Kaubavagun

Kaubavagun (ingl.k. "freight car)" on raudteetranspordis kasutatav veoühik, mis on mõeldud kaupade veoks. Vaguni nimetus on pärit inglise keelest, kus see tähendas algselt veovankrit ("waggon").
Ülevaade.
Raudteevagun (ingl.k. "car; railcar; wagon") koosneb viiest sõlmest – raamist, veermikust, kerest, haakeseadmetest ja pidurisüsteemist. Vaguni raam võtab vastu ja kannab edasi pikisuunalisi veojõude, pidurdusjõude ja vaguni kere ja veoste raskust. Alusraami külge kinnitatakse kõik ülejäänud vaguni osad. Kinniste vagunite kere koosneb teraskarkassist, millele on paigaldatud teraslehtedest seinad ja lagi. Vaguni veermik koosneb rattapaaridest ja vedrustusest. Nelja- ja enamateljelistel vagunitel on need rattapaarid ühendatud pöördvankriks, mis kinnituvad tsentraalselt vaguni alla. 
Haakeseadmed koosnevad automaatsiduritest ja leevendussõlmedest, milleks on enamasti puhvrid. Haakeseadmete abil haagitakse vagunid/vedurid kokku. Haakeseadmetega antakse vagunitele (vaguni raamidele) edasi vedurite veojõudu ja vedurite ning muude vagunite pidurdusjõudusid. Pidurisüsteem koosneb suruõhuballoonidest, suruõhutorustikust ja rattapiduritest. Rattapiduri olulisemaks osadeks on piduriklotsid, mis surutakse pidurdamisel vastu vaguniratta veerepindu. 
Pöördvanker (ingl.k. "bogie") kujutab endast ühtsesse raami monteeritud kaht, kolme või nelja raudteevaguni telge. Pöördvanker kinnitub šarniirselt raudteevaguni või veduri alla selle alusraami külge. Pöördvankrite külge on kinnitatud leht- või keerdvedrude ja amortisaatoritega vagunite teljed. Pöördvankrid võimaldavad vagunitel ja veduritel liikuda ka pöörmekohtadel, kuna tänu šarniirsele kinnitusele on need võimelised liikuma ümber kesktelje. 
Pöördvanker annab rattapaaridele edasi veduri (või vaguni) enda ja liikumisel tekkivad dünaamilised koormused – veojõud, pidurdusjõud ning veduri (vaguni) ja rööbastee tekitatud külg- ning vertikaaljõud. Kuna kiiruse suurenedes, suurenevad ka dünaamilised jõud, peab pöördvankri konstruktsioon olema tugev, võimalikult kerge, töökindel ja lihtsasti hooldatav. Pöördvankri kõige massiivsem osa on selle raam.  Peaaegu kõikide vagunitüüpide veerevosad on ehitatud ühesugustest põhikomponentidest. 
Kaubavaguni kaheteljelise pöördvankri kaal on keskmiselt 5 t, kolmeteljelise pöördvankri kaal on keskmiselt 9 t, neljateljelise pöördvankri kaal isegi 12 t. Nii kahe-, kolme- kui ka neljateljeliste pöördvankrite kasutamise tehniline kiirus on 120 km/h. Isotermilistel ja külmutusvagunitel kasutatakse veidi teistsuguseid, reisivagunite pöördvankritega sarnaseid alusvankreid. 
Eristatakse mitmesuguseid kaubavaguneid: 
Kaubavagunite peamised tehnilised ja ekspluatatsioonilised näitajad.
Vaguni kandejõud "("ingl.k. "carring capacity)" on lasti kaal tonnides, mida on lubatud konkreetse vaguniga vedada. Vaguni kandejõud märgitakse igale vagunile koos muude oluliste vaguni andmetega. Kaheteljeliste vagunite kandejõud on enamasti kuni 30 t, neljateljelistel kuni 68 t, kaheksateljelistel aga isegi kuni 125 t. Et mitte ületada lubatud teljekoormust, kehtib üldjuhul reegel - mida suurem on vaguni tühikaal, seda väiksem on selle kandejõud
Tühikaal ehk taara (taarakaal) "(tare weight)" on vaguni kaal ilma veoseta. Neljateljeliste vagunite tühikaalud on enamasti vahemikus 20–25 t.
Lastiruumi maht väljendatuna kuupmeetrites on oluline kinniste ja tsisternvagunite kasutamisel. Vagunite tootmisel on suunatud peatähelepanu vagunite kandevõime ja kaubamahutavuse võimalikult paremale kasutamisele. Kandevõime ja kaubamahutavuse rakendatuse efektiivsust iseloomustavad mitmesugused suhtarvud. 
Vaguni kandevõime rakendatuse koefitsient näitab vagunis oleva kauba kaalu suhet vaguni kandevõimesse. 
