PRĘDKOŚCIOMIERZE W KOLEJOWYCH POJAZDACH TRAKCYJNYCH

ORAZ REJESTRACJA PARAMETRÓW NA TAŚMIE

W celu wiernego odtwarzania szczegółów i potwierdzenia, np. prawidłowego
prowadzenia pociągu oraz kontroli pracy maszynisty stosuje się w pojazdach
trakcyjnych urządzenia zwane prędkościomierzami.

Prędkościomierze są to urządzenia pomiarowe typu wskazującego i wskazująco –
rejestrującego o wysokim stopniu dokładności wskazań i rejestrowanych
parametrów. Prędkościomierze ze względu na rodzaj napędu dzielimy na:

1. Prędkościomierze z napędem mechanicznym
2. Prędkościomierze z napędem elektrycznym

Prędkościomierz wskazująco-rejestrujący RT9 Prędkościomierz wskazujący A16

Prędkościomierze z napędem mechanicznym mogą dokonywać wskazań i rejestracji
mierzonych parametrów przez zastosowanie w samym prędkościomierzu:

1. Rozwiązań mechanicznych (np. firmy Hasler RT9 i RT935)
2. Rozwiązań mechanicznych z dodatkowymi elektromagnesami (np. firmy Hasler

RT9, RT935, A16 oraz radzieckie SŁ-2M)

3. Rozwiązań elektrycznych (firmy Deuta-Werke WR7, WR2 i WW10)

Pomiar prędkości dokonywany przez prędkościomierze nie może podlegać żadnym
wpływom ubocznym w całym zakresie pomiarowym. Czas pomiaru wynosi 1 sekundę,
a więc każda zmiana prędkości pojazdu jest natychmiast sygnalizowana przez
wskaźnik prędkościomierza. Pomiar jest możliwy w obu kierunkach jazdy pojazdu

przez zastosowanie w mechanizmie pomiarowym lub na osi zestawu kołowego
specjalnego układu kół zębatych.

W każdym pojeździe jednokabinowym (np. lokomotywa spalinowa serii SM42) stosuje
się tylko jeden prędkościomierz wskazująco-rejestrujący, natomiast w pojazdach
dwukabinowych jakie występują w trakcji elektrycznej i spalinowej stosowane są z
zasady dwa prędkościomierze, w kabinie A – prędkościomierz wskazująco-
rejestrujący, a w kabinie B – tylko prędkościomierz wskazujący. Ten ostatni jest
przystosowany jedynie do wskazań określonej prędkości, co czyni go tańszym od
rejestrującego.

Spośród typów prędkościomierzy stosowanych do tej pory w PKP najbardziej
wielostronnymi pod względem konstrukcji, a jednocześnie bardzo precyzyjnymi i
odpornymi na trudne warunki kolejowe są prędkościomierze firmy Hasler-Bern.
Pomiar i rejestracja prędkości, ciśnienia w cylindrze hamulcowym lub obniżania
ciśnienia w przewodzie hamulcowym, a także zapewnienia jednokierunkowego
działania wskaźnika prędkości mimo jazdy w obu kierunkach wymaga zastosowania
skomplikowanych konstrukcji zegarowych.

W pojazdach trakcji elektrycznej i spalinowej – dwukabinowych zastosowanie miały w
przeważającej większości prędkościomierze wskazująco-rejestrujące RT9 (dawne
oznaczenie RT935) oraz wskazujące A16 (dawne oznaczenie A1637).
Prędkościomierze tych typów z napędem mechanicznym były dostarczane, za
niewielkimi wyjątkami, do wszystkich zespołów trakcyjnych i kilkunastu lokomotyw
małych serii, natomiast z napędem elektrycznym dla podstawowych serii lokomotyw
elektrycznych i spalinowych.

