ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Для перевозки грузов и пассажиров на железной дороге используется подвижной состав (ПС). Термин "подвижной состав" подразумевает совокупность перевозочных средств транспорта. Железнодорожный подвижной состав - локомотивы, грузовые и пассажирские вагоны локомотивной тяги, моторвагонный подвижной состав (электро- и дизель-поезда, автомотрисы и рельсовые автобусы), а также иной подвижной состав, предназначенный для осуществления перевозок и обеспечения функционирования инфраструктуры железнодорожного транспорта.

Подвижной состав железных дорог подразделяют на самоходный (локомотивы, моторвагонные поезда, специальные самоходные единицы) и несамоходный - вагоны и специальные несамоходные единицы.

Для обеспечения бесперебойности функционирования железнодорожного транспорта и безопасности перевозок подвижной состав железных дорог должен удовлетворять ряду требований, предусмотренных Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ, Глава IX):

1. Подвижной состав должен своевременно (в установленные сроки) проходить планово-предупредительные виды ремонта, техническое обслуживание и содержаться в эксплуатации в исправном техническом состоянии, обеспечивающем безопасность движения и эксплуатации железнодорожного транспорта и соответствовать требованиям по охране труда, экологической и пожарной безопасности, санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам (п. 129 Главы IX ПТЭ).
2. На каждую единицу железнодорожного подвижного состава должен вестись технический паспорт (формуляр) в бумажном или электронном виде, содержащий сведения о его вводе в эксплуатацию, отметку о приемке, модернизации и проведенных плановых ремонтах и т.д. (п. 133 Главы IX ПТЭ).
3. Каждая единица железнодорожного подвижного состава должна иметь маркировку, а также следующие отличительные знаки и надписи (п. 126 Главы IX ПТЭ):
• технический знак (цифровой код) принадлежности к железнодорожной администрации;
• наименование оператора или иного владельца железнодорожного подвижного состава;
• номер и табличку завода-изготовителя с указанием даты и места постройки;
• идентификационные номера и приемочные клейма на составных частях в случаях и в местах, установленных нормами и правилами;
• дату и место производства установленных видов ремонта, установленных ремонтной и эксплуатационной документацией;
• массу тары (кроме локомотивов и ССПС);
• на локомотивах, МВПС и ССПС - конструкционная скорость, серия и бортовой номер, наименование места приписки, таблички и надписи об освидетельствовании воздушных резервуаров, контрольных приборов и котла;
• на пассажирских вагонах, МВПС и ССПС, на котором предусмотрена перевозка людей, - число мест;
• на грузовых, почтовых и багажных вагонах - грузоподъемность.
4. Кузова грузовых вагонов должны иметь следующие отличительные знаки и надписи: наименование (товарный знак) производителя, дату выпуска, идентификационный номер вагона, грузоподъемность.

С 1963 г. на железных дорогах действовала семизначная нумерация грузовых вагонов, по которой можно было установить род вагона, его осность, объем кузова и другие характеристики. В связи с появлением новых типов вагонов (хопперов, зерновозов и т.д.) и исключением из парка двухосных вагонов в 1984 г. в систему нумерации вагонов были внесены изменения.

Новая система 8-значной нумерации вагонов была введена в 1985 г. Она обладает достаточной емкостью на длительный период, имеет защитный код и соответствует условиям использования при решении эксплуатационных и многих других задач с помощью ЭВМ. Значительно полнее, чем ранее, в номере вагона отражены такие важные его характеристики, как длина, масса тары, грузоподъемность. Всего выделено более 180 типов грузовых вагонов, в том числе более 60 типов транспортеров.

В каждом роде подвижного состава типы вагонов сгруппированы по объединяющим их признакам. Как правило, внутри группы вагоны "расставлены" по длине, т.е. для типов вагонов, имеющих бóльшую длину, установлена бóльшая по значимости нумерация. Внутри групп предусмотрена резервная емкость, которая будет использована при увеличении числа вагонов данного типа.

