鐵路貨車
正文
鐵路運輸中用以裝載貨物的車輛。早期的鐵路貨車都是木質車體的兩軸車,載重量只有幾噸。現代貨車有性能良好的走行部和全金屬結構的車體,車上廣泛使用高強度耐腐蝕低合金鋼,有的還使用鋁合金。貨車載重量不斷增大。有些國家如美國傾向於增大軸重,而保持軸數不變,在最大允許軸重達29.8噸時,四軸貨車的載重量可達到90.7噸,而蘇聯鐵路的最大允許軸重定為23.25噸,但採用增加軸數的辦法,其八軸敞車和罐車載重量達到125噸以上。中國鐵路早已淘汰了二軸車,現有貨車以四軸為主,車輛平均載重量由1949年的26噸增長到1983年的52.7噸,但受線路條件限制,目前最大允許軸重為21噸,因而貨車載重量一般為60噸左右。鐵路貨車必須保證所裝貨物在運輸途中完好無損和裝卸方便。為此有各種類型的貨車。傳統的貨車分為敞車、棚車、平車、罐車和保溫車等五大類。隨著社會生產的發展,在傳統貨車的基礎上又發展出多種新型貨車。這些車輛在用於運輸某一種或數種特定貨物或者在某種條件下使用時可獲得明顯的經濟效益,而在其他條件下則效益不高,因而可稱為專用貨車。按裝運多種貨物的要求設計的傳統貨車可稱為通用貨車。專用貨車能較好地適應貨物運輸的要求,充分利用車輛載重量,保證貨物的完好無損,並有利於發展貨物裝卸機械化和自動化,加速車輛周轉,因而近年來在各國鐵路上有很大的發展。但通用貨車有空車率較低的優點,因此在鐵路運輸中仍具有重要性。
敞車 只有地板、側牆和端牆而沒有車頂的貨車(圖1),用於裝運煤、礦石等大宗散粒貨物以及木材、鋼材、機械設備等不怕雨淋的貨物,也可用於裝運小型貨櫃。中國鐵路還利用敞車加蓋篷布代替棚車運送一些怕濕貨物,因而敞車在貨車總數中比重最大,1983年底約為62%。敞車有不同的結構。中國鐵路早期的敞車有下開的上側門和上開的下側門,便於人工裝卸;60噸敞車在側牆中部開有雙扇外開側門,既便於人工裝卸,又可供叉車進出,同時沿側牆全長仍保留下側門以利於卸下散粒貨物。有些國家的敞車,在地板上設底開門,散粒貨物可由此自動卸到位於軌下的貨位;有的敞車在端牆上開門,以便容納較長的貨物。適應在翻車機上卸出散粒貨物的敞車常不設車門而加強側牆,甚至在車體內部設定加強斜撐。有些單元列車用的敞車在一端安裝鏇轉式車鉤(見車鉤緩衝裝置),不摘鉤即可翻轉卸車。經常用於裝運大宗散粒貨物的敞車,常採取適當縮短車體長度,增加高度和寬度的辦法,以提高車輛每延米重量,從而在相同的站線有效長度內可以增加列車的編組輛數以提高列車載重量。
漏斗車 由敞車派生出來的一種專用貨車,用於裝運散粒貨物。它的端牆向內側傾斜,車體下部裝有縱向或橫向設定的漏斗。卸貨時把漏斗底門打開,貨物靠自身重力自動卸出。底門用人力或風力開閉。中國鐵路習稱為礦石車或砂石車的貨車,大都屬於此類。
自翻車 車體可以藉助風力或液力推動向一側傾斜40°~45°,同時打開側牆,使貨物自動卸出的貨車,用於運送塊狀或粒狀貨物。由於自重係數較大,自翻車通常只用於短途運輸或供廠礦內部使用。
活頂棚車 敞車上加活動車頂的貨車。打開車頂可以利用吊車裝卸貨物。運行時蓋上車頂,以免貨物遭雨淋而受損。活頂棚車多用於運送無包裝的薄鋼板、紙卷、高級木製品等貨物。活動車頂有多種形式:有的利用吊車安裝或卸下;有的沿車體縱向分成二段或三段,裝卸作業時將其推向前端或後端;有的做成縱向的兩扇,側面或端部裝有開合機構,利用機械力開閉;以及其他形式。
