——车辆设计——
92t。
增加车辆轴数能有效地提高车辆载重，我国通用货车是四轴车，今后要发展六轴车和八轴车，这些多轴车在前苏联、德国、波兰等国生产过，而美国则宁愿使用大轴重的四轴车。
4.1.2 线路允许的车辆每延米轨道载重
车辆每延米轨道载重为车辆总重量与车辆全长之比。
车辆载重受到线路钢轨桥梁承载能力的限制，按线路允许的车辆每延米轨道载重计算，车辆的最大载重由式?求得：
p?Lqn1?k ?
式?中：L——车辆两自动车钩连结线之间的距离（m）；
qn——线路允许的车辆每延米重（t/m）；
我国现有货车的每延米重，由于轴重因素影响，均未达到线路允许最大值（8 t/m）（专用车除外）。因此可以在车辆限界和车辆重心高许可的情况下适当加大车辆宽度和高度，缩短车辆的长度，提高车辆每延米重，在现有的站线长度下提高列车重量。，
4.2 货车比容积、比面积最有利数值的确定
车辆外廓尺寸设计的是否合理，决定车体容积于车辆载重的比值（比容积）选取的是否合理。对于平车来说，则决定于地板面积与车辆载重之比值（比面积）。我国敞车的比容积一般取1.15m3/t，主要是以运煤为确定依据。平车的比面积一般为0.65m2/t。
4.3 车辆自重系数最有利数值的确定
车辆自重系数是车辆载重的比值，见式?：
k?
Tp
?
式?中：T——车辆自重（t）
P——车辆载重（t）
车辆自重系数是车辆设计技术先进性和经济合理性的重要标志之一。若自重系数小，则说明在相同的载重下具有较轻的车辆自重。
降低车辆自重不仅能减少运行阻力、节省机车牵引力，减轻轮轨作用力，节约原材料，而且能减小无效运输，增加车辆载重，降低运输成本。因此，在设计车辆时要保证车辆具有足够强度、必要的刚度、不影响安全可靠性，不降低使用寿命、不增加检修工作量的条件下，尽可能降低车辆自重。
通用车辆自重系数推荐： 敞车：0.30～0.35 棚车：0.31～0.40 平车：0.30～0.35； 罐车：0.30～0.40。
降低车辆自重的途径有：
① 采用新结构，进行结构优化：合理设计车辆整体结构及其零部件的结构。如尽可能采用轻型中梁或无中梁的整体承载车体；采用焊接、模压薄壁构件；选择合理的截面形
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——车辆设计——
式；改进局部结点设计，减少承载元件连接点的偏心；减轻车辆走行部分、制动装置、车钩缓冲装置和车内设备各构件的重量。应用精确的计算方法，正确分析车辆及其零部件的应力状态，选择恰当的安全系数，减少过多的强度储备
② 采用新材料：合理选择车辆结构各零部件的材料，用低合金结构钢，高强度耐候钢、不锈钢和铝合金材料，以及新型聚脂合成材料等。
③采用新工艺：改进车辆制造工艺。
5 车辆限界及车辆几何曲线通过计算 5.1 车辆限界
设计车辆时，其外形轮廓尺寸应完全纳入设计技术任务书中所规定的车辆限界之内，这是保证车辆运行安全，避免车辆与线路周围建筑（或邻线上的车辆）发生相碰的基本要求。
车辆限界是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓。车辆无论是空车和重车，无论是具有最大标准公差的新车，或是具有最大标准公差和磨耗限度的旧车，停放在水平直线上，无侧向倾斜和偏移，其任何部分都应容纳在限界轮廓之内，不得超越。
线路周围的建筑物受到建筑限界的限制。建筑限界是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓，在此轮廓之内，除与机车车辆有相互作用的设备（车辆减速器，路签接受器，接触电线及其他）外，其他设备和建筑物均不得侵入。
车辆限界和建筑限界之间留有一定的间隙，称为限界间隙。这是考虑车辆在运行中可能产生的正常偏移、超限货物运输和轨道受载后可能发生的歪斜或爬动而预留的安全空间。
我国标准轨距铁路机车车辆限界之标准须符合GB146.1-83《标准轨距 机车车辆限界》。GB146.1-83标准轨距 机车车辆限界基本轮廓以距轨面高350mm处为分界点，分为上、下两部分，即机车车辆上部限界车限-1A和下部限界车限-1B（分别如图1、图2所示）。
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——车辆设计——
