и в контейнерных маршрутах – 1410 км.