Скоростемер локомотивный

Главная → Локомотивы → Основные узлы локомотивов

Локомотивный скоростемер — прибор для измерения, регистрации и сигнализации параметров (скорость, время, расстояние и так далее) движения поезда.

Скоростемер СЛ2М, установленный на тепловозе ЧМЭ3

Общие сведения

Локомотивные скоростемеры являются измерительно-регистрирующими устройствами, предназначенными для выполнения следующих функций:

показание скорости движения, пройденного пути и суточного времени;
регистрация скорости движения, пройденного пути, суточного времени движения и стоянок, направления движения, сигнальных огней локомотивного светофора, положения устройств автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия, давления воздуха в тормозной системе (режима торможения) и состояния системы автоматического управления тормозами;
сигнализация о контролируемых скоростях.

По принципу действия скоростемеры разделяются на механические и электронные.

Механические скоростемеры оборудуются приводом, конструкция и монтаж которого должны обеспечивать передачу вращения от колеса локомотива к приводному валу скоростемера.
Электронные скоростемеры получают сигналы от датчиков, связанных с колесом, тормозной системой локомотива, с устройствами локомотивной сигнализации непрерывного действия и с рядом других устройств, влияющих на режимы движения локомотива.

Все локомотивы железных дорог России были оборудованы механическими локомотивными скоростемерами, которые с 1991 г, стали заменять комплексами средств сбора и регистрации данных КПД-3.

Общий вид скоростемера СЛ2: 1 — замок; 2 — крышка; 3 — ключ часов; 4 — лицевая стенка: 5 — корпус; 6 — ключ счетчика; 7 — индикатор давления; 8 — приводной вал; 9 — масленка; 10 — звонок

Скоростемер имеет чугунный корпус 5, в котором помещены все его механизмы. Лицевая стенка 4 имеет застекленное окно, через которое виден циферблат указателя скорости со шкалой на 150 км, циферблат часов и счетчик километров. В откидной крышке 2 также имеется застекленное окно, через которое видны диаграммная лента и механизм для записи на ней показаний скоростемера. Крышку запирают замком 1 и пломбируют. К нижней части корпуса прикреплен индикатор тормозного давления 7, а слева от него из корпуса выходит приводной вал 8, имеющий на конце отверстие под чек для соединения с приводом. Справа на лицевой стенке расположен ключ 3 для завода и перевода стрелок часов, на правой боковой стенке корпуса — ключ 6 для сброса на ноль показаний рейсового счетчика. Для смазки приводного вала служит масленка 9.

С 1991 г. механические локомотивные скоростемеры заменяются комплексами средств сбора и регистрации данных КПД-3, а с 1999 г. эти комплексы устанавливаются и на моторвагонном подвижном составе (МВПС). Комплекс средств сбора и регистрации данных о параметрах ведения поезда КПД-3 имеет много преимуществ перед механическими скоростемерами (увеличение количества регистрируемых данных о параметрах движения поезда, возможность автоматизированной расшифровки диаграммных лент, сохранение данных в модуле памяти, большая точность регистрируемых данных).

На базе КПД-3 возможно создать неразрушаемое устройство, способное сохранять модуль памяти КПД-3 при возникновении чрезвычайных ситуаций (пожар, крушение и т.п.), т.е. так называемый «черный ящик», который пока не был создан для механических скоростемеров.

В действующих инструкциях по эксплуатации локомотивных скоростемеров ЗСЛ-2М и комплекса средств сбора и регистрации данных КПД-3, утвержденных МПС РФ, ленты скоростемеров ЗСЛ-2М называются скоростемерными лентами, а ленты КПД-3 называются диаграммными.

Все локомотивные скоростемеры с 1981 года производятся на заводе ПАО «Электромеханика» города Пенза.

Историческая справка

Механические локомотивные скоростемеры эксплуатируются на подвижном составе железных дорог России уже более ста лет. Еще в 1895 г. на паровозах железных дорог России применялся измеритель скорости системы Гаусгельтера. В начале XX века на паровозах различных железных дорог России эксплуатировалось небольшое количество скоростемеров. В их числе были скоростемеры и русских изобретателей (например, скоростемеры Ливчака).

До создания в 1947 г, отечественного механического локомотивного скоростемера СЛ-1 на подвижном составе железных дорог эксплуатировали, в основном, скоростемеры системы Гаусгельтера и типа «Тейлок». Скоростемер Ливчака измерял и вычерчивал непрерывно на бумажном лиске скорость. После пробега 100 км машинист должен был изменять положение фиксирующих скорость штифтов, а через 200 км диск заменялся новым. После боксования паровоза машинист должен был изменять положение диска, чтобы начерченные на диске километры соответствовали действительному месту нахождения паровоза. Измеритель скорости системы Гаусгельтера является прототипом современных механических скоростемеров. Измерение скорости в этом скоростемере основано на суммировании движения двух взаимно перпендикулярных деталей. Вращение одной из них происходило с постоянной угловой скоростью, задаваемой часовым механизмом, а вращение другой — пропорционально скорости движения паровоза. Этот основополагающий принцип был использован во всех последующих системах скоростемеров (в том числе и в скоростемере СЛ-1). Самой существенной частью такого прибора является падающий барабан. Один оборот оси барабана совершается за 12 или 6 секунд. Высота подъема падающего барабана при максимальной скорости движения составляет 40 мм. По высоте поднятия барабана можно судить о скорости движения паровоза.

