ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для перевозки грузов.
У вагона-цистерны со стандартной длиной по осям сцепления автосцепок (ОСА), равной 12020 мм, как правило, длины консолей двух полурам А1 и А2, определяемые как расстояния от центральной оси тележки до розетки переднего упора, равны 1500 мм, а длина котла L варьируется от 10430 мм до 11370 мм.
Таким образом, у вагона-цистерны со стандартной длиной по ОСА значение коэффициента К=L/(A1+A2) находится в пределах от 3,4 до 3,8.
Увеличение длины консолей А1 и А2 от стандартного значения производится на длиннобазных вагонах, для обеспечения вписывания вагона в габарит приближения строений.  При увеличении консоли вместо стандартного упора с надпятником в хребтовой балке устанавливают задний упор автосцепного устройства и отдельно надпятник, который может иметь как сварную, так и литую конструкцию. При увеличении длины консоли, расстояние между задним упором и надпятником, соответственно, будет увеличиваться.
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Так известна конструкция вагона-цистерны (патент RU на полезную модель №49778, МПК B61D5/06, опублик. 10.12.2005), содержащая раму, ходовую часть и котел, закрепленный на раме по шкворневым сечениям при помощи хомутов, а в средней части - при помощи фасонных лап, соединенных специальными болтами с лапами рамы.
Также известна конструкция вагона-цистерны (патент RU на полезную модель №151406, МПК B61D5/06, опублик. 10.04.2015). Известная конструкция содержит раму, ходовую часть и котел, закрепленный на раме по шкворневым сечениям при помощи хомутов, а в средней части - при помощи лап, соединенных с лапами рамы специальными болтами.
Среди эксплуатируемых в РФ вагонов-цистерн известен вагон модели 15-1449, который имеет длину по ОСА, равную 16540 мм при неизменной длине консолей в 1500 мм (см. ссылку http://gruzivagon.ru/index.php/component/mculc/?task=vgnmods&cat= 12&vmod=274), который является наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели, и выбран в качестве прототипа. При этом в известном вагоне-цистерне значение коэффициента К варьируется от 2,3 до 5,3.
Известны также вагоны-цистерны с длиной по ОСА 18,03 метра, которые в настоящее время не эксплуатируются на железных дорогах Российской Федерации ввиду несоответствия их эксплуатационных характеристик существующим требованиям. В связи с этим существует техническая проблема создания конструкции вагона-цистерны с длиной по ОСА, равной 18,03 метра, который имеет требуемые эксплуатационные характеристики, а именно, хорошую сцепляемость вагонов при прохождении криволинейных участков и оптимальный коэффициент тары вагона, представляющий собой отношение веса тары вагона к его грузоподъемности.
Предлагаемая конструкция вагона-цистерны направлена на решение данной проблемы.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эксплуатационных характеристик вагона-цистерны с длиной по ОСА 18030±500 мм, а именно, в обеспечении хорошей сцепляемости вагонов-цистерн при прохождении криволинейных участков без увеличения коэффициента тары вагона-цистерны.
В результате опытной эксплуатации было установлено, что при конструировании длиннобазных вагонов, длина которых по осям сцепления автосцепок равна 18030±500 мм, коэффициент К должен составлять от 3,3 до 6,0 для обеспечения лучшей сцепляемости вагонов-цистерн при прохождении криволинейных участков пути и обеспечения оптимального коэффициента тары вагона-цистерны. Были проведены соответствующие испытания и конструкторские разработки.
Таким образом, технический результат достигается за счет того, что в вагоне-цистерне, содержащем котел в сборе с полурамами, ходовые тележки, автосцепные устройства с розетками передних упоров и автоматический тормоз, при длине вагона-цистерны по осям сцепления автосцепных устройств, равной 18030±500 мм, геометрия вагона-цистерны выбрана таким образом, что выполняется соотношение L=Kх(A1+A2), где L – длина котла; K – коэффициент, значение которого находится в пределах от 3,3 до 6,0; А1, А2 – расстояния от центральных осей тележек до розеток передних упоров автосцепных устройств.
В критических случаях прохождения кривых участков пути происходит отклонение в сторону от центрального положения кулака автосцепки вагона. При увеличении расстояния А1 или А2 (длины консолей) вагона-цистерны амплитуда данного отклонения возрастает. При уменьшении коэффициента К ниже предлагаемого диапазона значений происходит увеличение длины консоли и уменьшение длины котла, при этом автоматическое сцепление двух вагонов-цистерн на кривых участках пути становится невозможным, что приводит к потере сцепляемости с соседним вагоном-цистерной, поскольку сцепляемость зависит от таких параметров, как ширина захвата автосцепки, базы вагона и тележки, длины консоли и радиуса кривого участка пути. При этом также происходит увеличение коэффициента тары вагона-цистерны, что снижает его эффективность.
При увеличении коэффициента К выше предлагаемого диапазона значений, при стандартной длине консоли в 1500 мм длина котла превысит предельно возможную величину, в результате чего становится возможным соударение котлов соседних вагонов-цистерн, а также значительно затрудняется сцепляемость.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурой, на которой представлен общий вид вагона-цистерны.
Железнодорожный вагон-цистерна содержит котел 1 в сборе с полурамами 2, ходовые тележки 3, автосцепные устройства 4 и автоматический тормоз 5. Вагон-цистерна имеет длину 6 по ОСА, равную 18030±500 мм.
Геометрия вагона-цистерны описывается соотношением L=Kх(A1+A2), где: L – длина котла; K – коэффициент, значение которого находится в пределах от 3,3 до 6,0; А1, А2 – длины консолей полурам.
Таким образом, благодаря применению предлагаемого диапазона значений коэффициента К обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик вагона-цистерны с длиной по ОСА 18030±500 мм, а именно, обеспечивается необходимая сцепляемость вагонов-цистерн при прохождении криволинейных участков без увеличения коэффициента тары вагона-цистерны.