發展概況
早期鐵路車輛都是兩軸的,設備簡陋。客車首先向多軸發展,出現過三軸、四軸和六軸客車。其中四軸的轉向架式客車具有較好的走行質量和曲線通過性能,因而成為客車的基本形式。隨著輕型材料的發展,車體重量大為減輕,出現了一些活節式車輛,相鄰兩節車的相鄰端共置於一台兩軸轉向架上,非活節端採用兩軸或單軸轉向架。這種車輛多用於動車組。現代客車為了提高旅客的安全性和舒適性,多採用全金屬整體承載結構的車體,以及獨立的溫水或電氣採暖、強迫通風、電氣照明、空氣調節、熱水和冷凍飲用水等設備。有些國家的鐵路現在致力於提高列車運行速度,如日本新幹線特快旅客列車最高運行速度達到每小時 210公里,法國鐵路巴黎和里昂之間的特快旅客列車最高運行速度達到每小時260公里,這樣高的車速對客車的強度、動力學性能和運用可靠性提出了更高的要求。
大宗貨物運輸的發展,要求貨車的載重量不斷增大。為此採取了兩方面的措施。一是結合重型鋼軌的採用,提高貨車的最大允許軸重,從而在保持原有軸數的條件下增大貨車載重量。例如美國鐵路四軸貨車的載重量已由大約30噸逐步增大到45噸、63噸和90.7噸(相應於軸重 11.7,16.1,25.0,29.8噸),少數車輛達到過 113噸(軸重35.7噸)。一是增加軸數,在基本保持原有允許軸重的條件下增大貨車載重量。例如蘇聯鐵路的八軸罐車和敞車,載重量分別達到120噸和125噸(最大允許軸重23.25噸)。用於運送特種貨物的長大貨物車,最大的軸數多達32根,載重量高達500噸。除歐洲各國鐵路尚有相當數量的載重18~40噸的二軸貨車外,其他國家的鐵路貨車均以四軸車為主,載重量多在60~70噸左右,不少國家已完全淘汰了二軸車。
列車重量的不斷提高,除了要求車輛具有足夠的強度外,還要求採用高強度車鉤,大容量緩衝器和靈敏度高、可靠性好的列車制動裝置。不少運輸煤或礦石的單元列車,為了提高翻車機卸車效率,在車鉤緩衝裝置中採用旋轉式車鉤。 中國鐵路的客貨車輛以前主要依靠進口,類型複雜,設備簡陋,載重量小。中華人民共和國成立後開始自行設計和製造車輛。從1949年到1983年,全國擁有的客車數量由約4000輛增加到約18700輛,貨車由約46000輛增加到約285000輛,分別增長3.7倍和5.1倍。新造客車在結構上採用全鋼焊接結構,構造速度有所提高,走行平穩性和舒適性得到改善。貨車淘汰了二軸車。貨車的平均標記載重量由1949年的26.6噸提高到1983年的52.7噸。
客車
客車或客車車廂可以有多種內部設計:
座位通常是橫排三、四或五個;中間有行人走廊。組合可能是 2+1, 2+2 或 3+2。如果座位是面對面的,中間可能有小桌子。面向相同方向的座位,有時使用前面座位背後可摺疊的小桌子。
如果座位中間有走廊,座位可能面向相同方向;或每兩行座位面對面坐,組成一組,甚至結合上述兩種座位排定方式,稱為“非”字型。在通勤鐵路或地下鐵路,座位有時是橫向面對中央的走廊。
如果走廊是在旁邊的話,車廂多數是間格成小空間,每個有兩行六或八個座位面對面座。
客車一般有空氣調節,或可打開的車窗。(部份有空氣調節的客車為安全考慮,亦有必要時可打開的車窗,稱為“緊急通風窗”)。廁所是很多客車都有的配備,雖然客車廁所所使用的技術很不一樣。
其它種類的客車車廂包括有:餐車、電影院車、迪斯可車等等;通常這些車輛只會掛在長途客車上。可供觀看車外風光的觀光車近年很受歡迎,有些國家特意製造玻璃圓頂的車廂,讓乘客可以仔細觀看車外景色。
臥車一般會有小小的眈室間格讓乘客在晚間睡覺;坐臥兩用車(couchette)則只有最基本,可供睡覺的座位。
亦有客車是雙層的,用以增載入客量。
一個列車組,是指並非臨時集合,而是長時期一起使用的車廂組合。它們只會有在維修廠才會被分開。
車廂之間通常會有有彈性的通道連線,讓乘客或車務人員可以在中間走過。有些車廂的連線通道是全寬的,而且是半永久連線。這樣的列車就好像是一個很長,但是可扭曲的車廂。在市區行駛的地下鐵路經常有這種設計,用來增載入客量。
軟臥車廂