В действующей системе нумерации подвижного состава используются 8 знаков:

первый знак означает тип подвижной единицы:
0 - пассажирские вагоны;
1 - локомотивы, моторвагонные поезда, путевые машины и другие самоходные подвижные единицы;
2 - крытые грузовые вагоны;
4 - вагоны-платформы;
6 - полувагоны;
7 - вагоны-цистерны;
8 - изотермические вагоны;
3 и 9 - прочие вагоны (вагоны-хопперы, вагоны-самосвалы, автомобилевозы, контейнеровозы и другие);
5 - вагоны, являющиеся собственностью других организаций, в том числе дочерних компаний ОАО "РЖД".

Для грузовых вагонов:

• второй и третий знаки содержат информацию об осности вагона, объеме кузова, длине рамы, наличии люков в полу и торцевых дверей, специализацию под определенный вид грузов и пр. Например, 731 - цистерна 4-осная для светлого налива объемом 73,1 м³; 690 - полувагон 8-осный с люками в полу и торцевыми дверями; 801 - 4-осный вагон-термос;
• знаки с четвертого по седьмой являются порядковым номером вагона;
• восьмой знак - контрольный. Он позволяет установить правильность считывания всех цифр идентификационного номера. Для расчета контрольного знака применялся особый алгоритм. Если одна из цифр, в том числе и контрольный знак, будут считаны неверно, контрольной суммы не получится, и такая информация требует проверки.

Для вычисления контрольного знака первые семь цифр номера вагона умножаются на весовой ряд 2121212, т.е. нечетные знаки по порядку справа умножаются на 2, а четные - на 1. Затем выполняется поразрядное сложение полученных произведений и определяется цифра, дополняющая полученное число до ближайшего числа, кратного 10. Это число и будет являться контрольной цифрой. Например, определим контрольную цифру для номера вагона 2634859:

2 6 3 4 8 5 9
*
2 1 2 1 2 1 2
=
4 6 6 4 16 5 18
4+6+6+4+1+6+5+1+8=41
50-41=9

Т.е. контрольной цифрой будет цифра 9, а полный номер вагона будет иметь вид: 26348599.

На пассажирские вагоны также наносится номер из восьми знаков:

• первый знак 0 характеризует принадлежность вагона пассажирскому парку;
• второй и третий знаки определяют шифр дороги приписки (01…07 - Октябрьская ж.д., 17…23 - Московская ж.д., 96 и 97 - Дальневосточная ж.д.);
• четвертый знак - тип пассажирского вагона (0 - мягкий и мягко-жесткий (СВ); 1 - купейный; 2 - жесткий открытый (плацкартный); 3 - с креслами и местами для сидения (общий); 4 - почтовый или банковский; 5 - багажный или почтово-багажный; 6 - ресторан; 7 - служебно-технический или специальный; 8 - вагон, не являющийся собственностью ОАО "РЖД"; 9 - резерв;
• пятый, шестой и седьмой знаки составляют порядковый номер вагона;
• восьмой знак - контрольный.

Например, вагон 00316216 - купейный приписки Октябрьской ж.д.; 08029795 - плацкартный приписки Южно-Уральской ж.д.

Номер на пассажирском вагоне обычно располагается в середине кузова между окнами и наносится в два ряда: первый ряд - первые три цифры, второй ряд - остальные пять.

Для локомотивов и другого самоходного подвижного состава в едином восьмизначном номере предусмотрено:

• первый знак - 1 (принадлежность к локомотивам);
• второй знак - тип локомотива: 0 - паровоз, 1 - односекционный электровоз, 2 -двухсекционный электровоз, 3 - вагон электропоезда, 4 - вагон метрополитена, 5 - односекционный тепловоз, 6 - двух- или многосекционный тепловоз, 7 - вагон дизель-поезда или автомотриса (и прицепные вагоны к ней), 8 - дрезина или мотовоз, 9 - путевая машина или механизм;
• знаки с третьего по седьмой - порядковый номер единицы;
• восьмой знак - контрольный.

Двухсекционные локомотивы, секции которых могут работать самостоятельно, нумеруются по следующему правилу: первой получает номер секция А, потом - секция Б. Например, тепловоз 2ТЭ10У-0146 имеет номера 16972911 (секция А) и 16972929 (секция Б). Для трех- и четырехсекционных локомотивов это правило не всегда справедливо, и промежуточные секции могут нумероваться отдельно от головных. Вагоны электропоездов имеют раздельную нумерацию головных, моторных и прицепных вагонов.