Инструкция по ремонту, уходу и учету работы скоростемеров Гаусгельтера (утверждена Народным Комиссариатом путей сообщения от 20.06.1936 г. за №T/666) свидетельствовала, что скоростемеры Гаусгельтера устанавливались на паровозах для контроля за следованием поездов и записывали на бумажной ленте следующие параметры:

скорость движения паровоза;
время следования паровоза в пути;
время стоянки паровоза на станциях;
остановки в пути и их продолжительность;
продолжительность маневров;
пройденный путь.

Отечественный серийный локомотивный механический скоростемер был спроектирован по заказу Министерства путей сообщения Проектно-конструкторским бюро «Главприбор» Министерства машиностроения и приборостроения и получил наименование СЛ (скоростемер локомотивный). Первые локомотивные скоростемеры были изготовлены заводом «Ленгазаппарат» в 1947 г. с наименованием СЛ-1 (скоростемер локомотивный тип первый). Скоростемеры имели циферблат с ромбовидными делениями шкалы скорости (с ценой деления 2 км/ч) и мечевидную стрелку скорости. У них не было регистраторов давления и направления движения и звонка. После испытаний этих скоростемеров на локомотивах в их конструкцию были внесены изменения. С учетом этих изменений в 1948 г. были изготовлены скоростемеры, получившие наименование СЛ-2. В них появились мембранный индикатор давления, регистратор направления движения и сигнальный звонок предельной скорости. В 1949 г. были изготовлены скоростемеры, в которых индикатор тормозного давления с сильфоном измерял давление в тормозной магистрали. В 1950 г. этот тип скоростемера прошел Государственные испытания, по результатам которых в его конструкцию были внесены дополнительные изменения (циферблат скорости стал с прямыми делениями, а цена деления шкалы скорости стала равна 5 км/ч; появилась узкая стрелка указателя скорости с противовесом).

Приказом Комитета мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР за № 280 от 28.10.1950 г. локомотивный скоростемер СЛ-2 был допущен к производству и зарегистрирован в Государственном Реестре под номером 596. Через десять лет эксплуатации в скоростемерах СЛ-2 сигнальный звонок предельной скорости заменили на сигнальную лампу максимальной скорости, которую позднее также перестали применять. В процессе эксплуатации скоростемер СЛ-2 многократно модернизировался. В его конструкции появилось контактно-регистрирующее устройство с двумя электромагнитами и соответствующими писцами, затем оно было модернизировано и выпущено с четырьмя электромагнитами и соответствующими писцами. Вначале контролировались три скорости, а затем четыре. При абсолютном контроле цепь питания катушки электромагнита электропневматического клапана (ЭПК) разрывается при скорости более 20 км/ч и красном огне локомотивного светофора; при скорости более 60—80 км/ч (на различных дорогах) и желтом с красным огне локомотивного светофора. При периодическом контроле цепь питания катушки ЭПК разрывается при скорости более 60 км/ч и желтом огне локомотивного светофора; при скорости более 10 км/ч и белом огне локомотивного светофора. Со временем перестали применять рейсовый счетчик километров. После всех этих модернизаций локомотивный скоростемер СЛ-2 стали именовать как СЛ-2М.

Наименования и содержание инструкций по эксплуатации локомотивных скоростемеров

Технические условия на локомотивные скоростемеры

К 1978 году были определены общие технические условия на локомотивные скоростемеры. Согласно ГОСТ 23213-78 локомотивные скоростемеры в зависимости от назначения должны были обозначаться: 1СЛ показывающие; 2СЛ — показывающие и сигнализирующие; ЗСЛ — показывающие, сигнализирующие и регистрирующие. Этим ГОСТом в зависимости от принципа действия скоростемеры делились на механические и электронные. Кроме того, ГОСТом локомотивных скоростемеров предусматривалась ведомственная поверка. В соответствии с этим ГОСТом ПКБ ЦТ МПС были разработаны и утверждены методические указания РД32 ЦТ21-89 по ведомственной поверке локомотивных скоростемеров. За пятидесятилетний срок эксплуатации локомотивных скоростемеров Главным управлением локомотивного хозяйства МПС 5 раз перерабатывалась и переиздавалась инструкция по эксплуатации локомотивных скоростемеров. Наименования и содержание этих инструкций отражают основные изменения и модернизации, которые претерпевали локомотивные скоростемеры с 1951 по 1998 гг.

Для пассажирских локомотивов в конце 70-х годов начали изготавливать скоростемеры со шкалой скорости до 220 км/ч, а позднее — со шкалой скорости до 225 км/ч, с различным масштабом записи скорости. В первом варианте (со шкалой скорости до 220 км/ч) 1 мм подъема писца скорости соответствует скорости 5,5 км/ч. Во втором варианте (со шкалой скорости до 225 км/ч) 1 мм подъема писца скорости соответствует скорости 5,625 км/ч (225; 40 = 5.625, где 40 мм — это максимальная высота подъема писца скорости). Скоростемеры со шкалой скорости до 220 км/ч были затем изъяты из употребления.