棚車 有側牆、端牆、地板和車頂,在側牆上開有門和通風窗的鐵路貨車,用於裝載散裝或包裝的穀物、食品、日用工業品、貴重物品等怕雨淋的貨物。有的棚車也用於輸送人員,有的也用於運輸牲畜。棚車曾經在貨車總數中占最大的比重。隨著貨物構成的變化以及專用貨車和貨櫃運輸的發展,棚車的比重有所下降。例如美國Ⅰ級鐵路的棚車數量在1963~1978年間幾乎減少一半,現有棚車在貨車總數中占 1/4左右。蘇聯鐵路在1955~1975年間,棚車比重也由36%減至22.5%。中國鐵路的棚車在1983年只占貨車總數的16.3%。為提高棚車的適用性和經濟性,各國鐵路採取了不少措施,主要有:在增載入重的同時儘可能充分利用鐵路限界,加大車體內部尺寸,增大車體比容,以提高載重利用率;加大車門寬度甚至全部側牆開門,以利於叉式裝卸車出入和開展托盤運輸;採用滑動中梁或加長行程的液壓緩衝裝置,以免貨物在調車衝擊中受損;在車體內設定活動隔板,或用充氣囊填塞空隙,以防止貨物移動、碰撞和傾倒;在車頂和地板或車門下部設定裝卸貨口,以利散裝貨物的裝卸等等。
有蓋漏斗車 由棚車派生出來的一種專用貨車,用於裝運散裝糧谷、化肥、水泥、化工原料等怕濕散粒貨物。車體下部設有漏斗,側牆垂直,沒有門窗,端牆下部向內傾斜,車頂有裝貨口,口上有可以鎖閉的蓋,漏斗底門可以用人力或機械開閉。打開底門,貨物靠自身重力自動卸出。
家畜車 用於裝運家畜或家禽的車輛,結構與普通棚車類似,但側牆、端牆由固定和活動柵格組成,可以調節開口改變通風。車內分2~3層,並有押運人員休息和放置用具、飼料的小間,以及相互連通的水箱。
平車 用於裝運原木、鋼材、建築材料等長型貨物和貨櫃、機械設備等的貨車,只有地板而沒有側牆、端牆和車頂(圖2)。 有些平車裝有高0.5~0.8米可以放倒的側板和端板,需要時可以將其立起,以便裝運一些通常由敞車運輸的貨物。近年來各種專用平車有了很大發展。
長大貨物車 用於裝載超長、超重和超限的貨物,如大功率變壓器、發電機定子和轉子、大型工具機、軋鋼機牌坊、合成反應塔等。長大貨物車的載重量可達數十至數百噸。按結構區分有:長大平車,為長度較一般平車長的多軸平車;凹底平車,俗稱元寶車,底架中部裝貨平台比兩端降低,可裝載截面尺寸較大的貨物;重聯平車,由兩個或兩個以上平車或多軸平車重聯而成,兩端平車上設定可鏇轉的枕鞍,用於裝運長型的自承貨物;落下孔車,其裝貨平台上開孔,使貨物的某些部分可以落在地板面以下,從而可以裝載更大型的貨物;鉗夾車,貨物通過它下部的耳孔和銷、上部的支承同前後鉗形梁的相應部位相聯接,此時貨物本身成為承載車體的一個組成部分,空載時,兩鉗形梁可相互聯接;轉向架常採取多軸形式,甚至把幾個多軸轉向架用橋架聯接起來,組成組合轉向架來支承車體。
背負式平車和貨櫃平車 一些國家的鐵路在汽車拖掛運輸和貨櫃運輸廣泛發展的基礎上,為降低運輸費用,與公路運輸相競爭而發展的專用平車,用於裝運汽車掛車或半掛車和貨櫃。這種車輛採用關節式結構,相鄰車端可共用一台二軸轉向架以減輕車輛自重;採用小直徑車輪,最大限度地降低裝載平台的高度,以適應半拖車或貨櫃體積大而重量較輕的特點。背負式平車上設有半掛車的支架,停車時可以放倒,以便用牽引車將半掛車由站台拉到連掛的平車上,或由平車拉到站台上。
轎車平車 已開發國家鐵路上為運輸轎車而發展起來的一種專用平車。車體分為2~3層。常採用小直徑車輪使平車得到較大的裝載高度。設有跳板,以便轎車自行上下平車。
