caja de vagón

La caja de un coche es la carcasa estructural y el cerramiento de un vehículo ferroviario, distinta de su tren de rodaje, bogies y sistemas mecánicos. Es el componente principal de soporte de carga y sellado contra la intemperie, típicamente fabricado con chapa de acero soldada o, en la práctica moderna, aleación de aluminio. La caja debe soportar el peso muerto de los accesorios internos, la carga viva de pasajeros o mercancías, y las fuerzas dinámicas impuestas por curvas, pendientes y aceleración sin una deflexión excesiva o agrietamiento por fatiga.

Las cajas de los coches se clasifican por función: los coches de pasajeros incluyen coches abiertos, coches de compartimentos y unidades articuladas; los vagones de carga están optimizados para productos a granel, contenedores o vehículos, con cajas que van desde vagones abiertos y góndolas hasta vagones cerrados y cisternas especializadas. Las cajas de los coches de pasajeros suelen tener de 20 a 27 metros de largo y de 2.6 a 3.2 metros de ancho, con una altura de hasta 4 metros sobre el nivel del carril. Las cajas de los vagones de carga varían más ampliamente, desde tolvas compactas hasta vagones planos de 40 metros.

Construcción y daños

Las cajas de los coches de pasajeros modernos a menudo se construyen como una estructura monocasco, donde la piel de acero soporta el esfuerzo de flexión junto con los miembros del bastidor; los diseños más antiguos utilizan un bastidor inferior y una caja separados con conexiones atornilladas. La soldadura es estándar, aunque la construcción remachada persiste en el material histórico. El peso es una métrica crítica: las cajas de acero suelen pesar de 35 a 50 toneladas para un coche de pasajeros de 25 metros; la construcción de aluminio reduce esto en un 30 a 40 por ciento, pero requiere un diseño cuidadoso de las uniones para evitar la corrosión y un mayor mantenimiento. Los pisos suelen ser de madera, contrachapado o chapa de acero unida con epoxi, elegidos por su agarre y durabilidad.

La fatiga y la corrosión son los modos de falla dominantes. La carga cíclica en los puntos de montaje del bogie, los marcos de las puertas y donde la caja se une al bastidor inferior crea concentraciones de tensión que inician grietas después de 15 a 25 años de servicio, particularmente en regiones con alta pulverización de sal o un diseño de drenaje deficiente. El arriostramiento longitudinal y lateral debe diseñarse para resistir el pandeo bajo fuerzas de compresión y tracción; un arriostramiento inadecuado ha provocado fallas costosas en el servicio de ingresos. Los daños por colisión y los daños por impacto en el andén también son comunes, lo que requiere la reparación o el reemplazo de secciones enteras.

El término 'car body' se utiliza de forma consistente en las operaciones ferroviarias de América del Norte y Gran Bretaña, aunque los ferrocarriles europeos a veces se refieren a la caisse o carbody más formalmente como la superestructura. La distinción entre caja y chasis es fundamental para la ingeniería ferroviaria: la caja es el producto visible y terminado; el tren de rodaje se mantiene y se reemplaza según su propio programa, y diferentes cajas pueden teóricamente acoplarse al mismo bastidor de bogie, aunque en la práctica esto es raro fuera de los ferrocarriles históricos.