Грузовые вагоны нового поколения

обеспечение малой динамической жесткости и большой несущей способности при меньших, чем у обычной подвески, габаритах (мягкие тяжелонагруженные опоры типа «Flexicoil» имеют большие габариты, что и приводит к необходимости создания двух ступеней обрессоривания локомотивов, а также и пассажирских вагонов модели 68 -- 4072).

Экспериментальные исследования динамических свойств одного из созданных на этом принципе образцов системы виброзащиты объекта, проведенные в Институте машиноведения РАН, подтверждают достоверность теоретических исследований. Например, установлено, что максимальная эффективность виброзащиты объекта наблюдается на частоте 6,3 Гц и составляет 26 дБ, т.е. ускорения на выходе по сравнению с этим же показателем на входе в систему уменьшаются в 20 раз.

Главная трудность на пути создания системы обрессоривания грузового вагона, которую удалось преодолеть - значительная разность статических прогибов в груженом и порожнем состояниях с учетом жестких габаритных, прочностных и функциональных ограничений, накладываемых на значения конструктивных параметров системы виброзащиты. Расчеты показывают, что в груженом состоянии при движении по неровностям пути, зафиксированным ВНИИЖТом, вполне возможно достижение собственной частоты колебаний подпрыгивания вагона 1 Гц, а в порожнем соответственно до значений 1,3 -- 1,5 Гц. Для серийного порожнего полувагона модели 12-196 этот параметр равен 5,5 Гц.

6. Модернизация вагонов - хопперов

В последние годы увеличилось количество разнообразных моделей вагонов-хопперов для перевозки зерна, цемента, технического углерода и других грузов.

Известны варианты модернизации внутренней полости кузова для перевозки сыпучих грузов с устройством подпружиненного в центральной части дна, которое при загрузке опущено. Кузов в этом случае вмещает максимальный объем груза, а при выгрузке в момент открытия выгрузочных люков центральная подпружиненная часть дна поднимается и образовавшийся конус способствует стабильному истечению груза из вагона. Анализ эксплуатационных данных таких бункеров показал, что максимально наклоненные к горизонтали стенки способствуют стабильному истечению груза. Однако внедрение во внутреннюю часть кузова подвижных элементов не является эффективным, так как затруднен доступ к ним в случае неисправности.

ОАО «Промжелдортранс» совместно с Самарской государственной академией путей сообщения (СамГАПС) получен охранный документ на бункер вагона с вертикально стоящей внутри кузова продольной стенкой, в основании которой расположена хребтовая балка. Кузов также разделен поперечными перегородками, ограничивающими между собой разгрузочные люки. Для загрузки по всей площади вся конструкция из перегородок не достигает крыши, а заканчивается в основании наклона торцевых стенок. Такое расположение перегородок улучшает схему истечения, поскольку внутреннее трение замещается внешним по двум ограждающим поверхностям, которые в среднем на треть ниже. Следует отметить, что эффективной формой поверхности стенок бункеров является не плоскость, а вогнутая по гиперболической кривой поверхность.

Сибирским государственным университетом путей сообщения предложен бункерный вагон для сыпучих грузов, в котором повышение эффективности разгрузки достигается исключением сводообразования за счет применения криволинейных направляющих, жестко закрепленных на каждой боковой стенке бункера в зоне нижней части каждой торцевой стенки. Они выполнены из двух гибких элементов, которые сопряжены между собой посредством поперечного вала, закрепленного на раме вагона, и смонтированы с возможностью перемещения по направляющим. Однако в вагоностроении гиперболические поверхности стенок бункеров не нашли применения из-за сложности изготовления.

7. Новый вагон со съемным кузовом

В международных грузовых перевозках в странах Северной Америки и Европы (кроме стран СНГ) получили широкое распространение вагоны-платформы с обменными кузовами. Технология использования таких кузовов, имеющих много общего с контейнерами, предусматривает их механизированную перегрузку с вагона на вагон при следовании по линиям разной колеи, а также снятие с рамы и размещение на площадках грузовых дворов в ожидании разгрузки или дальнейшего следования на раме другого вагона.

Съемные кузова вагонов имеют как определенные преимущества перед контейнерами, так и недостатки. В частности, съемные кузова не приспособлены для многоярусного складирования, не обеспечивают погрузку и выгрузку грузов на существующих погрузочно-выгрузочных комплексах, имеют меньшую из-за особенностей конструктивной схемы полезную грузовместимость в сравнении со стандартными кузовами.