Железнодорожный подвижной состав может быть оборудован кодовым бортовым датчиком (КБД-2), обеспечивающим автоматическую передачу идентификационного номера подвижной единицы в систему автоматической идентификации подвижного состава (САИПС "Пальма").

Помимо идентификационного номера локомотивы, МВПС и ССПС имеют обозначение, состоящее из серии локомотива (иногда дополненной индексом, указывающим на наличие каких-либо конструкционных изменений) и его порядкового номера, например:
ВЛ10у-494 - электровоз серии ВЛ10 усиленной конструкции с порядковым номером 494;
3ТЭ10м-1388 - трехсекционный тепловоз серии ТЭ10 модернизированный с порядковым номером 1388;
ЧС7-236 - электровоз серии ЧС7 с порядковым номером 236;
ЭД4м-31008 - вагон № 8 электропоезда ЭД4м с порядковым номером 310.

Бóльшая часть подвижного состава железнодорожного транспорта представлена парком вагонов. Вагоном называется единица подвижного состава железных дорог, предназначенная для перевозки грузов или пассажиров.

Вагоны бывают несамоходные, перемещение которых осуществляется локомотивами или другими тяговыми средствами, и самоходные, называемые автовагонами, которые для передвижения имеют свою энергетическую установку (автомотрисы, дизель-поезда) или получают энергию от контактной сети (электропоезда).

Вагоны разделяются по назначению, техническим характеристикам и месту эксплуатации.

По своему назначению вагоны разделяются на две основные группы - пассажирские и грузовые.

Пассажирский вагон имеет кузов, который представляет собой закрытое помещение со всеми основными устройствами, необходимыми для размещения пассажиров (оборудование для сидения или лежания, системы отопления, вентиляции и освещения, туалетные помещения, удобные входы и выходы и т.п.).

Парк пассажирских вагонов состоит из вагонов для перевозки пассажиров, вагонов-ресторанов, почтовых, багажных и специального назначения.

В зависимости от дальности перевозок пассажирские вагоны отличаются своим оборудованием.

Различают следующие виды пассажирских вагонов:

• дальнего следования - для перевозки пассажиров на большие расстояния. Эти вагоны бывают купейными и плацкартными. Они оборудованы жесткими или мягкими диванами для лежания и поэтому называются жесткими или мягкими вагонами;
• межобластные (общие) - для перевозки пассажиров на более короткие расстояния, преимущественно в дневное время. В этих вагонах имеются удобные кресла для сидения;
• пригородные - для перевозки пассажиров на небольшие расстояния в сравнительно короткое время (1-2 ч); они оборудованы диванами (жесткими или мягко-жесткими) для сидения;
• вагоны-рестораны - служат для организации питания пассажиров в поездах дальнего следования. В вагоне имеются зал, кухня, кладовые с холодильными установками для хранения продуктов и другие отделения;
• почтовые - для перевозки почтовых грузов. Вагон имеет кладовые, зал для почтовых операций и помещения для обслуживающего персонала;
• багажные - для перевозки багажа в составе пассажирских поездов. В вагонах имеются кладовые с погрузочно-разгрузочными механизмами и помещениями для обслуживающего персонала;
• почтово-багажные - используемые в качестве почтовых и багажных вагонов на участках железных дорог с небольшими пассажирскими перевозками.

Пассажирскими вагонами специального назначения являются вагоны-лаборатории, служебно-технические вагоны, санитарные вагоны, вагоны-салоны, вагоны для перевозки спецконтингента и др.