"(Valem)"
K = M/q
kus K – kandevõime rakendatuse koefitsient; M – vagunis oleva kauba kaal (t) ; q – vaguni kandevõime (t)
Kaubamahutavuse koefitsient väljendab vagunis oleva kauba mahu suhet vaguni maksimaalsesse kaubamahutavusse. 
"(Valem)"
K = Vk / Vv
kus Vk – kauba ruumala (m3); Vv – vaguni ruumala (m3)
Kasutatakse ka sellist suhtarvu, nagu vaguni taara koefitsient. 
"(Valem)"
Kt = Mt / q 
kus Kt – vaguni tühikaalu koefitsient; Mt – vaguni tühikaal (t); Q – vaguni kandevõime (t)
Vaguni tühikaalu koefitsiendid on enamasti vahemikus 0,30–0,54. Mida väiksem on nimetatud koefitsient, seda suurema kandevõimega on vagun oma tühikaalu kaaluühiku kohta.
Kaubavagunite keskmine arvestuslik ekspluatatsiooniiga on 30–35 aastat. Raudteevagunite kasutusaeg on suhteliselt pikk peamiselt seetõttu, et tegemist on kõigest lastiruumi ja lihtsa ning töökindla veermikuga, erinevalt mootorit ja keerukaid seadmeid omavatest veduritest, mille ekspluatatsioonikulud kasvavad koos eaga. Sel põhjusel on alates raudteevedude algusest 150 aastat tagasi arendatud ja toodetud kõigest 4–5 vagunite põlvkonda. Kindlaksmääratud läbisõidu järel viiakse vagunid depoosse, kus teostatakse vajalikud ülevaatused ja hooldustööd. 
Kaubavagunite ajaloost.
1820–1830. aastatel ehitatud esimesed raudteevagunid olid terasest telgede ja ratastega, kuid muus osas tehtud peamiselt puidust. Vagunite kuju sarnanes hobuvankrite või kaevanduses kasutatavate kivisöevankritega. Kaitsmaks kaupu sademete eest kaeti vagunid presentkattega. Raudtee algusaastail olid vagunid kahe teljega. Aja jooksul kasvas auruvedurite võimsus ja 20. sajandi keskpaigas tekkis vajadus hakata vedama raudteel senisest suuremaid kaubakoguseid. Selleks, et rööbasteele mõjuv teljekoormus liialt ei kasvaks, hakati tootma neljateljelisi, hiljem ka kuue ja kaheksa teljega kaubavaguneid. 
Suurendamaks neljateljelise vaguni käänakute läbimise võimekust (eriti pöörangutel) paigutati kaks vaguni telge ühte pöördvankrisse, mis omakorda ühendati vaguni alusraamiga šarniirselt. Vaguni veereosadeks on pöördvankrid, vedrustus ja rattapaarid, ehk teljed, mille otsa on kinnitatud jäigalt vaguni rattad. 
Euroopa raudteedel hakati kasutama vagunite ja veduri ning selle taga oleva vaguni ühendamiseks kettsidurisüsteemi, kus tõukejõudude leevendamiseks on vaguni või veduri otsas alusraami küljes kaks puhvrit ja nende vahel tõmbele töötav sidurikett. Põhja-Ameerikas kasutati esialgu kahe ketiga üht, keskel asetsevat keskpuhvrit. Taoline süsteem on kasutusel veel praegugi mitmetes riikides kitsarööpmelistel raudteedel. 
Ameerika Ühendriikides mindi 1870. aastatel üle keskpuhvri kasutamiselt automaatsidurile. Automaatsiduri leiutas 1868. aastal ameeriklane Eli H. Janney (1831–1912) ja see patenteeriti 1873. aastal. Automaatsidur ühendab veeremiüksused omavahel nii, et inimene ei peaks seisma ühendamise ajal kahe vaguni vahel. Janney sidur ("AAR" sidur) võeti kiiresti kasutusele mitmete riikide raudteede poolt ja on mõningate täiustustega kasutusel nii USA-s kui ka muudes riikides veel tänapäeval. 
Ameeriklase John Willisoni leiutatud haakeseade ei leidnud teadmata põhjusel pikka aega kasutust. 1935. aastal hakati Willisoni sidurit kasutama Nõukogude Liidus ja see on kasutusel ka tänapäeval CA-3 märgistuse all Eesti, Läti ja Leedu ning SRÜ riikide raudteeveeremitel. 
Aastatel 1924–1952 ehitati Euroopas kaheteljelisi vaguneid, mille kandejõud oli kõigest 16,5 t. 1910.–1920. aastatel toodetud vaguneid kasutati mõnedes riikides veel 1960 aastatel. Vanemate kinniste vagunite ehitamisel on kasutatud ka palju puitu. Nende, peamiselt kaheteljeliste vagunite, täismass ulatus 46,4 tonnini. Aastate jooksul on kasvanud vagunite pikkus. Kui eelmise sajandi algul ehitati enamasti 8 m pikkuseid vaguneid, siis praegu ulatub kõige suuremate vagunite pikkus 25 meetrini.