1 美国铁路主型货车及其主要零部件的发展美国铁路以货运为主，生产率相当高 铁路货运推行重载运输，采用轴重和载重大的货车，同时采用了许多新技术，设计、 生产、购买了许多新品种的货车，使货运效率逐年提高截止到 1995 年， 美国铁路货车总数达1 218 927 辆， 是世界上拥有铁路货车数量最多的国家美国铁路各种货车车型的数量及其在美国铁路货车总数中所占的比例见下表：车型数量 (辆) 在总数中所占比例棚车160 811 13.2％敞车171 217 14.1％无盖漏斗车175 350 14.4％有盖漏斗车325 882 26.7％平车133 056 10.9％罐车209 728 17.2％冷藏车33 068 2.7％其他货车9 815 0.8％1． 货车的发展情况1.1 棚车美国铁路棚车长期以来一直是货车中的主型车从 1984 年到 1995 年，棚车的数量开始大幅度下降 目前普通棚车的绝对数量从160 148 辆下降到42 866 辆下降的主要原因是由门到门的单车运输的持续减少，还有过去采用这种方式的货物运输现在大部分采用高效的公铁联运方式 普通棚车上不安装特殊的设备，主要用于运输各种普通货物。
专用棚车是为运输特殊类型的货物而设计的，其特点是具有特殊的内部尺寸、车内设有装载货物的安全设备或导轨、 设有隔热层、 有特殊的车门布置以及设有缓冲底架等，用于运输体积较大或有其他运输要求的货物 这种车辆大部分被用于运输体积大的货物，使棚车的门对门运输具有更好的经济效益例如，用这种车运输汽车零部件、家用电器、纸张或罐装、包装食品等尽管专用棚车的绝对数量从148 104 辆下降到117 945 辆，但它在同一时期货车总数中所占比例保持相对稳定（从1984 年的 10.0%到 1995 年的 9.7%） 1.2 敞车1984 年至 1995 年期间，由于运输煤炭行业业务增加，对单元式运煤敞车列车的需求不断增加敞车的绝对数量从163 663 辆增至 171 217 辆，在美国货车中所占的比例逐年上升（从 11.0％升至 14.1％） 2 为了满足运输各种货物的需要，对敞车的改造一直在进行木材和钢材制品一般采用传统的带有固定端墙、整体地板和其他设计的敞车进行运输20 世纪 70 年代，浴盆式高边、大容积敞车在单元式煤炭运输服务中受到欢迎运送煤和矿石的货车通常采用的卸车设备是翻车机，它可以是连续、 定位地对货车进行倾翻的系统（在大约4h 内，能够翻卸100 辆货车组成的单元列车），也可以是随机型的翻车机。
敞车也可以用来运输木屑和锯屑，也需要翻车机这种特殊的卸车设备如果敞车运输的货物要求免受气候条件的影响，就需要为敞车提供可移动顶盖的设计，很多车辆制造商都能提供这种类型的敞车对这种车辆进行机械化装卸作业必须在车辆处于正常的顶部开敞的状态下进行，也就是将可移动的罩盖或顶盖移开这种类型的车辆通常安装有滑动中梁或车辆端部缓冲装置，以确保货物运输中的安全装货时，散装货物一般采用漏仓在轨道之间或通过滑槽从轨道外侧装入敞车1.3 无盖漏斗车无盖漏斗车主要用于运输煤炭1984 年到 1995 年期间，美国无盖漏斗车数量从303 339辆下降到175 350 辆其中有三方面的原因首先， 由于煤炭多数通过专列运输，车辆的利用率有迅速提高的趋势，运输同样数量煤炭所需的车辆数目可以逐渐减少第二，美国铁路货车采用F 轴（轴重29.8t，单辆车的总重263 000 磅）的大型货车已占铁路货车总数的65%左右［也存在一部分G 轴（轴重35.7 t）的车辆］运送相同数量的货物所需要的车辆数量减少了第三， 在减轻自重方面，运煤敞车取得的效果比漏斗车大以前运煤漏斗车与敞车在价格和运输能力方面十分相近时，一些买主倾向于购买灵活性较强的漏斗车。
