В целях обеспечения безопасности движения поездов паровозы оборудуют скоростемерами. В пути следования по нему машинист следит за скоростью поезда, не допуская ее превышения при соблюдении графика движения, а также при маневровых передвижениях. Локомотивный скоростемер типа СЛ-2М показывает скорость движения локомотива, время в часах и минутах, количество пройденных километров (пробег локомотива) за рейс и суммарный до 100 тыс. км. Одновременно на диаграммной ленте осуществляются следующие записи: скорость движения локомотива; пробег в километрах; длительность пробега локомотива, остановки продолжительностью до 24 ч; направление движения локомотива (передний или задний ход); режим движения и торможение поезда. Кроме того, на диаграммной ленте записывается положение автоматической локомотивной сигнализации с автостопом АЛСН (включенное или выключенное) и показание сигнальных огней локомотивного светофора (зеленого, желтого, желтого огня с красным).

Рис. 165. Скоростемер СЛ-2М: 1 — корпус; 2 — откидная крышка; 3 — ключ для завода часов; 4 — передняя стенка; 5 — ключ счетчика; 6 — регистратор тормозного давления; 7 — приводной вал; 8 — масленка; 5 — звонок предельной скорости; 10 - замок

Скоростемер СЛ-2М измеряет и записывает скорость движения локомотива от 0 до 150 км/ч с точностью ±2 км/ч и состоит из приводного вала 7 (рис. 165), масленки 8, чугунного корпуса 1, звонка максимальной скорости 9, откидной крышки 2, регистрирующего механизма, замка 10, ключа 3 завода часов, а также циферблата со стрелками, счетчика километров, индикатора тормозного давления и соединительной гайки. С помощью приводного вала 7 к механизму скоростемера передается вращательный момент от колесной пары через редуктор и привод. Передача вращения от колеса к редуктору осуществляется посредством пальца, ввернутого на резьбе в торец ступицы колеса. Палец соединяется с вилкой, укрепленной на валу редуктора.

Обратному направлению (заднему ходу) локомотива соответствует вращение приводного вала (против часовой стрелки).

Кинематическая схема измерителя скорости показана на рис. 166, а. Измеритель скорости является основным узлом скоростемера. Назначение измерителя скорости состоит в том, чтобы фиксировать и давать показания средней скорости движения локомотива за каждую секунду. Измеритель (рис. 166, а) состоит из сегментного устройства, часового механизма и механизма подзавода. С помощью сегментного устройства обеспечивается измерение пройденного пути, а с помощью часового механизма измерение времени. Совместная работа этих двух узлов обеспечивает фиксацию скорости движения локомотива. Механизм подзавода передает часовому механизму необходимый вращающий момент.

Сегментное устройство состоит из вертикального шлицевого валика 2 с тремя канавками, по нему могут перемещаться три сегмента 3, имеющие на наружной поверхности нарезку для зацепления с ведущим валиком 4 и фиксирующим роликом 7.

Ведущий валик 4, насаженный на горизонтальную ось, постоянно находится в зацеплении с одним из сегментов 3 и получает вращение от основной оси / прибора и через шестерню 5 зубчатой передачи. Частота вращения валика пропорциональна скорости движения локомотива. При вращении ведущего валика сегмент, находящийся с ним в зацеплении, поднимается по вертикали. За 1 с сегмент поднимется на 40 мм. Это соответствует частоте  вращения приводного вала скоростемера 75 об/мин при скорости движения локомотива 150 км/ч.