Prędkościomierze były instalowane na ścianie stanowiska maszynisty w ten sposób
aby prowadzący pojazd trakcyjny, bez trudu i wychlania się mógł obserwować stale
wskazania prędkościomierza (prędkość i czas). Dążyło się do tego, aby
prędkościomierz był instalowany na wysokości oczu siedzącego maszynisty, co
umożliwiało mu bez odwracania głowy obserwację prędkości jazdy oraz
najważniejsze aparaty (wskaźniki) na pulpicie, których wskazania mają podstawowe
znaczenie dla właściwego prowadzenia pociągu.

Prędkościomierz wskazująco-rejestrujący RT9 (dawniej RT935)

Prędkościomierz tego typu posiada napęd mechaniczny oraz napęd elektryczny. W
obu przypadkach rozwiązanie mechanizmów wewnętrznych samego
prędkościomierza zasadniczo nie różni się z wyjątkiem niewielkich zmian
polegających na zastosowaniu w nowych typach dodatkowych elektromagnesów do
rejestracji działania urządzeń samoczynnego hamowania pociągu (SHP), urządzeń
czuwakowych (w późniejszym czasie czuwaka aktywnego – C.A.) oraz jazdy pod
prądem lub bez prądu.

Całą konstrukcję prędkościomierza, poza obudową, (wyłączając z tego rodzaj
napędu) można podzielić na następujące współpracujące ze sobą i wzajemnie od
siebie uzależnione mechanizmy:

1. Napędowy
2. Posuwu taśmy
3. Pomiarowy
4. Zegarowy
5. Pomiaru ciśnienia lub podciśnienia
6. Urządzeń wskazujących

Mechanizm napędowy prędkościomierza może być napędzany przez
przeniesienie momentu obrotowego z zestawu kołowego lub silnik elektryczny
zamocowany pod skrzynką prędkościomierza. Do mechanicznego przeniesienia
momentu obrotowego służy odpowiednie urządzenie zamontowane pod skrzynką
prędkościomierza. Składa się ono z przekładni zębatej w aluminiowej obudowie oraz
wałka lub sprężystej linki, napędzanych przez zestaw kołowy.

Mechanizm posuwu taśmy stanowi odrębną całość i znajduje się w oddzielnym
pomieszczeniu ponieważ dostęp do taśmy musi mieć maszynista w celu zakładania i
zdejmowania taśmy. Konstrukcja mechanizmu posuwu taśmy wykonana jest z
aluminium. Składa się na to układ wspierający oraz rolki prowadzące taśmę. Rolka
napędowa jest dzielona, co umożliwia zdjęcie taśmy po jej wykorzystaniu. U dołu
rolki napędowej znajdują się trzy kółka zębate: przy czym jedno z kółek jest
względem drugiego osadzone obrotowo, a trzecie znajdujące się między nimi i
sprzęgnięte z dolnym jest zabierane przez zapadkę podczas jazdy. Koło obraca się
tylko w jednym kierunku ponieważ zapadka na nim zamocowana ślizgając się nie
stwarza w tym kierunku oporu. Dzieje się to wówczas gdy pojazd stoi, a ruch
mechanizmu napędowego taśmy jest powodowany przez naciągniętą sprężynę
zegarową. Odwrotnie jest podczas jazdy. Specjalne urządzenie zwane nawrotnikiem
powoduje poślizg kółka napędowego sprężyną mechanizmu zegarowego, a
wymieniona wyżej zapadka zahacza i powoduje obrót rolki napędowej taśmy. Druga
rolka prowadząca taśmę tzw. Walec transportowy posiada na całym obwodzie w
górnej i dolnej części gwieździście rozstawione igły nakłuwające taśmę i
przesuwające ją jednocześnie do przodu. Szpilki znajdujące się w górnej i dolnej
części rolki nakłuwając taśmę pozostawiają ślad, co 2,5 mm, równa się to podczas
jazdy odległości ½ km przebytej drogi, a podczas postoju odległość ta wyznacza
poza wykresem czas postoju 30 minut.