而现在买主们更趋向于选择敞车用于长大运煤列车的专门运营，这与敞车的自重减少，载重增加有关专用无盖漏斗车用于运输各种其他货物，包括焦炭、 球团矿、 道碴、木屑和金属矿砂等1.4 有盖漏斗车截止到 1995 年，美国有盖漏斗车的数量已经超过棚车和无盖漏斗车，成为美国货车中数量最多的一种车型1984 年底，有盖漏斗车的数量为302 522 辆，占货车总数的20.4％1995 年底， 有盖漏斗车的数量达到325 882 辆，占货车总数的26.7％近些年来，有盖漏斗车需求量增大， 1995 年占新车交货数量的30％，1996 年占 50％塑料产品产量的持续发展，也使装载塑料颗粒的有盖漏斗车的需求量不断增加1996 年各型有盖漏斗车的交货数量达到 3 万多辆到2001 年，每年有盖漏斗车的需求量至少在15 000 辆以上有盖漏斗车有两种基本车型： 一种是重力卸货有盖漏斗车，另一种是气动卸货有盖漏斗车有盖漏斗车有逐渐向专用化发展的趋势3 重力卸货有盖漏斗车的数量最多它们的制造尺寸各异，取决于装载何种货物，但大多带有齿轮齿条作用的滑动卸货门到目前为止， 这类有盖漏斗车最大的用途是运输粮食，主要是小麦和玉米。
其他有盖漏斗车用于运输水泥、硅砂、粘土、焦炭和类似的货物等气动卸货式有盖漏斗车通常用于需要防止发生货物污染的地方有一些采用真空卸货，而采用正压卸货的车辆较少无论哪种方式， 都是利用压差迫使货物排出车外一些真空卸货有盖漏斗车在底部或者角部也有充气垫，空气使货物扩散后，畅通地流到出口象糖和面粉这些精制食物用气动卸货车辆运输，塑料颗粒和某些化学物品也用气动卸货车辆运输1.5 重型平车（按我国货车的分类方式，美国的重载平车包括平车和长大货物车）重型平车和专用平车的数量不断下降，甚至降到普遍短缺的地步这一趋势目前并没有改变， 而且还在继续1990 年还在运营的车辆中，近 60％到 2000 年已经停运，原因是这些车辆已运用了40～50 年的最高使用期限，到了报废的地步由于一些尺寸的平车严重短缺，延误交货， 导致用户不满意，这就迫使重型设备制造厂商购买自用车辆由于目前美国投资发展兴建发电厂， 在某种程度上推动了对重型平车的需求，预计重型平车的需求增长至少要持续 15 年1.6 罐车美国铁路的罐车主要用于运输液体货物美国、加拿大和墨西哥每年有22 万辆铁路罐车运输 300 万批次的货物铁路罐车的数量占北美铁路货车总量的1/7。
80 年代和 90 年代，美国铁路加强了对罐车安全性的要求，多次修订了标准，提高了压缩气体、有毒物品的包装和装载要求， 并实施了罐车的新设计规范，改进了定期检修规范及罐体重试验和重检验要求目前美国铁路罐车的发展重点是要保证运输安全，而且大部分的研究和开发工作集中在改进安全性能上主要发展趋势是新车设计的疲劳寿命要达到16.9 万公里（ 100 万英里），对罐车每一个牵引梁都要求进行失效容限分析，提高了对环境造成危害货物的包装要求，为了保证减少无事故危险品的释放，明显增大了安全阀和排气口的释放压力总重 129.7 t （286 000 磅）的大型罐车已经投入运营，并且正在为罐车罐体、内衬和结构零部件的定期检查以及重新鉴定制定严格的规范1.7 冷藏车50 年代中期，美国铁路由于采用冷藏车运输水果和浓缩橘子汁取得了成功，深受各运输公司的青睐由于冰和盐水作为冷源控制冷藏车的温度并不能有效地保持深冷货物的品质，所以开发了机械冷藏车截止到1961 年底，已有约6 000 辆机械冷藏车投入运用到了 80 年代，迅速发展的冷冻食品工业所面临的主要问题是如何有效地利用全国各铁路公司运营的机械冷藏车1990 年前，机械冷藏车处于供不应求的阶段。