Коническая шестерня 10, которая зацеплена с шестерней часового механизма 9, расположена в верхнем конце шлицевого валика. Она обеспечивает постоянную частоту вращения шлицевого валика (1 оборот за 3 с). Фиксирующий ролик 7 расположен под углом 120° к ведущему валику 4 и постоянно находится в зацеплении с одним из сегментов. С помощью опорной шайбы сегменты в состоянии покоя поддерживаются в крайнем нижнем положении. При вращении шлицевого валика 2 вместе с ним вращаются и установленные на нем сегменты. За каждый оборот шлицевого валика сегменты занимают следующие положения: ведущий валик 4, находящийся в зацеплении с одним из сегментов, в первую секунду поднимает его на высоту, соответствующую средней скорости движения локомотива. Первый сегмент за вторую секунду сцепляется с фиксирующим роликом 7, который удерживает его в поднятом положении, а в это время ведущий валик 4 поднимает второй сегмент. Первый сегмент в третью секунду выходит из зацепления с фиксирующим роликом и под действием собственной массы падает вниз. В это время второй сегмент сцепляется с фиксирующим роликом, а третий сегмент ведущим валиком поднимается вверх. Этот цикл начинает повторяться в четвертую секунду.

Рис. 166 а. Кинематическая схема измерителя скорости скоростемера : 1 — основная ось; 2 — шлицевой валик; 3 —сегмент; 4 - ведущий валнк; 5 — шестерня основной оси; 6 — ось ведущего валика; 7 — фиксирующий ролик: 8 — ось шлице кого валика; 9, 10 - конические шестерни; 11— поводок; 12— зубчатая рейка; 13, 16, 17 —шестерни; 14 — ось указателя скорости; 15 — писец скорости; 18 — рейка указателя скорости; 19— импульсное колесо. 20 — анкерная вилка; 21 — баланс; 22 - заводная пружина

Измерение скорости движения локомотива обеспечивается следующим образом. Сверху на шлицевой валик надет специальный поводок 17, который прилегает к верхним торцам сегментов. К поводку прикреплена зубчатая рейка 12, которая зацепляется с зубчатым колесом 13, установленным на оси 14 указателя скорости. На другом конце оси укреплена стрелка указателя скорости.

При очередном подъеме сегмент поднимает поводок с рейкой, тем самым вращая зубчатое колесо указателя скорости, установленное в конце оси. При этом обеспечивается вращение оси 14 на угловую величину, которая соответствует скорости в километрах в 1 ч. Одновременно с этим рейка записи скорости 18 с писцом 15 получает перемещение от оси указателя скорости через систему зубчатых передач, что обеспечивает регистрацию на ленте соответствующей скорости движения локомотива.

Часовой механизм измерителя обеспечивает регулирование частоты вращения шлицевого валика.

Часовой механизм состоит из импульсного колеса 19, анкерной вилки 20 и баланса 21, на котором имеется заводная пружина 22. Механизм измерителя скорости по сравнению с обычным часовым механизмом имеет следующие особенности:

цикл работы часового механизма скорости равен 3 с; импульсное колесо имеет 15 зубьев и обеспечивает переход сегментов с ведущего валика на зацепление с фиксирующим роликом; наличие специальных скосов на палетах анкерной вилки обеспечивает начало работы механизма без воздействия извне; механизм имеет постоянно заведенную пружину, а также возможность периодически подзаводиться от основной оси прибора.

Регистратор направления движения служит для записи на ленте скоростемера обратного направления движения локомотива. Втулка, установленная на приводном валу, вращается вместе с валом при его вращении против часовой стрелки. При вращении вала по часовой стрелке втулка остается неподвижной, что обеспечивается фиксатором, зуб которого входит в паз вала при заднем ходе локомотива.

Счетчик километров скоростемера предназначен для отсчета суммарного и рейсового пробега локомотива и состоит из восьми цифровых барабанов.

Часовой механизм предназначен для показания времени по циферблату и его регистрации на ленте скоростемера. Запись времени на ней производится как в пути следования, так и на стоянках локомотива. Механизм часов работает самостоятельно независимо от других узлов скоростемера.

Регистрирующий механизм скоростемера расположен в верхней его части и состоит из лентопротяжного и записывающего механизмов.