Urządzenie napędu prędkościomierza

1- obudowa, 2- wałek napędowy, 3 – skrzydełka, 4 –
tulejka do wałka, 5 – śrubka, 6 – koło zębate, 7 – wirnik
przekładni zębatej, 8 – łożysko kulkowe, 9 – kółko zębate,
10 – górna ośka, 11- denko, 12 – koniec górnej ośki, 13 –
śruby mocujące korpus

Podczas jazdy moment obrotowy przenoszony jest na mechanizm posuwu taśmy
przez stożkowe kółka zębate zamontowane na ściance obudowy mechanizmu
posuwu taśmy, a dalej przez odpowiednie kółka zębate mechanizmu pomiarowego
na przystawkę łożyska posuwu taśmy złożoną z dużego koła zębatego i przekładni
ślimakowej, zakończoną kołem zębatym. Podczas postoju natomiast rolka
napędzająca otrzymuje napęd od sprężyny zegarowej umieszczonej w bębnie
głównym, na którego powierzchni znajduje się głównie kółko zębate. Siła naciągu
sprężyny uruchamia przez przekładnie i kółka stożkowe nawrotnik przenoszący
obroty już bezpośrednio na rolkę napędowa taśmy. Obroty mechanizmu przesuwu
taśmy są tak dobrane, że podczas jazdy taśma przesuwa się 5 mm na 1 km przebytej
drogi, a podczas postoju 5 mm w ciągu 1 godziny.

Mechanizm posuwu taśmy

1- konstrukcja wsporcza, 2 – rolka
napędowa, 3 – rolki prowadzące taśmę

Mechanizm pomiarowy nazywamy zestaw urządzeń zamontowanych w
oddzielnym zespole. Jest mechanizm najbardziej skomplikowany pod względem ilości
współpracujących elementów i zakresu działania umożliwiający:

1. Zmianę dwukierunkowego ruchu pojazdu na jednokierunkowy ruch obrotowy

głównego wałka prędkościomierza

2. Pomiar i wskazania prędkości pociągu oraz zarejestrowanie tego na taśmie

prędkościomierza

3. Zliczenie odległości przebytej drogi i aktualne wskazanie przez numerator

licznika ilości przebytych kilometrów

Mechanizm zegarowy zainstalowany w prędkościomierzu ma za zadanie
informować drużynę trakcyjną o dokładnym i aktualnym czasie podczas prowadzenia
pociągu, a także na postoju. Zegar pracuje na tej samej zasadzie jak każdy zegar. W
mechanizmie zegarowym podstawowe funkcje spełniają trzy podstawowe
mechanizmy tj. sprężyny naciągowe zamknięte w dwóch bębnach głównych, oś
godzinna i przyrząd hamujący zwany niekiedy mechanizmem zegarowo-
wychwytowym. Na pierwszy rzut oka przypomina on najbardziej znany mechanizm
zegarowy z balansem, regulatorem i łożyskami rubinowymi, zwane potocznie
kamieniami.

Oś godzinowa służy do przenoszenia napędu z bębna głównego przez małe i duże
koła zębate na mechanizm hamujący (zegarowo-wyhwytowy), a jednocześnie
napędza podczas postoju przez stożkowe małe koła zębate, posuw taśmy. Małe i
duże koła zębate znajdujące się na osi czasowej są osadzone obrotowo pod
naciskiem silnej trzyzwojowej sprężyny, tak aby przy nadmiernym wzroście siły, koło
mogło obrócić się ślizgowo. Drugie koło zębate osi godzinowej jest osadzone trwale i
uruchamia nastawienie wskazówek zegara oraz wielobok wybijania cyfr godzin na
taśmie. Niezależnie od tego omawiane koło napędza koło minutowe wraz z
rejestracją na taśmie minut. Na drugim końcu osi czasowej osadzona jest tulejka
zamocowana czterema śrubami. Na czole tej tulejki zamocowane zostało na stałe
tzw. „serduszko”, które steruje przy pomocy kątowej dźwigni luzującej przez dźwignię
uderzeniową i ośkę uzębioną ze sprężynką, wielobokiem wybijania godzin na taśmie.
Wycięcia wykonane na „serduszku” umożliwiają przeniesienie ruchu obrotowego z osi
czasowej na kółko z widełkami, a następnie przez przekładnie uruchamiają tarczkę
niebiesko-białą widoczną na tarczy zegara przez otworek znajdujący się w miejscu
godziny 24. Tarczka ma za zadanie dzielić dobę na dzień i noc po 12 godzin i w myśl
tej zasady od godziny 24 do 12 pokazuje się w otworku kolor biały, a od godziny 12
do 24-tej – kolor niebieski.