В дальнейшем наибольшее распространение получили механические локомотивные скоростемеры типа ЗСЛ-2М (цифра 3 означает, что скоростемер показывает, сигнализирует и регистрирует параметры движения локомотива, СЛ — скоростемер локомотивный; цифра 2 — вторая модель; М — модернизированный).

Механизм скоростемера

Кинематическая схема скоростемера СЛ2: 1 — коромысло; 2 — собачка; 3 — дисковые втулки; 4. 6 — конические шестерки; 5 — ось звонка; 7 — рычаг; 8 — храповик; 9 — ключ часов; 10 — червяк звонка; 11 — гайка: 12 — конические шестерни: 13 — поводок; 14 — шестерня; 15 — ось; 16 — фиксирующий ролик; 17 — шлицевый валик; 18 — сегмент; 19 — ось; 20 — ведущий ролик; 21 — горизонтальная ось: 22 — втулка; 23 — приводной вал; 24 — ведущая катушка; 25 — лентопротяжный валик; 26 — писец; 27 - валик; 28 — писец; 29 — зубчатая рейка: 30 — рейка; 31 — гофрированная трубка: 32 — корпус индикатора тормозного давления; 33 — сектор; 34 — писец; 35 — циферблат; 36 — ведущий валик; 37 — барабаны счетчика

Механизм скоростемера СЛ-2 состоит из следующих основных узлов:

приводного вала с реверсивным устройством,
измерителя скорости,
счетчика километров,
регистратора направления движения,
часового механизма,
индикатора тормозного давления,

Реверсивное устройство

Так как локомотив движется передним и задним ходом и приводной вал скоростемера вращается в обе стороны, для преобразования двустороннего вращения вала в одностороннее вращение механизмов служит реверсивное устройство. Одностороннее движение механизмов (кроме регистратора направления движения) необходимо потому, что измеритель скорости и диаграммная лента должны двигаться в одну сторону, счетчик километров должен только суммировать пройденный путь и т. д.

Реверсивное устройство состоит из двух свободно сидящих на приводном валу 23 конических шестерен 4 и 6, имеющих на ступицах храповые вырезы. На этом же валу жестко посажены дисковые втулки 3, к торцам которых закреплены собачки 2, прижатые пружинками к ступицам шестерен 4 и 6. При вращении приводного вала по часовой стрелке, соответствующем переднему ходу паровоза, нижняя коническая шестерня 4 зацепляется собачкой 2 нижней втулки 3, вращается вместе с приводным валом и сообщает вращение горизонтальной оси 21 скоростемера против часовой стрелки. Собачка 2 верхней втулки 3 в это время скользит по храповому вырезу Верхней конической шестерни 6. При вращении приводного вала против часовой стрелки, соответствующем заднему ходу паровоза, верхняя коническая шестерня 6 зацепляется собачкой 2 верхней втулки 3, вращается вместе с валом и сообщает вращение горизонтальной оси 21 также против часовой стрелки.

Измеритель скорости

Измеритель скорости: 1 — ведущая ось; 2 — шлицевой валик; 3 — сегмент; 4 — ведущий ролик; 5 — фиксирующий ролик; 6 — рейка с кольцевым поводком; 7 — зубчатое колесо оси стрелки; 8 — ось стрелки; 9 — рейка писца скорости; 10 — импульсное колесо хода часов; 11 — анкерная вилка; 12— коническая шестерня хода; 13 —баланс хода; 14 — спираль, 15 — зубчатое колесо, передающее энергию пружины подзавода

Измеритель скорости измеряет и дает показание средней скорости движения локомотива за каждую прошедшую секунду. Измеритель скорости является основным узлом скоростемера и состоит из:

сегментного устройства,
часового хода измерителя скорости;
механизма подзавода.

Сегментное устройство

Предназначено для измерения пройденного пути, а часовой механизм — для измерения времени. Совместная работа сегментного устройства и часового механизма обеспечивает измерение пройденного пути за секунду, т.е. измерение скорости движения локомотива. Механизм подзавода предназначен для передачи часовому ходу необходимого вращающего момента и при движении локомотива обеспечивает постоянную работу хода. Сегментное устройство состоит из вертикально расположенного шлицевого валика 2 с сегментами 3. Шлицевой валик выполнен с тремя продольными канавками — шлицами. По шлицевому валику, в обхват кромок шлицев, независимо один от другого перемешаются три сегмента, имеющие на наружной поверхности специальную нарезку. На горизонтальной оси расположен ведущий ролик 4, который также имеет специальную нарезку и постоянно находится в зацеплении с одним из сегментов. Ведущий ролик получает вращение от основной оси скоростемера, причем скорость его вращения пропорциональна скорости движения локомотива.