罐車 用於裝運液態、氣態或粉狀貨物的車輛,通常有縱向水平置放的圓柱形罐體,以及排卸裝置和進人孔、安全閥等附屬裝置(圖3)。 罐體內有表示裝載量的容積標尺。舊型罐車頂上有空氣包,作為液體膨脹的附加容器,新型罐車沒有空氣包,僅在裝載時留出供膨脹用的容積。罐體為全封閉型結構,本身有足夠的強度和剛度,因此有些新型罐車取消了枕梁間的部分底架,成為無底架罐車。這種罐車自重較輕,但由於所裝貨物多屬易燃品或危險品,為了保證運輸安全,罐體連線處必須有極高的可靠性。隨著罐車的用途不同,結構也有差異。
粘油罐車 用於裝載原油、礦物油等,通常在罐體下部外側設有夾層加溫套,卸車時通入蒸汽對貨物進行加溫,使其易於從下卸閥排出。
輕油罐車 用於裝運汽油等輕質液態貨物,這種罐車沒有加溫套,貨物通常由上部進人孔通過抽油管卸出而不用下卸閥,以免滲漏發生危險。
酸鹼類罐車 用於裝運各種酸類或鹼類液態貨物。罐體內部通常有耐腐蝕塗層,或用不鏽鋼製造。罐體下部有加溫套,上部設抽液管。
液化氣罐車 用於裝運液化氣體。罐體能承受 2兆帕的工作壓力,設有氣相和液相閥,上部有遮陽罩。
粉狀貨物罐車 用於裝運散裝水泥、麵粉等粉狀貨物。罐體為臥式或立式。卸貨時把壓縮空氣通入氣室,使罐內貨物流態化,隨氣流經管道輸送到指定地點。
保溫車 又稱冷藏車,用於運送易腐貨物。外形似棚車,周身遍裝隔熱材料,側牆上有可密閉的外開式車門(圖4)。車內有降溫裝置,可使車內保持需要的低溫;有的車還有加溫裝置,在寒冷季節可使車內保持高於車外的溫度。按製冷方式的不同,保溫車有不同類型。
冰櫃冷藏車 利用冰鹽混合物融化時吸熱以降低車內溫度。舊型冰櫃冷藏車的冰櫃設在車體兩端,車內溫度不夠均勻,因而需增設強迫通風裝置。較後出現的車頂冰櫃式,冰櫃沿縱向分布在車頂上,可以改善車內的溫度分布,但也存在車輛重心高、需經常加冰加鹽和清洗冰櫃困難的缺點。冰櫃冷藏車還要求在地面上設定加冰站網,有些國家已不採用。
機械冷藏車 利用液態製冷劑蒸發,吸收車內熱量,再將蒸汽壓縮至液態,通過冷凝器將熱量散發到車體外部,如此循環,達到製冷的目的。常用的製冷劑有氨、氟里昂F12等。同冰櫃冷藏車相比,機械冷藏車可以獲得較低而較均勻的車內溫度,而且溫度能自動調節。機械冷藏車有車組和單節兩種類型。中國鐵路的機械冷藏車組有:23節式(包括20節貨物車,1節柴油發電車,1節制冷機械車和1節乘務員車)和 12節式(包括10節貨物車、1節帶乘務員室的柴油發電車和1節制冷機械車),由發電車供電,製冷車以氨作製冷劑集中製冷,而以鹽水在機械車和貨物車間循環作為冷媒。此外尚有10節、 9節和 5節式,車組中只有1節帶乘務員室的柴油發電車,其餘為貨物車,發電車集中供電,而由各節貨物車上以氟里昂F12作製冷劑的製冷設備單獨製冷。多節式冷藏車組只有在貨物發運量足夠大時,它的載重量才能得到充分利用,因而它的組成向著較少節數發展。單節機械冷藏車將發電、製冷、貨物間和控制設備設在同一節車上,既可單獨使用,也可編成車組,而且還可以自動控制實現無人管理,因而正在迅速發展。
無冷源冷藏車 車上僅有隔熱車體而無任何製冷或加溫裝置。中國鐵路新研製成的冷板式冷藏車即屬此類。冷板式冷藏車車頂上設有長方形箱狀容器──冷凍板,內裝低晶共融溶液,靠地面上的製冷裝置使溶液凍結。通常一次製冷足夠一個運程的需要。車上的溶液可以重複使用,不需要沿途添加,因而可以節約運輸時間。無冷源冷藏車在一些國家的鐵路上得到越來越多的套用。
此外,還有用乾冰(固態二氧化碳)、液態二氧化碳、液態氮等作製冷劑的冷藏車。