Предложена конструктивная схема нового вагона со съемным кузовом, которая, с одной стороны, обеспечивает стандартные процедуры погрузки и выгрузки грузов на существующих погрузочно-выгрузочных комплексах и, с другой стороны, позволяет быстро снимать и складировать съемные кузова в несколько ярусов, что значительно сокращает простой вагонов под погрузкой и выгрузкой, а также в ремонте.

Конструктивная схема вагона со съемным кузовом приведена на рисунке. Новизна данной схемы подтверждена патентом.

Рисунок 3 - Конструктивная схема концевых частей съемного кузова и рамы вагона

Сущность предложенного транспортного средства состоит в следующем. Стандартный кузов 1 вагона снабжается продольной опорной балкой 2. В каждой концевой части кузова в районе шкворневой балки устраивается несущая конструкция, состоящая из вертикальных стоек 3 с замками 12 в нижней части, верхней поперечной балки 4 и нижней поперечной балки 6; по оси продольной опорной балки в месте нахождения несущей конструкции устанавливается конусная воронка-ловитель 5. Соответственно этому в каждой концевой части рамы вагона, где расположены оконечность обычной хребтовой балки 10 с торцовым брусом 11, на концах шкворневой балки 8 выполняются выемки 9, а в ее средней части монтируется конусный фиксатор 7. Кроме того, рама вагона снабжается стандартным автосцепным, тормозным оборудованием и устанавливается на типовую ходовую часть (тележки).

Монтаж и демонтаж съемного кузова вагона выполняют следующим образом.

При монтаже кузов вагона с помощью подъемного устройства, закрепляемого на верхних концах вертикальных стоек, поднимается над рамой и ориентируется так, чтобы нижние концы стоек находились над выемками шкворневых балок. Затем кузов опускается на шкворневые балки рамы, нижние концы стоек входят в выемки шкворневых балок и запираются замками; точность взаимного расположения сопрягающихся узлов обеспечивается конусными фиксаторами и воронками-ловителями.

При демонтаже кузова действия выполняются в обратной последовательности: отпираются замки, с помощью подъемного устройства, закрепляемого на верхних частях вертикальных стоек, кузов поднимается над рамой вагона и транспортируется на площадку складирования, где устанавливается на нижние опорные части вертикальных стоек, длина которых увеличена, чтобы обеспечить сохранность нижних выгрузочных устройств кузова при установке его на площадке.

Несущие конструкции кузова (вертикальные стойки, верхние и нижние поперечные балки), как и в контейнерах, обеспечивают возможность складирования съемных кузовов в несколько ярусов на погрузочно-разгрузочных площадках и в трюмах судов (при перевозках в смешанных сообщениях).

Применение съемных кузовов позволит значительно сократить простой вагонов под погрузочно-разгрузочными операциями и в ремонте, а также расширить номенклатуру грузов, перевозимых на одних и тех же вагонах-платформах.

8. Новые вгоны грузовой компании Railion Deutschland

В последние годы компания Railion Deutschland, как и другие компании, входящие в состав холдинга железных дорог Германии (DBAG), постоянно обновляет парк грузовых вагонов за счет ввода в эксплуатацию: новых вагонов, в основном специализированных, предназначенных для перевозки грузов горнодобывающей, автомобильной и химической промышленности. Новый подвижной состав используется для замены менее эффективных вагонов старой конструкции и способствует удовлетворению требований клиентуры на новом уровне и с большей эффективностью, чем при смешанных перевозках.

В парке грузовых вагонов компании Railion Deutschland модернизации подвергаются в первую очередь те вагоны, которые с точки зрения ограничений, действующих на железнодорожном транспорте, достигли предела своих эксплуатационных возможностей. Речь идет о подвижном составе, характеристики которого могут быть улучшены лишь с помощью целенаправленных технических мероприятий (например, увеличение внутренней высоты вагонов с раздвижными боковыми стенками за счет использования колесных пар уменьшенного диаметра). Резервы, имеющиеся у такого подвижного состава, должны быть использованы для стандартизации, снижающей затраты жизненного цикла (LCC), и модуляризации в рамках того или иного семейства вагонов.

9. Подвижной состав для горно-металлургической промышленности

Грузы горно-металлургической промышленности по-прежнему являются одними из основных для железных дорог. В настоящее время для перевозки сыпучих грузов этого сектора промышленности используется подвижной состав большой грузоподъемности, в частности секции, состоящие из двух шестиосных вагонов (Falrrs 152 и 153), соединенных короткой сцепкой.