При вращении ведущего ролика сегмент, находящийся с ним в зацеплении, поднимается по вертикали. Максимальный подъем сегмента за одну секунду равен 40 мм, что соответствует 75 об/мин приводного вала скоростемера или скорости движения локомотива 150 км/ч. На верхнем конце шлицевого валика жестко посажена коническая шестерня, сцепляющаяся с шестерней часового хода 12. который обеспечивает постоянную скорость вращения шлицевого валика (1 оборот за 3 секунды). Под углом 120° к ведущему ролику расположен фиксирующий ролик 5, постоянно находящийся в зацеплении с одним из сегментов. В состоянии покоя сегменты находятся в крайнем нижнем положении и поддерживаются опорной шайбой. При вращении шлицевого валика вместе с ним вращаются сидящие на нем сегменты. За один оборот шлицевого валика сегменты будут занимать следующие положения. В первую секунду один из сегментов, находящийся в этот момент в зацеплении с ведущим роликом, поднимается на высоту, соответствующую средней скорости движения локомотива. За вторую секунду первый сегмент сцепляется с фиксирующим роликом и удерживается последним в поднятом положении, а ведущий ролик поднимает второй сегмент. В третью секунду первый сегмент выходит из зацепления с фиксирующим роликом и под действием собственного веса падает вниз, второй сегмент сцепляется с фиксирующим роликом, а третий сегмент поднимается ведущим роликом. В четвертую секунду начинается повторение цикла, т.е. в зацепление с ведущим роликом вступает первый сегмент, третий сегмент удерживается фиксирующим роликом в поднятом положении и т.д.

Для указания скорости движения локомотива на циферблате скоростемера имеется следующее устройство. На шлицевой валик надет специальный шарикоподшипник, прилегающий к верхним торцам сегментов. К поводку шарикоподшипника прикреплена зубчатая рейка 6, связанная с осью указателя скорости зубчатым колесам 7. На конце оси посажена стрелка указателя скорости. При подъеме сегмента последний поднимает шарикоподшипник с рейкой и, вращая колесо, сидящее на оси указателя скорости, поворачивает ось на угловую величину, соответствующую значению скорости в километрах в час. Рейка записи скорости получает движение от оси указателя скорости через систему зубчатых передач, что гарантирует соответствие регистрации налейте показаниям скорости по шкале циферблата скоростемера

Часовой ход

Часовой ход измерителя скорости предназначен для вращения шлицевого валика с постоянной скоростью и для обеспечения мгновенных переходов сегментов с ведущего на фиксирующий ролик Для регулирования скорости вращения валика служит часовой ход, баланс которого 3 имеет период колебании 0,333 с, что обеспечивает строго постоянную скорость вращения шлицевого валика с сегментами со скоростью 1 оборот за 3 секунды.

Часовой ход состоит из импульсного колеса 10, анкерной вилки и баланса 13, на оси которого имеются импульсная и предохранительная рольки, а также спираль 14.

Работа хода происходит следующим образом: Импульсное колесо под воздействием заводной пружины, стремясь повернуться, толкает анкерную вилку, которая своей хвостовой частью передает толчок (импульс) штифту, укрепленному на импульсной рольке баланса. Баланс, получив толчок, вращается и закручивает спираль При раскручивании спирали сила ее упругости заставляет баланс вращаться в обратном направлении и своим импульсным штифтом поворачивать анкерную вилку Последняя получает очередной толчок импульсного колеса и передает его балансу. Эти движения закономерно повторяются. Полное закручивание и раскручивание баланса во времени определяет период колебания последнего и, будучи величиной постоянной, характеризует данный ход. Для предохранения от произвольного поворота анкерной вилки служит предохранительная ролька. Вырез на предохранительной рольке строго сцентрирован с импульсным штифтом. Для ограничения величины западания палет анкерной вилки за зубья импульсного колеса служат ограничительные штифты, установленные на плате.

От обычных часовых механизмов часовой механизм измерителя скорости отличается следующим:

цикл его работы равен 3 секундам;
из 15 зубьев на импульсном колесе рабочими являются только 9 (еще три зуба вырезаны и три не участвуют в работе). Такая конструкция импульсного колеса необходима для получения больших проскоков в момент перехода сегментов с ведущего на фиксирующий ролик,
отсутствует угол притяжки благодаря наличию специальных скосов на палетах анкерной вилки, что необходимо для обеспечения самоспуска, т. е. начала работы хода без воздействия извне,
заводной механизм имеет постоянно заведенную пружину и периодически дополнительно подзаводится от основной оси скоростемера.

Механизм подзавода

Механизм подзавода 1 — ведущая ось, 2 — барабан, 3 — заводная пружины, 4 — «собачка внешняя, 5 — звездочка, 6 — храповое колесо 7 — зубчатое колесо, передающее энергию часовому механизму, 8 — штифт, 9 — «собачка крайняя 10— палец, 11 — блокировочная «собачка», 12 — пружина, 13 — колонка

Работает следующим образом: ось с жестко насаженной на нее звездочкой 5 приводится во вращение от приводного вала скоростемера Вместе со звездочкой во вращение приводится крайняя «собачка» 9, прижимаемая к звездочке пружиной 12. Крайняя «собачка» закреплена на колонке, укрепленной на плоскости храпового колеса Храповое колесо 6, в свою очередь, свободно посажено на ось.

При вращении оси приводится во вращение звездочка, поворачивающая крайнюю «собачку», а вместе с ней и храповое колесо, запираемое от самоспуска пружины внешней «собачкой» 4. Пружина механизма подзавода внешним зацепом укреплена к телу барабана. Внутренний зацеп пружины входит в прорезь ступицы храпового колеса. Пружина имеет предварительный завод на 1—3 оборота. При вращении колеса пружина дополнительно подзаводится на один оборот (рабочий завод). Подзавод продолжается до полного оборота звездочки, после чего звездочка расцепляется с крайней «собачкой». Для этого барабан на торцевой стороне несет палец 10, взаимодействующий с пальцем крайней «собачки», а храповое колесо несет блокировочную "собачку". Блокировочная «собачка» имеет вырез, которым она заходит в вырез в пальце.