Лентопротяжный механизм приводится в движение от основной оси скоростемера через систему передач. Запись на ленте производится латунными писцами диаметром 0,8 мм. Скорость лентопротяжного валика строго соответствует скорости движения локо-

мотива. Для протягивания диаграммной ленты на валике имеется три ряда наколов, которые показывают пройденный локомотивом путь в километрах.

Индикатор тормозного давления служит для измерения и регистрации на ленте скоростемера изменения давления воздуха в тормозной магистрали.

Индикатор состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого размещается сильфон, который сжимается под давлением воздуха, поступающего из тормозной магистрали, в результате чего дно сильфона перемещает жестко связанную с ним рейку, которая с помощью рычагов связана с писцом.

В зависимости от характера торможения краном машиниста (ступенчатое, служебное или экстренное) осуществляется запись на ленте скоростемера изменения давления, на основании которой легко определяют характер торможения.

Из изложенного следует, что принцип работы скоростемера заключается в работе трех основных узлов: измерителя скорости, часового механизма и регулятора давления, которые кинематически между собой не связаны.

Для периодической проверки бдительности машиниста и контроля скорости на локомотивах, оборудованных автоматической локомотивной сигнализацией непрерывного типа (АЛСН), а также для записи положения автостопа с АЛСН (включенного или выключенного), периодического нажатия рукоятки бдительности и показаний сигнальных огней локомотивного светофора на скоростемере СЛ-2М установлено контактно-регистрирующее устройство. Это устройство предназначено для автоматического контроля скорости при проследовании локомотивом путевого светофора с желтым и красным огнями, а также появлении желтого огня с красным и красного огня на локомотивном светофоре и периодической проверки бдительности машиниста.

Рис. 166 б. Фрагмент записи на диаграммной ленте скоростемера

Расшифровка записей на скоростемерной ленте паровоза. Верхнее поле диаграммной ленты (см. рис. 166,б) скоростемера шириной 30 мм имеет разлиновку через каждые 5 мм с цифрами 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 для записи времени в минутах. На этих же линиях помещены цифры 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24 для регистрации времени в часах. Масштаб записи времени 1 мм = 1 мин.

При стоянке паровоза лента не передвигается, поэтому минутный писец пишет на ленте вертикальную линию, поднимаясь за каждую минуту на 1 мм. Во время движения паровоза лента передвигается, в результате чего при одновременном перемещении вертикально писца времени и горизонтального перемещения ленты запись времени в минутах производится по наклонной линии. Наклон этой линии будет под разным углом в зависимости от скорости перемещения ленты, т. е. в зависимости от скорости передвижения паровоза.

Каждые полчаса минутный писец поднимается на 30 мм по вертикали и после этого опускается вниз в исходное положение, прочерчивая на ленте вертикальную линию. Также по вертикали производится и накол времени в часах. Расстояние между двумя соседними наколами по вертикали составляет 1,25 мм. Наколы времени в часах располагаются влево от получасового спада минутной записи на расстоянии 6 мм.

На верхнем поле ленты регистрируется положение автостопа (включенное или выключенное) и показания огней локомотивного светофора (красного, желто-красного, желтого). Нижнее поле служит для записи скорости, давления воздуха в тормозном цилиндре, регистрации заднего хода и регистрации пройденного пути.

Ширина нижнего поля диаграммной ленты составляет 40 мм и разделена горизонтальными линиями, на которых поставлены цифры 0, 10, 20, 30 и так далее до 150. По этим линиям определяется скорость движения поезда, которая записана на ленте. При записи скорости складываются два направления движения: движение ленты по горизонтали и движение писца по вертикали. Таким образом, запись скорости на ленте получается в виде кривой, причем чем больше скорость паровоза, тем выше располагается кривая скорости относительно нулевой линии (линии нижних наколов).

Для определения скорости движения поезда на данном участке пути необходимо измерить высоту кривой скорости относительно нулевой точки записи скорости, которая соответствует нижним наколам для отсчета пройденных поездом километров.