Грузовые вагоны в зависимости от типа кузова и вида перевозимых грузов подразделяются на следующие основные типы:

• крытые вагоны - служат для перевозки тарно-штучных, упакованных, зерновых и других грузов, нуждающихся в защите от атмосферных осадков, малотоннажных контейнеров. Вагон имеет крытый кузов, оборудованный люками и дверями в боковых стенах. К крытым вагонам также относятся крытые вагоны-хопперы для безтарной перевозки сыпучих и мелкогрануллированных грузов (зерна, цемента, минеральных удобрений и т.п.);
• полувагоны - используются для перевозки мелкокусковых, навалочных и насыпных грузов, не требующих защиты от воздейтвия окружающей среды (руда, уголь, щебень, песок и т.п.), лесо- и пиломатериалов, металлопроката, среднетоннажных контейнеров, некрупногабаритных машин и оборудования и др. Вагон имеет открытый кузов, имеющий только боковые и торцевые стены (без крыши). Некоторые модели полувагонов имеют торцевые двери и (или) разгрузочные напольные люки. К категории полувагонов также можно отнести саморазгружающиеся вагоны-самосвалы (думпкары) и открытые вагоны-хопперы;
• платформы - применяются для перевозки длинномерных и громоздких грузов, лесо- и пиломатериалов, металлопроката, строительных материалов, контейнеров, колесной и гусеничной техники и т.д. Эти вагоны имеют настил пола на раме и обычно откидные невысокие борта;
• цистерны - используются для перевозки жидких и газообразных грузов (нефть, керосин, бензин, масла, кислоты, сжиженные газы, и т.п.). Кузовом вагона служит специальный резервуар - котёл обычно цилиндрической формы, имеющий люки для налива и устройства для слива груза;
• изотермические вагоны - позволяют перевозить скоропортящиеся замороженные и охлажденные грузы (мясо, рыба, молочные продукты и т.п.), а также грузы, не допускающие переохлаждения и заморозки (живая рыба, соки, фрукты, консервы и др.). В этих вагонах кузов имеет изоляцию и оборудование для создания необходимых температурного и влажностного режимов. Современные изотермические вагоны строят в виде самостоятельных рефрижераторных секций с центральной холодильной установкой или с полным комплектом всего холодильного оборудования в каждом вагоне (автономный рефрижераторный вагон). Раньше были распространены вагоны с льдосоляным охлаждением;
• вагоны специального назначения - предназначены для перевозки грузов, требующих особых условий транспортировки. К этой группе относятся транспортёры для перевозки тяжеловесных и громоздких грузов, вагоны-автомобилевозы, вагоны для перевозки сельскохозяйственных животных, вагоны бункерного типа для перевозки нефтебитума, а также вагоны, предназначенные для технических нужд железных дорог (хопперы-дозаторы, вагоны восстановительных и пожарных поездов и др.).

По своим техническим характеристикам пассажирские и грузовые вагоны различаются:

• по осности (числу колесных пар) - двухосные, четырёхосные, шестиосные, восьмиосные и многоосные. Вагоны с числом осей более 2-х имеют тележечную компоновку ходовых частей для улучшения прохождения кривых небольших радиусов;
• по материалу и технологии изготовления кузова: цельнометаллические (все элементиы кузова выполнены из металла), с металлическим каркасом и обшивкой из дерева или из полимерных материталов; со сварными, клепаными или болтовыми соединениями частей кузова;
• по грузоподъёмности - наибольшей массе перевозимого груза, на которую рассчитана конструкция вагона;
• по величине тары - массе всех частей вагона (в порожнем состоянии), включая тележки и колесные пары;
• по нагрузке от колесной пары на рельсы: с 1980 г. установлена наибольшая допустимая нагрузка от одной колесной пары на рельсы - 228 кН (23,25 тс). Данная норма должна учитываться при проектировании вагонов: с целью увеличения грузоподъемности вагона необходимо увеличивать число колесных пар и одновременно с этим уменьшать собственный вес вагона (тару), в том числе за счет изготовления элементов из неметаллических материалов и алюминиевых сплавов;
• по габариту подвижного состава и по ширине железнодорожной колеи - ширококолейные (1520 мм) и узкоколейные (750 мм). Различают вагоны габарита 1-Т, предназначенные для обращения по всей железнодорожной сети нашей страны; вагоны габарита Т, обращение которых возможно только на участках железных дорог РФ и стран-бывших республик СССР, сооружения и устройства которых соответствуют габаритам С и Сп; вагоны, эксплуатация которых допускается на железных дорогах колеи 1435 мм (габариты 1-BM, 0-ВМ, 02-ВМ и 03-ВМ).