При расцеплении звездочки и крайней "собачки" палец крайней "собачки" западает в вырез блокировочной «собачки», чем осуществляется блокировка, т.е. предотвращается случайное сцепление «собачки» со звездочкой. С этого момента пружина, раскручиваясь, приведет барабан во вращение, и, когда барабан повернется на один оборот, палец отожмет блокировочную «собачку» и освободит крайнюю «собачку», которая под действием пружины снова войдет в зацепление со звездочкой. Начинается новый цикл подзавода. Усилие пружины через барабан 2 передается на зубчатое колесо, приводящее во вращение пару конических зубчатых колес и шлицевой валик.

Счетчик километров

Счетчик километров имеет восемь барабанов 37, из которых пять левых служат для показания суммарного пробега паровоза, а три правых — для показания пробега за сутки, рейс или. смену. Барабаны приводятся во вращение от ведущего валика 36, связанного зубчатой и червячной передачами с главной осью измерителя скорости. На каждом барабане имеется по десяти цифр (от 0 до 9). Счетчик может показывать суммарный пробег до 99 999 км и рейсовый до 999 км. Когда показание счетчика суммарного пробега достигнет 99 999 км или рейсового счетчика— 999 км, счетчик автоматически перейдет на нуль и начнет новый отсчет. Показания рейсового счетчика можно в любой момент сбросить на нуль.

Регистратор направления движения

Регистратор направления движения на приводном валу имеет втулку 22 с фиксатором, которая при вращении вала по часовой стрелке неподвижна, а при вращении против часовой стрелки, что соответствует заднему ходу, вращается вместе с приводным валом. На торце втулки 22 расположен зуб, который при вращении втулки отводит палец коромысла 1 один раз при каждом обороте вала. Через систему рычагов колебание коромысла передается писцу 28, прочерчивающему в нижней части ленты зигзаги, которые сливаются в сплошную жирную линию (полосу).

Часовой механизм

Часовой механизм указывает время на циферблате скоростемера и регистрирует его на диаграммной ленте. Он действует независимо от остальных частей скоростемера и получает движение от пружины, которую заводят ключом 9.

Лентопротяжный механизм

Лентопротяжный механизм приводится в движение от главной оси измерителя скорости через зубчатую передачу и имеет лентопротяжный валик 25, ведущую катушку 24 и валик 27 ведущей катушки. Лентопротяжный валик имеет три ряда игл, при помощи которых протягивается диаграммная лента. Наколы игл показывают также пройденный путь в километрах.

Рулон ленты надет на валик 27, протягивается лентопротяжным валиком и наматывается на ведущую катушку. Ленту можно протягивать и от руки, что необходимо при заправке ее и при снятии для расшифровки; для этого под лентопротяжным валиком имеется храповое соединение.

Индикатор тормозного давления

представляет собой цилиндрический корпус 32, внутри которого помещена гофрированная трубка 31 с дном. Под действием давления воздуха на дно гофрированная трубка сжимается, а при понижении давления распрямляется. При помощи зубчатой рейки 29 и сектора 33 изменения высоты гофрированной трубки, связанные с изменением тормозного давления, передаются рычагу, который посажен на одном валике с сектором. К рычагу присоединена тяга, на конце которой укреплен писец 26, записывающий на ленте тормозное давление.

Модернизированный скоростемер СЛ-2М

Модернизированный скоростемер СЛ-2М отличается от скоростемера СЛ-2 тем, что на нем дополнительно установлено контактно-регистрирующее устройство, которое позволяет осуществлять периодическую проверку бдительности машиниста и регистрировать положение автостопа с АЛСН. Контактно-регистрирующее устройство соединяется с АЛСН при помощи штепсельной вилки и разъема. При помощи контактного устройства осуществляется автоматический контроль скорости при проследовании поездом путевого светофора с желтым и красным огнями (в установленном порядке) и появлении желтого с красным и красного огней на локомотивном светофоре, периодически проверяется бдительность машиниста при желтом (после достижения установленной скорости), желтом с красным и красном огнях локомотивного светофора, а также выключается контроль скорости и периодически проверяется бдительность машиниста, когда поезд останавливается или следует со скоростью при помощи кожуха. Регистрирующее устройство скоростемера СЛ-2М записывает на ленте положения АЛСН с автостопом. При помощи устройства осуществляется запись периодического нажатия машинистом на рукоятку бдительности, показание сигнальных огней локомотивного светофора, а также сигнализируется лампочкой максимально допустимая скорость движения локомотива. Оно установлено на накладке лентопротяжного механизма. На скоростемере СЛ-2М поставлен счетчик километров улучшенной конструкции.