Четырехосные вагоны-платформы Rbns 646 увеличенной длины, введенные в эксплуатацию начиная с 2001 г. в количестве 200 ед., благодаря наличию стоек с крепежными приспособлениями используются для перевозки таких изделий горно-металлургической промышленности, как стальной прокат, трубы и балки.

Введенные в эксплуатацию с 2002 г. четырехосные крытые вагоны Shimmns ttu-723 (860 ед.) обеспечивают сохранную перевозку стального листа в ролях. Этот подвижной состав оборудован надежным в эксплуатации и простым в обслуживании сдвижным тентом, погрузочными лотками с резиновыми ковриками для защиты поверхности ролей от повреждений и, что особенно важно, плавно регулируемыми устройствами, обеспечивающими защиту ролей от бокового смещения.

Начата модернизация вагонов Shimmns 708, эксплуатирующихся с 2001 г. На этих вагонах со стальной телескопически сдвигающейся оболочкой, образующей боковые стенки и крышу, устанавливаются такие же закрепляющие и предохранительные устройства, как в вагонах Shimmns ttu-723. В результате этой модернизации значительно повышается степень унификации парка подвижного состава для перевозки рулонных материалов.

Вагоны для перевозки автомобилей и их компонентов

После закупки в недавнем прошлом новых вагонов для перевозки автомобилей и их компонентов Railion обладает в настоящее время самым современным подвижным составом в этом секторе рынка транспортных услуг. Благодаря внутренней высоте погрузки, равной 3,05 м, эти вагоны имеют явные преимущества перед конкурирующим автомобильным транспортом.

С 2001 г. в этом секторе перевозок стали широко применять двухосные большегрузные вагоны Hbbins-tt 309 с раздвижными боковыми стенками, сохранная перевозка груза в которых обеспечивается за счет блокирующихся перегородок.

Большегрузная секция с раздвижными боковыми стенками (Automotive Махх) серии Himrrs-tt 326, введенная в эксплуатацию в 2003 г., составлена из двух вагонов Hbbins-tt 309, соединенных жесткой сцепкой.

С 2000 г. парк подвижного состава для перевозки автомобилей пополнился 850 трехосными двухъярусными вагонами Laes 559 с регулируемым по высоте верхним уровнем погрузки. Погрузочные уровни этих вагонов могут устанавливаться в 10 различных положений, за счет чего обеспечиваются оптимальное использование имеющегося габарита и гибкость применения для перевозки автомобилей разных размеров.

Неоднократно рассматривавшаяся в различных публикациях четырехвагонная закрытая секция Hcceerrs 330, предназначенная для перевозки автомобилей, сконструирована специально для компании Daimler-Chrysler (в 2003 г. заказано 68 ед.). Она оборудована гидравлическим приводом для смещения крыщи (при погрузке), а также торцовыми дверями и внутренним освещением. Такая секция обеспечивает сохранную доставку автомобилей непосредственно с завода заказчику (в том числе за рубежом).

Компания Railion эксплуатирует модернизированную платформу Sdgkms 707 для перевозки контейнеров. Этой модификации присвоено обозначение Sgkkmss 698. За счет уменьшения погрузочной высоты на 330 мм появилась возможность перевозить на ней также обменные кузова, в которых преимущественно транспортируются автомобильные запасные части. Новый профиль этих платформ еще больше расширяет возможности смешанных перевозок. Применение съемных рам позволяет применять горизонтальную перегрузку обменных кузовов.

Вагоны для перевозки продукции сельского хозяйства и лесной промышленности

В 2000 г. введены в эксплуатацию специализированные платформы Roos-t 645 для перевозки леса, построенные на базе стандартной четырехосной платформы. На них смонтированы две высокие и прочные торцовые стенки, а также боковые карманы вдоль бортов, куда вставляются стойки, удерживающие груз.

Значительное повышение грузоподъемности по сравнению с эксплуатировавшимися до сих пор двухосными вагонами для перевозки насыпных грузов обеспечат новые четырехосные вагоны Tagnoos898 с полезным объемом 90 м³. Эти специализированные вагоны для перевозки зерна и кормов имеют кузов из нержавеющей стали с центральным размещением разгрузочного люка, обеспечивают оптимальное качество перевозки и удобство очистки. Они преимущественно включаются в поезда, идущие из сельскохозяйственных областей к морским портам или мукомольным предприятиям.