Mechanizm pomiaru ciśnienia lub podciśnienia jest przeznaczony do kontroli
hamowania pojazdu przez pomiar wzrostu ciśnienia w cylindrze hamulcowym. Dla

obu wymienionych sposobów kontroli hamowania stosuje się odmienne manometry.

Tak, że z góry musi być ustalone , czy w pojeździe trakcyjnym zostanie stosowany
sposób kontroli przez pomiar wzrostu ciśnienia w cylindrze hamulcowym czy też
manometr prędkościomierza zostanie włączony do przewodu hamulcowego.
Mechanizm składa się z manometru z membraną. Na środku membrany osadzono
czujnik wychylający się w miarę wzrostu ciśnienia w manometrze. Ruch czujnika
przenoszony jest przez układ dźwigni na obsadę dźwigni przekładniowej, na której
końcu jest osadzony rysik rejestrujący zmiany ciśnienia na taśmie prędkościomierza.

Prędkościomierz wskazujący A16

Prędkościomierz wskazujący typu TELOC służ do wskazania na tarczy
prędkościomierza określonej wartości prędkości z jaką pojazd trakcyjny jedzie bez
rejestrowania na taśmie. Dlatego też budowa tego typu prędkościomierza jest bardzo
prosta w porównaniu z prędkościomierzem wskazująco-rejestrującym. Zewnętrznie
prędkościomierz A16 przypomina prędkościomierz RT9. Lecz prędkościomierze te nie
posiadają tarczy zegarowej, wskazującej czas w godzinach i minutach i licznika
przebytej drogi w kilometrach.. wewnątrz prędkościomierza nie umieszczono
manometru do pomiaru ciśnienia w cylindrze hamulcowym.

Prędkościomierze wskazujące, a także prędkościomierze rejestrująco-wskazujące
mają jednakowe, co do wielkości podziałki i tarcze. Podobne są również oprawy
tarcz, jak również kolory cyfr na tarczy i wskazówek. Tło tarczy pomiarowej jest
białe, liczby, podziałki i wskazówki czarne, oświetlenie tarczy – elektryczne. W
zależności od typu pojazdu trakcyjnego i jego prędkości stosowane są tarcze o

Mechanizm pomiaru

ciśnienia w cylindrze

hamulcowym lub

przewodzie

hamulcowym

1- manometr, 2- śrubki, 3-
membrana, 4- obsada
dźwigni przekładniowej z
rysikiem, 5- śrubki
mocujące membranę, 6-
czujnik, 7- dźwignia

następującym zakresie: 0 do 90, 100, 120, 150, 180 km/h. Na podziałce tarczy
zaznacza się czerwoną kreską prędkość maksymalną pojazdu aby ułatwić maszyniście
ocenę prędkości na pierwszy rzut oka. Oświetlenie tarczy jest wykonane rurkową,
krytą żaróweczką ustawioną u dołu tarczy za matowaną częścią szyby. Żaróweczka
na napięcie znamionowe 36 V zasilana jest normalnie z sieci 110 V przez opornik
ograniczający. Moc żarówki 3 W.