注：——机车车辆限界基本轮廓；——电气化铁路干线上运用的电力机车
图1 机车车辆上部限界车限-1A
新造车辆上部在空载状态下其横断面的最大尺寸，可按车限-1A实际轮廓尺寸设计制造。在设计客车时如有需要利用虚线扩宽部分，应报部批准。对配属在专用线路上编入重载列车的专用货车。如有需要使用虚线扩宽部分，亦需要报部审批。
新造车辆下部设计制造垂直尺寸，在计入静载下的弹簧下沉量以及最大磨耗量后，不得小于车限-B所规定的垂直尺寸。
图2 机车车辆下部限界-1B
通过自动化、机械化驼峰车辆减速器的货车，其下部设计制造垂直尺寸在计入静载下的弹簧下沉量和最大磨耗后，不得小于车辆减速器在制动或工作位置时的货车下部限界车限-2所规定的垂直尺寸（如图3）。
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——车辆设计——
图3 通过驼峰的货车下部限界
按车辆限界设计车辆时，限界的中心线为通过平直线路两钢轨中点的垂线。车辆中心线与限界中心线重合，车辆各部横向间隙和水平尺寸自中心线算起，以半宽与限界半宽进行比较。各垂直尺寸自轨面算起，
在确定车辆下部设计制造垂直尺寸时，不必计入其动载荷下的弹簧振动下沉量（动挠度）。
在确定车辆设计制造水平尺寸时，不考虑车辆各部横向间隙和水平方向的磨耗量。 设计出口车辆时，应符合有关国家铁路组织规定的车辆限界。
5.2 车辆在曲线上的静偏移量计算
车辆停在曲线上时，其中部向曲线内侧偏移，端部向曲线外偏移，偏移量的大小与车辆长度、车辆定距、转向架固定轴距（多轴转向架为外侧两论对中心距）以及曲线半径有关，可按式?、式?进行计算：
对于有转向架的四轴车 中部偏移量：
Wm?l?S8R22 ?
端部偏移量：
We?L?l?S8R222 ?
式?、式?是假定车轮与钢轨之间没有间隙，车体与轮对之间没有相对移动的情况下得到的。
为了更充分合理地利用限界，应尽量使车辆中部的偏移量和端部的偏移量相等，即： Wm=We
由
L?l8R22?l28R
得：L/l?2?1.4。
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——车辆设计——
也就是说在设计车辆时，其车体长度与车辆定距之比等于1.4左右比较合适。
根据GB 146.1-83《标准轨距 机车车辆限界》标准的规定，若新设计车辆长度不超过13.22m（26m），车辆定距不超过9.35m（18m），宽度不超过3.4m，可以不必进行偏移量计算。
注：括号外数据适用于全国标准轨距的铁路上的车辆；括号内数据适用于符合GB 146.1-83所规定的建筑限界（曲线加宽）线路上运行的车辆。
5.3 车辆最大允许制造宽度的计算方法
车辆最大允许制造宽度的计算方法如下：
① 按公式?和公式?计算“计算车辆”在“计算曲线”上的静偏移量Dm和De和，计算曲线半径R取为300m。
?m?l28R2 ?
2?e?L?l8R ?
② 根据所设计车辆的车体长度、车辆定距和转向架固定轴距，按公式?和公式?计算所设计车辆在计算曲线上的静偏移量Wm和We。
③ 按式?、式?确定车辆宽度的缩减量
车体中部宽度缩减量Cm = Wm－Dm ? 车体端部宽度缩减量Ce = We－De ? 若Wm < Dm和We < De时，就不进行缩减。
④ 按式?确定车辆在距轨面某一高度处的最大容许制造宽度
2B=2(Bg－C) ?
式?中：2B——车辆距轨面某一高度处的最大容许制造宽度（mm）
Bg——机车车辆限界在同一高度处的半宽（mm） C——Cm、Ce中较大者
5.4 车体与转向架的相对转动角度
车辆运行在曲线上时，转向架相对于车体发生了转动，其最大转动角度产生在第一个转向架处于最大倾斜位置（即前轮对内轮轮缘碰内轨，后轮对外轮轮缘碰外轨），第二个转向架与内轨相切（即内侧两个车轮的轮缘均与内轨接触）的时候，如图所示
如果不考虑转向架本身的各种游间，其最大转动角度由式⑴求得：
??eS?l2R?e2l ⑴
式⑴中：
e ——车轮轮缘与钢轨之间的总游间，包括新车轮的轮缘与钢轨之间的间隙和轮缘及钢轨侧面的最大磨耗量
S——转向架固定轴距 l——车辆定距
R——曲线半径，在计算时应取车辆可能缓行通过的最小曲线半径
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