Диаграммная лента

Диаграммная (скоростемерная) лента

Диаграммная лента имеет ширину около 80 мм, длину 12 м. Наматывают ее на полый патрон в виде отдельной катушки, которая рассчитана на запись 2400 км пути. На верхнем поле ленты через каждые 5 мм нанесены горизонтальные линии, на которых имеются цифры: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 для записи минут и 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24 — для регистрации часов. На верхнем поле также регистрируется положение автостопа (включен или выключен) и показания красного, желто-красного и белого огней светофора автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН). Нижнее поле ленты имеет горизонтальные линии, обозначенные цифрами 0, 10, 20, 30, 50,... до 150, по которым определяется скорость движения паровоза, записанная на ленте. На нижнем поле производится запись скорости, давления воздуха в тормозной магистрали, регистрация заднего хода и пройденного пути.

Ввиду того что при движении локомотива лента перемещается горизонтально, а писец — вертикально, запись минут на верхнем поле ленты происходит наклонными линиями. На стоянках, когда лента не движется, запись минут происходит вертикальными линиями, по длине которых определяют длительность стоянки. Через каждые 30 мин писец падает вниз, прочерчивая вертикальные линии. Скорость движения записывается кривыми линиями, что также является результатом горизонтального перемещения ленты и вертикального перемещения писца. Чем больше скорость движения, тем выше располагается кривая по отношению к нулевой линии, лежащей на линии нижних проколов. Расстояние между смежными проколами равно 5 мм, что соответствует 1 км пройденного пути. При давлении в тормозной магистрали 6 кг/см² писец на ленте прочерчивает горизонтальную линию на высоте 25 мм от линии скорости 50 км/ч. При торможении и, следовательно, падении давления в тормозной магистрали линия давления периодически опускается вниз и изображается в виде зигзагов. Запись торможения поезда на ленте сдвинута на 20 мм вправо относительно записи скорости и минут, при которых началось торможение. Точно так же сдвинута вправо на 20 мм запись заднего хода.

Расшифровка

Снятые с локомотива после поездки диаграммные ленты скоростемера подвергают расшифровке. Расшифровка лент позволяет определить режим ведения поезда машинистом и контролировать работу локомотива. Расшифровка и анализ скоростемерных лент дает возможность выявлять случаи превышения установленной скорости, проезда запрещенного путевого сигнала, проверять соблюдение установленных поперегонных времен хода и стоянок, правильность режима торможения и др. При расшифровке лент проверяют скорость движения поезда по перегонам, станциям, участкам с предупреждениями об ограничении скорости, правильность регистрации параметров АЛСН.

Погрешности скоростемера ЗСЛ-2М

При расшифровке скоростемерной ленты необходимо учитывать погрешности, которые могут иметь место при работе механического скоростемера. Некоторые погрешности допускаются инструкцией по эксплуатации и ремонту локомотивных скоростемеров. Отдельные могут возникать по причине некачественной регулировки при ремонте, небрежной заправки скоростемерной ленты, а также при износе деталей. При расследовании различных нарушений, которые произошли при движении поезда (локомотива), по данным скоростемерной ленты, когда необходимо более точно установить значения скорости, времени, расстояния, тормозного давления и других параметров, зафиксированных на ленте, необходимо учитывать все особенности данного локомотива и его скоростемера. Для этого нужно расшифровать скоростемерную ленту с учетом всех возможных погрешностей, которые могли каким-то образом исказить достоверность данных, зафиксированных на скоростемерной ленте.

Погрешности от износа бандажей колесных пар
Погрешности от неудовлетворительной работы лентопротяжного механизма
Погрешность измерителя скорости
Погрешность часового механизма
Погрешность индикатора тормозного давления
Погрешность регистратора направления движения
Погрешность сигнализации контролируемых скоростей
Погрешность от смещения писцов

Обслуживание скоростемера

Чтобы обеспечить нормальную эксплуатацию скоростемера, локомотивная бригада должна внимательно наблюдать за его работой и соблюдать правила обслуживания. Перед выездом локомотива под поезд скоростемер необходимо заправить лентой и отрегулировать писцы. Заправку и съемку скоростемерных лент производит машинист, при этом заправку производят в случаях, когда оставшаяся часть ленты недостаточна для обслуживаемого тягового плеча. Снимают скоростемерную ленту после каждой поездки и при смене бригад. Машинист должен ежедневно заводить часы скоростемера в одно и то же время. При заводе часов и переводе стрелок ключ следует вращать только по часовой стрелке. Часы скоростемера нужно сверять и устанавливать на правильное время, проверять наличие пломбы на крышке контактных устройств и на индикаторе тормозного давления.

В пути следования машинист обязан следить по скоростемеру за скоростью движения поезда, не превышать установленной на данном участке скорости и конструкционной скорости локомотива. При заправке скоростемерных лент писцы следует вывернуть, а затем после заправки их закрепить. Писцы нужно периодически зачищать мелкой наждачной бумагой, снимать заусеницы и закруглять острые кромки. На снятой ленте машинист должен записать или сообщить дежурному по депо и расшифровщику номер локомотива, дату, номер поезда и свою фамилию. Необходимо наблюдать за исправностью привода, креплением его на кронштейне, не допуская ослабления болтов, перекосов в соединениях; регулярно смазывать валик прибора, подвинчивать масленку, установленную на скоростемере на четверть оборота в сутки и заправлять ее маслом. Нужно следить за исправностью редуктора: при попадании воды в редуктор — спускать ее оттуда, а в зимнее время защищать его от замораживания. Не допускать погнутости пальца и кулисы редуктора. Если в пути следования будет обнаружено наматывание ленты на лентопротяжный барабан, заброс стрелки за деление 150 км, поломка скоростемера или его привода, следует привод скоростемера отключить на первой остановке. Нельзя вскрывать скоростемер и снимать ленту при чистке топки паровоза и наборе топлива. О всех обнаруженных в пути следования неисправностях скоростемера машинист обязан записать в журнал технического состояния локомотива или в книге ремонта.

