Локомотивные скоростемеры
Как устроен скоростемер ЗСЛ-2М: 16 схем и устройство узлов
Механический локомотивный скоростемер ЗСЛ-2М одновременно показывает скорость и время, считает пробег и оставляет на бумажной ленте запись о движении, торможении и работе связанных устройств. Чтобы уверенно читать ленту, сначала полезно проследить путь движения внутри прибора: от колеса локомотива через приводной вал к измерителю, часам и регистрирующему механизму.
О серии. Это редакционный разбор главы 1 книги Л. Е. Венцевича «Локомотивные скоростемеры и расшифровка скоростемерных и диаграммных лент» (М.: УМК МПС России, 2002), печатные страницы 10–42. Рисунки 1–16 и таблицы 1–5 взяты из этого издания. Описания конструкции и значения относятся к прибору и документам своего времени; для эксплуатации и ремонта нужно руководствоваться действующей документацией.
1.1. Как связаны узлы ЗСЛ-2М
Колесо локомотива через редуктор вращает приводной вал скоростемера. Реверсивное устройство передаёт вращение основной оси в одном направлении при движении как вперёд, так и назад. От основной оси зубчатые передачи ведут к измерителю скорости, механизму подзавода, лентопротяжному механизму и счётчику километров. От приводного вала отдельно работает регистратор направления движения.
Часовой механизм, устройство записи и индикатор тормозного давления имеют собственные роли. Их данные сходятся на одной ленте: писцы наносят линии, иглы делают проколы, а электромагниты отмечают состояния локомотивной сигнализации. Две общие схемы помогают увидеть прибор как систему, а не набор разрозненных деталей.


1.2. Приводной вал и реверс
При переднем и заднем ходе колесо меняет направление вращения приводного вала. Пара конических шестерён, храповые вырезы и подпружиненные «собачки» выбирают нужную ветвь передачи так, чтобы основная ось скоростемера продолжала вращаться в одну сторону. Редуктор привода подбирали с учётом диаметра колёс конкретного локомотива: иначе показания пути и скорости перестали бы соответствовать движению.
На рисунке 3 удобно проследить детали реверса сверху вниз: основную ось, коническую шестерню, храповую защёлку, «собачку» и приводной вал. Это объясняет, почему направление движения записывается отдельным механизмом, хотя счётчик пробега продолжает отсчитывать путь в обе стороны.

1.3. Измеритель скорости и подзавод
Измеритель совмещает сегментное устройство, отслеживающее пройденный путь, с часовым ходом, задающим интервал измерения. Их совместная работа превращает движение привода в показание скорости. Передача приводит указатель на циферблате и механизм записи скорости на ленте. Схема рисунка 4 показывает сегмент, ролики, рейку, баланс, анкерную вилку и зубчатые передачи в одной кинематической цепи.
Часовой ход измерителя нуждается в запасе энергии. Механизм подзавода получает вращение от привода локомотива и поддерживает натяжение пружины во время движения. Это отдельная функция от ручного завода часов суточного времени. На рисунке 5 видны барабан, пружина, храповое колесо и «собачки» механизма.


1.4. Как фиксируется направление движения
Регистратор заднего хода связан с приводным валом через втулку с фиксатором и коромысло. При движении вперёд втулка не приводит писец в колебание, поэтому на ленте остаётся тонкая линия. При движении назад зуб фиксатора вводит механизм в работу: писец быстро отклоняется, а запись выглядит как широкая тёмная полоса. Автор отдельно предупреждает о смещении этой отметки относительно записи скорости и времени — при чтении ленты линии нельзя сопоставлять без учёта положения писцов.

1.5. Часы скоростемера
Часы показывают суточное время на циферблате и продолжают регистрировать его на ленте даже во время стоянки. В отличие от измерителя скорости, их ход действует независимо от остальных узлов скоростемера. Источник энергии — заводная пружина часового механизма. На развёрнутой схеме рисунка 7 видны барабан, передача, минутная и часовая рейки, а также детали, формирующие отметки времени.