Во время работы скоростемера лента протягивается лентопротяжным барабаном, на котором имеются три пояса игл. Иглы захватывают ленту, протягивают ее и оставляют на ленте наколы в нижней, средней и верхней ее частях. Расстояние между двумя смежными наколами равно 5 мм, что соответствует 1 км пути, пройденного паровозом. По количеству километровых наколов определяется путь.

Писцы скорости и времени расположены на одной вертикали. В средней части поля записи скорости отмечается давление воздуха в тормозном цилиндре. Если давление воздуха в тормозном цилиндре равно нулю, то писец, записывающий это давление, будет находиться на линии скорости, равной 50 км/ч, что соответствует записи на линии нулевого давления.

Если машинист применяет режим торможения, то в тормозном цилиндре повышается давление, и писец ее записи при неподвижной ленте, когда поезд стоит, начертит на ленте вертикальную линию.

При движении поезда, если машинист применит тормоза, на ленте это будет отмечено зигзагообразной линией, показывающей режим торможения, который выполнил машинист. По величине зигзагов можно определить, какое было произведено торможение (экстренное, служебное, ступенчатое).

Запись торможения на ленте сдвинута на 20 мм вправо от места записи скорости и соответствующего времени.

Регулировка пружин сильфона регистратора давления на стенде производится по подъему писца на 25 мм от нулевой линии давления воздуха в тормозном цилиндре (линия скорости 50 км/ч) при давлении 0,5 МПа. Подъем писца на 25 мм при давлении в тормозном цилиндре 0,5 МПа определяет среднюю величину масштаба давления: 1 мм соответствует давлению 0,02 МПа. В действительности примерный масштаб записи давления воздуха в тормозном цилиндре с учетом изменения жесткости пружины соответствует следующим величинам:

0,05 МПа — 1,5 мм; 0,1 МПА — 4,0 мм; 0,2 МПа — 10 мм;

0,3 МПа — 15 мм; 0,4 МПа — 20 мм; 0,5 МПа — 25 мм.

Регистрация на ленте скоростемера параметров АЛСН. Линии записи включенного положения автостопа, красного, желто-красного и желтого огней располагаются на верхнем поле скоростемер-ной ленты и накладываются на линию записи времени.

До включения в действие устройств АЛСН, когда поезд находится в движении, лента передвигается и писцы регистрации положения автостопа, красного, желто-красного и желтого огней локомотивного светофора осуществляют запись соответственно выключенного положения автостопа и негорящих огней локомотивного светофора в виде прямых горизонтальных линий, смещенных в верхнем положении. В момент включения ЭПК становится под напряжение электромагнит, соответствующий огню локомотивного светофора и перемещающий связанный с ним писец на 2— 2,8 мм вниз по вертикали.

При движении паровоза лента скоростемера передвигается и писец прочерчивает на ней смещенную вниз прямую горизонтальную линию до тех пор, пока электромагнит будет находиться под напряжением.

Для определения скорости движения поезда в любой момент горения красного или желто-красного огней локомотивного светофора необходимо на ленте от места, для которого определяется скорость, отложить в левую сторону 20 мм и на кривой скорости определить искомую скорость. Для определения места и скорости движения в момент срабатывания или выключения ЭПК необходимо на линии от места смещения записи отложить влево 42,5 мм и определить необходимые данные на линии записи скорости. Для определения скорости движения поезда в момент горения желтого огня на локомотивном светофоре необходимо на ленте от места записи, для которого определяется скорость, отложить вправо 27 мм и на кривой скорости найти ее величину.

При использовании в схеме скоростемера устройств АЛСН он не только указывает скорость движения, но также переключает электрические цепи в зависимости от скорости следования и сигнальных показаний, вызывая тем самым звучание свистка ЭПК, а в отдельных случаях и действие автостопа.

Использование скоростемера в схеме АЛСН является значительным и необходимым условием, повышающим безопасность движения поездов.

Источник [2]