Комплекс средств сбора и регистрации данных КПД-3

Назначение и устройство комплекса средств сбора и регистрации данных КПД-3

Комплекс средств сбора и регистрации данных КПД-3 (электронный скоростемер) обладает рядом преимуществ по сравнению с механическим локомотивным скоростемером. КПД-3 предназначен для:

• автоматизации сбора, обработки, отображения и регистрации информации о движении поезда на диаграммной ленте и в модуле памяти;

• измерения скорости движения поезда от нуля до 300 км/ч;

• измерения ускорения и замедления движения поезда с регистрацией замедления при проверке действия тормозов в пути следования (по вызову машиниста), что позволяет машинисту получать истинные данные о фактическом состоянии тормозов;

• измерения давления сжатого воздуха в тормозной системе поезда (в тормозной магистрали для локомотивов и в тормозных цилиндрах для моторвагонного подвижного состава) с точностью до 0,1 кгс/см²;

• фиксирования состояния всех сигналов АЛСН (зеленого, желтого, желтого с красным, красного, белого) и положения электропневматического клапана (ЭПК);

• регистрации времени хода и стоянок поезда, а также изменения направления движения поезда (откат назад более 3 м). В КПД-3 имеется возможность дополнения регистрируемых параметров.

Регистрация параметров осуществляется на металлизированной бумажной ленте и в модуле памяти (на техническом носителе). Модуль памяти — это энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство, которое позволяет не только автоматизировать послерейсовую расшифровку диаграммной ленты, но и сохранить данные по ведению поезда (создать так называемый «черный ящик», содержание которого можно использовать в случаях чрезвычайных событий — пожар, крушение и т.п.). Комплекс КПД-3 состоит из следующих модулей:

блок управления БУ-3/1 в составе блока управления БУ-3;
энергонезависимый модуль памяти (МПЭ);
узел питания модуля памяти (УПМП):
два блока индикации БИ-2;
блок регистрации БР-2;
блок питания локомотивный (БПЛ);
измерительный преобразователь САПФИР-22ДИ;
два датчика угла поворота (ДУП) типа Л178/1;
соединительная панель ПС.

Технические характеристики КПД-3 следующие:

— диапазон измерения скорости от нуля до 300 км/ч; — погрешность измерения скорости ±0,3% от верхнего преде¬ла измерений, т.е. ±0,9 км/ч;

— допустимая погрешность регистрации скорости ±0.8 %, т.е. ±2,4 км/ч;

— погрешность сигнализации превышения заданных скоростей не более ±1 км/ч;

— допустимая погрешность измерения изменения ускорения не более ±0,02 м/с²;

— диапазон регистрации давления от нуля до 10 кгс/см2 (или 0—980 кПа);

— допустимая погрешность регистрации пройденного пути не более 0,1 км на каждые 20 км.

Технические характеристики КПД-3, отражающие движение локомотива, будут соответствовать приведенным выше, если погрешность задания диаметра бандажа колесных пар будет не более ±0,5 мм. Блоки индикации БИ-2 служат для отображения в цифровой форме параметров движения локомотива, они выполнены на полупроводниковых индикаторах и микросхемах.

На лицевой панели БИ-2 расположены:

— индикатор скорости и дополнительный индикатор;

— клавиатура, позволяющая задавать режим работы блоку управления, вводить в него данные о диаметре колесных пар, текущем времени и тл., а также вызывать на дополнительный индикатор различную информацию (высвечивается значение ускорения);

— кнопка регулирования яркости свечения индикаторов.

Блок регистрации БР-2 служит для графической записи на диаграммную ленту параметров движения локомотива. БР-2 регистрирует принимаемую от БУ-3 информацию на электроэрозионной (ЭРБ-1) или металлизированной (МБ-1) бумаге. Регистрация выполняется двумя писцами, перемещающимися перпендикулярно направлению движения бумажной ленты шаговым двигателем. За процессом регистрации данных можно наблюдать в застекленное окно, расположенное в крышке блока регистрации БР-2.

Блок управления БУ-3 обрабатывает сигналы, поступающие от датчиков и систем АЛСН, вычисляет величины скорости, ускорения и давления, вводит информацию во внешние устройства индикации и регистрации. Кроме того, этот блок формирует сигналы превышения заданных скоростей, регистрирует общий пробег локомотива и направляет информацию для запоминания в энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство. Блок управления БУ-3 построен на базе микропроцессоров и микросхем. Электронная часть блока размещена в радиаторном корпусе (для лучшей теплоотдачи).

