Удельным объемом называется отношение объема кузова к грузоподъемности, то есть величина объема кузова, приходящаяся на тонну грузоподъемности,
Кроме полного объема, различают погрузочный объем кузова
где φ — коэффициент использования геометрического объема кузова.
У крытых и изотермических вагонов обычно φ < 1, у цистерн φ = 1, а у полувагонов при загрузке их выше уровня стен (с шапкой) φ > 1.
Для платформ вместо удельного объема определяют удельную площадь пола
где F— полная площадь пола, м³
Н—высота погрузки, м.
Высота погрузки сыпучих грузов определяется высотой бортов платформы и углом естественного откоса груза с учетом его уменьшения во время движения, а для остальных грузов — очертаниями верхних линий габаритов подвижного состава.
От величины удельных объемов и удельных площадей зависит использование объема и грузоподъемности вагонов, а следовательно, себестоимость перевозок, размер и стоимость парка вагонов, необходимых для данного объема перевозок.
При перевозке в вагоне одного вида груза с объемной массой ρ, т/м³ целесообразные удельный объем и удельная площадь составляют:
Исследования показали, например, что для крытых четырехосных вагонов целесообразно иметь удельный объем кузова, равный (2—2,1)м³/т. Среднее использование грузоподъемности при этом составляет 85 %, тогда как у ранее построенных крытых вагонов cvy=1,5 м³/т грузоподъемность использовалась в среднем на 73 %. Такое увеличение коэффициента использования грузоподъемности имеет важное значение и поэтому предусмотрено пополнение вагонного парка крытыми вагонами с увеличенным объемом кузова.
Большое значение имеет также стремление обеспечить уплотненную погрузку грузов, позволяющую повысить использование грузоподъемности вагонов, увеличить их статическую нагрузку.
Статическая нагрузка определяет количество груза, которое загружается в вагон. Для каждого вида груза i
где Р — грузоподъемность вагона;
λi — коэффициент использования грузоподъемности для i-го груза. Для грузов, у которых использование грузоподъемности вагона определяется объемом кузова, статическую нагрузку можно вычислить по формуле
Эта формула справедлива при vy ≤ vy.r, поскольку из условия прочности вагона необходимо обеспечивать Рci < Р.
Средняя статическая нагрузка для каждого типа вагона, в котором перевозятся различные грузы,
где аi — абсолютное количество или доля i-го груза в общем объеме грузов, перевозимых рассматриваемым типом вагона.
Статическая нагрузка определяет количество груза в вагоне без учета расстояния его перевозки. Для учета этого расстояния пользуются другим показателем — средней динамической нагрузкой вагона рассматриваемого типа:
где li — среднее расстояние перевозки i-го груза.
Следует отличать рассматриваемые в данной главе статические и динамические нагрузки вагона, представляющие собой величину массы груза, загружаемого и перевозимого в вагоне, от статических и динамических нагрузок, изучаемых в других учебниках при оценке прочности и динамических качеств вагона и являющихся величиной сил, действующих на вагон или его части при медленно или быстро изменяющихся процессах.