Линейные размеры вагона определяются его полной длиной по осям сцепления автосцепок, длиной кузова, шириной кузова и его высотой от уровня головок рельсов. Большинство пассажирских вагонов имеют кузова длиной 23 600 мм и 23 950 мм при полной длине 24 540 мм. Длина грузового 4-осного полувагона составляет 14 000 мм. Эту величину принимают за один условный вагон при определении полезной длины станционных путей и номинальной длины составов поездов.

База вагона - важная техническая характеристика, определяющая маневренность вагона (возможность проходить кривые малых радиусов). У 2-осных вагонов базой является расстояние между центрами осей колесных пар. У 4-х и 6-осных вагонов база - это расстояние между центрами тележек. У многоосных вагонов база - это расстояние между центрами опор кузова вагона. Базу вагона определяют исходя из условий вписывания вагона в кривые и его устойчивости на рельсовом пути. Она зависит от длины и ширины вагона, а также от наименьших радиусов проходимых кривых участков пути. Для наилучшего вписывания в габарит в кривых отношение длины кузова вагона к его базе должно составлять около 1,4. Пассажирские вагоны имеют базу 17 000 мм. Большинство грузовых вагонов имеют базу, не превышающую 10 000 мм, что позволяет подавать такие вагоны на пути грузовых дворов, имеющие кривые малых радиусов. Существуют также длиннобазные грузовые вагоны (с базой до 17 750 мм).

Базой тележки называют расстояние между центрами осей крайних колесных пар. Тележки 4-осных грузовых вагонов имеют базу 1850 мм, пассажирских и изотермических - 2400 мм. Тележки с бóльшей базой обеспечивают лучшую плавность хода вагона.

По месту эксплуатации вагоны подразделяются на общесетевые и промышленного транспорта.

Общесетевые вагоны допускаются для движения по всей сети железных дорог страны, а вагоны промышленного транспорта эксплуатируются на путях необщего пользования - на территориях предприятий и между предприятиями, в карьерах, на горных разработках и т.п.

Для пассажирских вагонов важными эксплуатационо-экономическими показателями являются число мест и экономичность - отношение тары вагона к числу перевозимых пассажиров. Это отношение зависит от конструкции вагона и предоставляемых пассажирам удобств. Наиболее экономичными являются плацкартные и межобластные (общие) вагоны. Для вагонов пригородных поездов экономичность определяют тарой, приходящейся на 1 м² площади пола, так как в этих вагонах принимаются во внимание места не только для сидения пассажиров, но и для стояния.

К грузовым вагонам применяют следующие эксплуатационно-экономические показатели:

• коэффициент тары - показывает массу тары вагона, приходящуюся на 1 т его грузоподъемности. Например, для вагона-хоппера модели 19-756 для перевозки зерна грузоподъемностью 76,5 тонн, имеющего тару 23,5 тонны коэффициент тары составляет 23,5 : 76,5 = 0,31. Коэффициент тары является сравнительным показателем экономичности вагонов различных типов и разной грузоподъемности. Для современных четырехосных вагонов коэффициент тары равен 0,33…0,38. Чем меньше этот показатель при одинаковой прочности конструкции, тем экономически выгоднее данный вагон в эксплуатации;
• погонная нагрузка - определяется отношением массы брутто вагона к его длине и измеряется в тоннах на 1 м (т/м). Погонная нагрузка вышеописанного хоппера при его длине 14,72 м составит ((23,5 т + 76,5 т) )/(14,72 м) = 6,8 т/м. Пополнение вагонного парка большегрузными вагонами с увеличенными погонными нагрузками - один из эффективных путей повышения провозной способности дорог. Такие вагоны позволяют формировать поезда увеличенной массы при существующих длинах станционных путей. Допустимая погонная нагрузка регламентируется несущей способностью мостов и других искусственных сооружений. В современных условиях предусматривается повышение погонных нагрузок путем внедрения восьмиосных вагонов;
• объем вагона определяется внутренними геометрическими размерами кузова и характеризует вместимость вагона. Он рассчитывается по объемному весу наиболее массовых грузов, перевозимых в вагонах данного типа. Например, вагон-хоппер для перевозки зерна модели 19-756 имеет объем кузова 111 м³.