Rejestracja zasadniczych parametrów technicznych przez

prędkościomierze

Prędkościomierze RT9 oraz pozostałe prędkościomierze rejestrujące typu Haslera
umożliwiają rejestrowanie następujących podstawowych parametrów:

1. Prędkość w km/h
2. Czas w godzinach i minutach (w tym czasu jazdy i postoju)
3. Przebytą drogę
4. Parametry dodatkowe (w zależności od typu pojazdu trakcyjnego)

Taśma – specjalny gatunek papieru (woskowany) użytego na taśmy oraz rysiki
kulkowe zapobiegają tworzeniu się pyłu papierowego zanieczyszczającego wnętrze
mechanizmu. Długość taśmy wynosi 20 metrów. Wystarcza na 3500 km przebiegu
pojazdu wraz z postojami. posuw taśmy podczas jazdy 5 mm/h, podczas postoju 5
mm/h, szerokość taśmy 102 mm.

Taśma z prędkościomierza RT9 rejestrująca parametry

1-czas jazdy 8 ½ min., 2 – postój 20 ½ min., 3 – posuw taśmy podczas postoju 5 mm/h, 4 – nakłucia godzin, 5 – wykres
minut, 6 – wykres prędkości jazdy, 7 – linie zapowiadające koniec taśmy, 8 – dodatkowe rejestracje

Zapis czasu – przy górnej i dolnej krawędzi taśmy wałek ciągnący i przesuwający
taśmę nakłuwa co 2,5 mm punkt, który podczas jazdy oznacza przebycie ½ km
drogi, a podczas postoju czas ½ godziny. Poniżej tych otworów specjalny układ
nakłuwa liczby od 1 do 24 oznaczające pełne godziny. Dla dokładnego określenia
czasu pod każdą taką liczbą wybity jest dodatkowy jeden punkt odniesienia odczytu
czasu pełnej godziny. Rejestracja minut odbywa się na oddzielnym paśmie tej taśmy
o szerokości 20 mm poniżej liczb oznaczających godziny; przy czym ruch rysika
minutowego w pełnym wychyleniu do góry lub na dół trwa 10 minut.

Zapis prędkości jazdy – odbywa się na środkowym paśmie taśmy na szerokości
40 mm. Podziałka prędkości na taśmie pokrywa się z zakresem pomiarowym na
tarczy prędkościomierza tzn. o ile na tarczy prędkościomierza jest wskazywany zakres

od 0 – 150 km/h to i na taśmie prędkościomierza musi być podziałka 0 – 150 km/h.
Taśm o innym zakresie prędkości niż na tarczy wskazującej prędkość nie wolno
używać mimo, że szerokość taśmy wynosi tak samo 102 mm i możliwe jest jej
założenie i prawidłowy posuw.

Zapisy dodatkowe – poniżej wykresu prędkości przewidziano pole o szerokości 20
mm na zapisy dodatkowe. Zapisy te określają ciśnienie powietrza w cylindrze lub
przewodzie hamulcowym pojazdu trakcyjnego. Niezależnie od rejestracji hamowania
zapisy dodatkowe umożliwiają rejestrację kierunku jazdy, jazdę z poborem prądu,
działanie urządzeń czujności (SHP, C.A.). ogólnie można uzyskać pięć rejestracji
dodatkowych metodą elektryczną. W pojazdach jednokabinowych prędkościomierze
mają tylko dwie dodatkowe rejestracje; jedną elektryczną, jedną pneumatyczną.
Zapisów w metodzie elektrycznej dokonują pisaki uruchamiane elektromagnesami.
Przy pięciu zapisach stosowane są trzy pisaki dodatkowe z których jeden jest
uruchamiany elektromagnesem pojedynczym, a pozostałe dwa pisaki
elektromagnesami podwójnymi. Przy pisakach z elektromagnesami podwójnymi
wykorzystano oprócz wychylenia rysika do góry również wychylenie drugiego rysika
do dołu przy zadziałaniu drugiej cewki elektromagnesu. Cewki elektromagnesów
podwójnych są zasilane na przemian.

Przykłady wykresu na taśmie prędkościomierza rejestrującego na różnych

typach pojazdów trakcyjnych