然而到了今天，4 机械冷藏车的数量下降到1983 年所拥有数量的一半据估计，现有的机械冷藏车每年以3％～ 5％的速度报废自 80 年代以来，机械冷藏车的更新换代一直是冷冻食品运输公司和北美冷冻食品协会首先考虑的问题有数家公司研制开发出深冷铁路车辆从多种制冷剂和气体中发现低温二氧化碳是最好的制冷剂 权威人士称： 装载冷冻食品并配有低温二氧化碳的隔热棚车在全国铁路系统提供的冷藏运输中具有最好的技术和经济效果研制深冷车辆的工作组规划和设计带有车载二氧化碳温控棱镜的深冷铁路样车结构虽然二氧化碳铁路车辆似乎技术含量较高，但实际上车辆的外壳还是棚车的型式，车内的设计却是独一无二的尽管它没有重要的可调式机械零部件，但也正因为如此，它才不需要增加更多的检测程序多年来， 美国也使用过氮气作为制冷剂，而且还有许多便携式运输装置使用氮气作为制冷剂 当氮气在地面环境中运用时，氮气会以气态的形式散逸因此，如果不使用液压罐和购买某些机械装置，根本无法维持氮气冷冻系统的正常使用目前美国深冷车辆的所谓“雪” 位于车辆的上面，液态二氧化碳全部流经车辆端墙的管道，并集中到天花板的下面与储藏板之间当车辆装满货物时，二氧化碳气体在正常工况下均匀地散逸， 当外温平均为70℉时， 车上装载的货物低于0℉，车辆可连续运输12－15 天，并且可以使货物保持在0℉。
深冷铁路车辆的优点是每辆车装载的货物要比50 英尺（ 15.24 m）长的机械冷藏车多，在运输中不需要机械供电由于该车没有机械运动部件，所以保养费用低廉在运输中，机械冷藏集装箱需要机械供电，而把由二氧化碳气体制冷的集装箱搬运到船上非常容易改进的隔热货舱能使装载货物保持零度以下达28 天之久总之，今天的二氧化碳气体制冷的铁路车辆已经开发了15 年以上，二氧化碳在铁路运输实践中被视为最好的制冷剂1995 年，美国铁路公司尚未明确公布对采用二氧化碳制冷剂的支持率二氧化碳气体制冷的铁路车辆的经济效果主要取决于车辆载重量的增加1.8 公铁联运车美国铁路运输的公路拖车和集装箱的联运运量每年以7％的速度增长 1994 年，联运运量成倍增长， 1995 年增长速度呈下降态势，1997 年又恢复到初期的水平由于将卡车或拖车原封不动地搭载在平车上运送的驮背运输方式可以做到将货物直达运输并减少到发站的分类作业，并且不需要大型垂直起吊装卸设备，减少大型载重汽车的使用和成本低廉等优点，深受美国货主们的欢迎美国先后开发出可同时装运拖车和集装箱的骨架平车、关节式双层井式平车、独立双层井式平车和由牵引杆连接的双层井式平车。
60年代美国拥有2 100 辆，现在已上升至1 万多辆5 为了弥补铁路门到门直达运输的不完整性，美国还开发出了可直接在铁路列车上连挂的公铁两用车 该车采用拖车连接，两辆公铁两用车之间采用专门的连接器连接，其中一辆公铁两用车的尾部通过转接器或心盘连接到转向架上例如， 美国 Road Railer 公司在 1985 年研制出 Mark V 型公铁两用车为了简化拖车的设计，空气制动装置集中布置在转向架上使用可拆卸式转向架运输公路拖车每辆拖车的后部支撑在自带的可拆卸式转向架上列车到达铁路终点站后，将转向架拆卸下来，以便在公路上运行时不携带铁路需用的走行部分公铁两用车之间采用关节连接器连接在转向架上安装了自动轴温探测器Mark V 型公铁两用车不仅能与标准的公路卡车和原来的Mark IV型公铁两用车连挂， 而且因为采用了关节式连接器，可以与传统的列车车辆连挂2．货车零部件及其运用检测系统的发展2.1 转向架北美铁路对营运速度、吨位以及转向架及其相关零部件成本的要求不断提高为此， 对货车转向架进行了大量的研究和开发参加该项工作的有美国联邦铁路局、北美铁道协会和铁路供应协会的转向架制造会员美国联邦铁路局和北美铁道协会负责铁道列车动力学部分的研究计划，侧重于研究货车转向架的性能和经济性，目的是促进货车转向架的技术进步、研究车辆与轨道之间的相互作用的理论、经济性地评估车辆与轨道之间的相互作用以及推进转向架磨耗测量技术的发展。
北美铁道协会对转向架研究工作做了综合理论分析、现场试验和室内试验，开发出NUCARS计算机仿真模型软件该软件可模拟和分析未经试验的新型车辆的状态该软件适合于铁路供应商、铁路运输部门及其他研究人员使用为了更有效地实现大吨。