硬臥車廂
軟座車廂
硬座車廂
貨車
貨車車廂有很多不同的種類,以適應在不同的場合使用。最初出現的貨車是普通的棚車,車的四面好像是箱子一樣,旁邊有可以打開的敞門。
其它的貨車有:
汽車多層平車:特別用來運載汽車的車廂,通常有多層。
有篷貨車/棚車:車的四面好像是箱子一樣,有篷,旁邊有可以打開的敞門。
冷藏車:帶有冷凍設備,或保溫設備的有篷貨車。
平車:用來運載不能放入棚車的大型物件。當中低邊平車用來運載特大貨物。隨著貨櫃(貨櫃)運輸的增加,有的平車設計用來專門運載貨櫃,或帶拖車架的貨櫃拖車。有的貨櫃專用平車可以運載雙層貨櫃。以平車載運帶拖車架的貨櫃(貨櫃)的運輸方式,在交通運輸學上被稱為piggy back。
敞車:只有在四面有圍板的車箱,用來運載可能滑下車廂的散裝貨物。有時亦用來運載貨櫃。
漏斗車:一種特殊的敞車,特點是可以在車廂的底部把貨物卸下。用來運載煤炭、壙砂、穀物、水泥等貨物。有有蓋及無蓋之分。
罐車:用來運載各種液體。
家畜車:用來運載牲口。
其他車輛
這些車輛並不運載貨物或乘客:
望車:一般是掛在貨車的尾部,用來守望車輛及協助剎車;台灣稱守車,也出現在客車上。大陸亦稱其為守車,但只用於貨運列車。
維修車:用來維修鐵軌或設備;台灣稱工程車;日本稱事業用車。
手動車:車上乘客推動的車輛。
軍事車輛
軍事上使用的裝甲列車可能乘載以下各種裝備:
火炮:載有火炮及機槍,甚至可能有飛彈。
步兵:有機槍及步兵。
機槍:專載有機槍。
防空:有高射炮或機槍。
指揮:用來作指揮中心。
反坦克:有反坦克炮,通常有坦克炮塔。
平車:無裝甲,用來運輸或維修。
結構
車輛通常由車體、走行部、車鉤緩衝裝置、制動裝置和車輛設備五部分組成。車體是車輛上容納旅客或貨物的部分,通常是一個封閉的空間,也有上面敞開的。車輛類型不同,車體結構也不同。車輛上的許多載荷都直接作用在車體上,因此車體必須具有必要的強度和剛度。車體由下面的走行部支承,兩端裝有車鉤緩衝裝置,內部根據需要布置各種設備。走行部是車輛藉以在鋼軌上運行的部分,有輪對、軸箱裝置、彈簧和減振器、轉向架的構架或側架及其他梁件和桿件等零部件。四軸和四軸以上的車輛中,這些部件組裝成前後兩個轉向架,因此對於這些車輛來說,走行部就是轉向架。走行部應能保證車輛運行安全和平衡。車鉤緩衝裝置是車輛上實現與其他車輛或機車相互連結,並在列車運行和編組過程中傳遞和緩和拉伸力和壓縮力的部件,由車鉤和緩衝器及其他零部件組成,安裝在車體兩端的底架牽引梁內。制動裝置是車輛上實現運行中列車減速或停車,保證列車安全運行的設備,由裝在車體下部的制動主管、空氣分配閥、制動缸等部件和裝在走行部內的基礎制動裝置(制動梁、閘瓦等)組成。為保證單獨停放時不致溜動,車輛上還裝有手制動裝置。車輛設備是車輛上為客貨運輸服務的附加設施,隨車輛類型而異。如客車的照明設備、供電設備、空氣調節設備、採暖設備、衛生設備等,保溫車上的製冷裝置、發電機組,貨車上的床板托、栓馬環、繩栓、柱插以及供調車人員使用的腳蹬、扶手等。
鐵路車輛的主要技術經濟指標
有載重、自重、軸數、軸重、每延米重量、內外部尺寸、車體比容、單位地板面積等。載重指正常情況下車輛允許裝運的最大重量。自重指車輛自身的重量。載重與自重之和為總重。對於客車和某些貨車來說,在總重中還包括水、冰、燃料、食品、臥具等的重量,即整備品重量。總重除以軸數所得的商稱為軸重,除以車輛全長所得的商稱為每延米重量。外部尺寸指車輛外廓的長、寬、高最大尺寸,其中長度是指兩端車鉤連結線間的距離,又稱車輛全長。內部尺寸指貨位內廓的長、寬、高最小尺寸。車體比容和單位地板面積分別指車體裝貨容積和地板面積對於載重的比。車輛尺寸取決於運輸需要,同時受鐵路限界的限制。
檢修運用
車輛在使用壽命期中要進行檢修。中國鐵路實行廠修、段修、輔修和軸檢四級定期檢修的制度,並輔以列車檢查和摘車臨修等日常維修,以保證車輛的良好狀態(見鐵路車輛檢修和鐵路車輛運用管理)。為便於識別車輛的配屬關係和使用,在車輛上塗有各種標記。(見機車車輛標記)。