На верхней крышке корпуса имеется кнопка включения режима обслуживания. Блок БУ-3 обеспечивает сбор информации, поступающей от датчиков типа Л178. САПФИР-22ДИ и систем АЛСН, обработку этой информации и выдачу результатов обработки с цепи сигнализации, в БИ-2 и БР-2, а также на верхний уровень управления. В нем для обе¬печения требований надежности и безопасности предусмотрены программные аппаратные средства тестирования и контроля,

В БУ-3/1 имеется энергонезависимый модуль памяти (МПЭ). подключенный через узел литания модуля памяти. МПЭ осуществляет прием и хранение информации, поступающей от БУ-3/1, а так¬же выдачу этой информации на пульт хранения и ввода данных авто-матизированного рабочего места расшифровщика.

Модуль памяти МПЭ выполнен в виде отдельного съемного блока, в котором информация о поездке сохраняется в течение 24 часов после отключения питания. МПЭ регистрирует информацию дискретно:

скорость — через 1 км/ч;
давление — через 0,1 кгс/см²;
текущее время — через 1 с;
перемещение локомотива (расстояние вдоль пути от начальной точки движения до текущей) — через 0,01 км;
пройденный путь — через 0,01 км.

Кроме того, МПЭ регистрируется информация:

— о коде рельсовой цели в период кодирования;

— о состоянии сигналов АЛСН;

— о направлении движения локомотива;

— о кабине, иэ которой осуществляется управление;

— о положении крана машиниста;

— о величине отрицательного ускорения (по запросу);

— о состоянии других необходимых двухпозиционных сигналов.

Согласно техническим условиям изготовителя МПЭ допускает до 5000 циклов перезаписи. При отсутствии питания МПЭ и температуре ниже -30 *С установленное время хранения информации не гарантируется.

Датчик угла поворота (ДУП) типа Л178/1 преобразует углы поворота оси колесной пары в дискретные электрические сигналы, используемые в измерительных системах, контролирующих направление движения, пройденный путь и ускорение подвижного состава железнодорожного транспорта при скорости движения до 300 км/ч. Преобразователь измерительный типа САПФИР-22ДИ служит для преобразования давления воздуха в стандартный токовый сигнал. Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства, конструктивно соединенных в единое целое. Измерительный блок преобразует деформацию чувствительного элемента, вызываемую давлением поступающего воздуха, в изменение электрического сопротивления. Электронное устройство преобразует это изменение в токовый сигнал. Технические данные: верхний предел измерения 10 кгс/см²; предел допускаемой основной погрешности 0,5 %.

Блок питания локомотивный (БПЛ) преобразует напряжение цепей управления локомотивом в напряжение питания модулей комплекса КПД-3.

Диаграммная лента КПД-3

Диаграммная лента КПД-3 предназначена для регистрации различных параметров движения. Лента, находящаяся в настоящее время в эксплуатации, изготовлена из металлизированной бумаги (проходила опытную проверку и лента, изготовленная из пленки), имеет ширину 8О±0,5 мм. Запись на ленте производится электроэрозионным способом — разрушение металлического покрытия бумажной полосы электрической искрой. Диаграммная лента представляет собой чистую полосу металлизированной бумаги, намотанной на полый бумажный патрон в виде отдельного рулона. Все отметки, линии, метки, облегчающие расшифровку записей на диаграммной ленте, производятся комплексом КПД- 3 в процессе его работы. Печатная строка расположена поперек диаграммной ленты и состоит из 144 позиций, в каждой из которых либо печатается точка, либо эта позиция остается пустой. Для регистрации параметров используется 71,5 мм от общей ширины диаграммной ленты. Печатная строка состоит из 144 позиций, которые можно представить как бы прямыми параллельными линиями, проходящими вдоль всей диаграммной ленты. Следовательно, между первой и 144-й позициями будут находиться 143 интервала, а запись ведется на поле ленты шириной 71,5 мм. Обозначим интервал между соседними позициями (условными линиями) буквой а, тогда а = 71,5 мм : 143 = 0,5 мм. Зная номера позиций и границу записей различных параметров, на диаграммной ленте можно определить место записи каждого параметра.

Комплексы типа КПД-3 заправляют диаграммной лентой, предварительно не размеченной, т.е, не имеющей километровых и минутных линий и оцифровки этих линий. В процессе работы КПД-3 наносит на диаграммную ленту пунктирные линии, метки, позволяющие определять значения параметров движения при расшифровке ленты. Метки и линии на диаграммной ленте одновременно служат для нанесения на ленту определенных значений скорости, давления сжатого воздуха в тормозной системе, времени, работы устройств АЛСН и т.п. Расшифровать данные, записанные на диаграммной ленте, можно без шаблона.

Размещение параметров движения на диаграммной ленте КПД-3 напоминает размещение записей на ленте ЗСЛ-2М. В нижней части диаграммной ленты регистрируется величина скорости движения, затем тормозное давление, над ним параметры работы АЛСН и время. Только изменение направления движения фиксируется в верхней части диаграммной ленты, а не в нижней части ленты, как на ЗСЛ-2М.

Литература

Вепневич Л.Е. Локомотивные скоростемеры и расшифровки скоростсмерных и диаграммных лент: Учеб, пособие для учащихся образователыи учреждений железнодорожного транспорта, осуществляющих начальную профессиональную подготовку - М.: УМК МПС России. 2OO2.-272 с.

ГОСТ 23213-84 Скоростемеры локомотивные. Общие технические условия (с Изменением N 1)