Грузовые вагоны универсального применения

В качестве одной из наиболее значительных новых разработок следует назвать четырехосный вагон Habbiins 344 с раздвижными боковыми стенками. Эти грузовые вагоны, первоначально предназначавшиеся для перевозки бумаги в ролях, в дальнейшем стали универсальными. Наряду с оптимальным использованием погрузочного объема вагоны Habbiins 344 обеспечивают сохранную перевозку. Применение специальных регулируемых башмаков, препятствующих смешению ролей, на порядок сокращает затраты времени на погрузку бумаги.

Заключение

Как видно из рассмотренных примеров, внедрение новшеств на грузовом транспорте происходит разными способами, но, как правило, с множеством проблем. Разумеется, внедрение новых разработок не всегда приводит к улучшению экономической ситуации в грузовых перевозках. Коренного улучшения от внедрения отдельных инноваций здесь вообще не может быть, поскольку процесс сокращения доли железных дорог на рынке грузовых перевозок идет уже давно.

Несмотря на разработку многообещающих проектов, для которых изыскиваются значительные средства, часто с участием железнодорожной промышленности, широкого внедрения их не происходит. Новые разработки, которые не реализуются в эксплуатации, невыгодны для всех участвующих сторон, например: для промышленности, выделившей разовый кредит, для компаний-перевозчиков, принявших финансовое участие в проекте, а также для непосредственного заказчика в случае неудовлетворительного выполнения поставленных требований.

Если даже новая разработка и будет сочтена рентабельной, экономическая эффективность инвестиций не будет достигнута в полном объеме и в заданные сроки. В поисках решения проблемы железнодорожная промышленность готова идти путем внедрения инноваций вместе со всеми заинтересованными сторонами и прежде всего компаниями-перевозчиками, но это должна быть совместная работа. При определении характера такого взаимодействия необходимы:

· четкое определение стратегии, которое предусматривает разработку общих условий, действительных для более продолжительного промежутка времени. Это обеспечит надежность и высокое качество проектирования, необходимые для крупных и долгосрочных опытно-конструкторских проектов;

· новый взгляд на проблему совместимости систем, которая должна оцениваться не как препятствие, а как преимущество исходной базы, способствующее оптимизации технических решений;

· комплексное рассмотрение сценариев внедрения новых технологий. Необходимо подробное структурирование проекта, чтобы можно было с достаточной степенью точности учитывать все влияющие на его реализацию факторы, а также для того, чтобы можно было оценивать соотношение добавленной стоимости, приходящейся на каждого участника проекта, и размера выигрыша, который он получит. Для этого необходим выбор метода, с помощью которого можно рассчитать экономический эффект от внедрения новшеств;

· учет тенденции в вопросе принятия решений о создании нового подвижного состава, предусматривающей ориентирование не на общий объем капиталовложений, а на затраты жизненного цикла LCC;

· разработка механизма компенсации для случая, когда выгоды от реализации новшества получает не та сторона, которая финансировала проект;

· использование опыта других железнодорожных, а также промышленных отраслей в области оценки общих условий и влияния отдельных факторов с целью обеспечения успешного внедрения новых технологий;

· учет законодательства, например, в отношении безопасности (особенно при транспортировке опасных грузов) или уровней шума, излучаемого на железной дороге.

· При этом следует учитывать, что принимаемые в связи с этим меры не должны быть связаны с большими дополнительными затратами, удорожающими грузовые железнодорожные перевозки.

Список использованной литературы

1. Морчиладзе, И.Г. Новый вагон со съемным кузовом / И.Г. Морчиладзе//Железные дороги мира.2006.№2. с.32-33

2. Engelmann J. Новые вагоны грузовой компании RAILION DEUTSCHLAND/J. Engelmann //Железные дороги мира 2006.№1. с.50-55.

3. Галиев И.И., Нехаев В.А., Николаев В.А. Всесторонне учитывать недостатки предыдущих конструкций/И.И. Галиев, В.А. Нехаев, В.А. Николаев//Железнодорожный транспорт.2006.№5. с.55-58.

4. Бороненко Ю.П., Орлова А.М. Опыт проектирования трехэлементных тележек/Ю.П. Бороненко, А.М. Орлова//железнодорожный транспорт.2006.№5. С.58-62.

5. Барбарич С.С., Цюренко В.Н. Грузовые вагоны /С.С. Барбарич, В.Н. Цюренко//железнодорожный транспорт.2006.№2 с.17-21. Третьяков Г.М., Гарюшинский И.В. Модернизация вагонов-хопперов /Г.М. Третьяков, И.В. Горюшинский//Железнодорожный транспорт.2003.№11. с. 53-55.