Для сравнительной оценки экономичности вагонов различных типов и их размеров обычно пользуются удельным объемом, определяемым как частное от деления полного объема вагона в кубических метрах на грузоподъемность в тоннах. Для хоппера модели 19-756 удельный объем составляет (111 м³) / (76,5 т) = 1,45 м³/т. Для крытых и изотермических вагонов удельный объем составляет 1,8…2,5 м³/т, для полувагонов и цистерн - 1,0…1,4 м³/т.

Удельная площадь применяется в отношении платформ и вагонов-транспортеров и определяется делением площади пола в квадратных метрах на грузоподъемность в тоннах. Так для 4-осной платформы с металлическими бортами модели 13-401 с полезной длиной кузова 13,3 м, шириной кузова 2,77 м и грузоподъемностью 70 т удельная площадь составляет (13,3 м * 2,77 м)/(70 т )= 0,52 м²/т.

Каждый вагон имеет раму, кузов, ходовые части, ударно-тяговые приборы и тормозное оборудование.

К ходовым частям относятся тележки с колесными парами, буксовыми узлами, рессорами или пружинами. Ходовые части должны обеспечивать движение вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью и наименьшим сопротивлением движению.

Тележки обеспечивают более свободное движение длинных вагонов по кривым участкам пути небольшого радиуса, необходимую плавность хода при уменьшении сопротивления движению. Рессоры и пружины служат для смягчения толчков, воспринимаемых вагоном от неровностей пути и поверхностей катания колес. Совокупность всех рессор, пружин и других упругих элементов, связывающих колесные пары с рамой тележки или кузовом, называется рессорным подвешиванием.

Рама вагона является основанием кузова и состоит из жестко соединенных между собой продольных и поперечных балок. На раме крепятся кузов, ударно-тяговые приборы, части автоматического и ручного тормозов, а в пассажирских вагонах - электрооборудование и узлы системы кондиционирования воздуха. Рамы отличаются одна от другой в зависимости от конструкции и назначения вагона, но все они должны быть достаточно прочными, способными воспринимать нагрузки от кузова, тяговые, ударные, тормозные усилия и другие нагрузки (вертикальные и горизонтальные), возникающие при движении вагона. В цельнометаллических вагонах (например, пассажирских) рама является одним из основных элементов кузова, представляющего собой единую несущую конструкцию.

Кузовом вагона называется часть вагона, расположенная над рамой и служащая для размещения грузов или пассажиров. У крытых грузовых и пассажирских вагонов кузов состоит из боковых и торцевых стен, пола и крыши, у полувагонов - из боковых, торцевых стен или дверей и пола, а у платформ - из бортов и пола. У цистерн кузовом является цилиндрический резервуар, называемый котлом. Кузов вагона крепится на раме или составляет с ней одно целое.

Ударно-тяговые приборы служат для сцепления вагонов и локомотива, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, для передачи силы тяги и тормозных усилий от локомотива к вагонам и между вагонами, а также для смягчения растягивающих и сжимающих усилий, возникающих при растягивании или набегании вагонов в поезде. Ударно-тяговые приборы состоят из автосцепного устройства и буферных комплектов (только у пассажирских вагонов). Кроме того, пассажирские вагоны имеют упругие переходные площадки (рамы-суфле), служащие для перехода пассажиров из одного вагона в другой.

Тормоз - это устройство на подвижном составе, с помощью которого создается искусственное сопротивление движению поезда или отдельного вагона, необходимое для остановки поезда, удержания его на месте или регулирования скорости движения. Тормоза бывают ручные и пневматические. Все вагоны грузового и пассажирского парков оборудованы пневматическими тормозами. Бóльшая часть вагонов пассажирского парка также оборудована электропневматическими тормозами. Кроме этого, все пассажирские и часть грузовых вагонов имеют ручные механические тормоза.