1.6. Минутная линия и часовые проколы
Для записи минут и отметки часов служат две рейки. Минутная рейка поднимает писец, а при её спаде на ленте появляется характерная вертикальная линия. Механизм с кулачками и регистратором получасов повторяет этот цикл дважды в час. Часовая рейка, игла и рычаг отвода накола устроены так, чтобы часовой прокол возникал один раз в час, а не при каждом получасовом спаде.
Из-за этой кинематики при расшифровке нужно различать постепенную линию минут, резкий спад и отдельный прокол часа. Их взаимное положение важно и при движении, и при стоянке.
1.7. Регистрирующий механизм
Под откидной крышкой собраны лентопротяжный валик, писцы и писцедержатели, пружины, толкатели и электромагниты. Через окно можно наблюдать движение ленты и писцов. Рисунок 8 показывает две стороны механизма: место записи и электромагнитные узлы, которые изменяют положение соответствующих писцов.

1.8. Запись сигналов АЛСН и связанных устройств
Электромагнитные реле фиксируют на ленте положение электропневматического клапана ЭПК-150 и показания жёлтого, жёлтого с красным и красного огней локомотивного светофора. В исполнении с пятым реле записывается также состояние САУТ. Якорь электромагнита через толкатель перемещает писец; после обесточивания пружина возвращает его в исходное положение. Поэтому полосы на ленте отражают работу цепей, а не только движение самого локомотива.
1.9. Писец: маленькая деталь, от которой зависит читаемость
Писец состоит из корпуса, стержня, пружины, шайбы и винта. При недостаточном прижиме линия становится слабой; чрезмерный выступ стержня может повредить ленту, а неверная жёсткость пружины — нарушить работу рейки или порвать бумагу. В пособии приведены размеры и усилия для прибора своего периода выпуска. Рисунок 9 помогает понять устройство писца без переноса этих ремонтных значений в современную инструкцию.

1.10. Контактное устройство
Контактное устройство связано с осью указателя скорости. Кулачковые шайбы и контактные пружины замыкают или размыкают цепи при определённом положении стрелки. В книге описана его связь с контролем скорости у сигналов и проверкой бдительности. Схема рисунка 10 показывает корпус, вал, шайбы и контакты, а также объясняет, почему настройка контактов зависит от показания скорости.

1.11. Как лента проходит через механизм
Лентопротяжный валик получает вращение через передачу от основной оси. Его иглы одновременно ведут ленту и оставляют три ряда километровых проколов. Нижний и средний ряды ограничивают поле скорости, средний и верхний — поле времени. По книге соседние проколы разделены 5 мм ленты и соответствуют километру пути.
Отработанная лента наматывается на ведущую катушку. Фрикцион допускает её проскальзывание по мере роста диаметра рулона: без него натяжение увеличивалось бы и бумага могла бы порваться. Схема рисунка 11 показывает валик, катушки, храповое и фрикционное устройства.

1.12. Поля и разметка скоростемерной ленты
Лента — специальная бумага с покрытием, на котором металлический стержень оставляет читаемый след. Автор приводит два исторических состава покрытия: они сохранены ниже как изображения таблиц 1 и 2, чтобы числовые значения и обозначения можно было сверить с оригиналом.


На ленте напечатаны линии скорости и времени. Книга описывает варианты для шкал до 150 и до 225 км/ч. Если шкала ленты и скоростемера не совпадала, чтение требовало пересчёта; соответствия из источника приведены в таблице 3. При расшифровке нужно также учитывать смещение отдельных писцов и то, где именно проходят нулевая линия скорости, линия времени и линия тормозного давления.

1.13. Счётчик километров
Группа цифровых барабанов суммирует пробег независимо от направления движения. Ведущий барабан через трибы передаёт каждый полный десяток следующему разряду. На рисунке 12 показаны барабаны, оси, зубчатая передача и храповая «собачка». Счётчик нужен не только машинисту: в историческом порядке обслуживания его показания использовали при учёте работы и испытаний прибора.

1.14. Индикатор тормозного давления
Индикатор преобразует изменение давления в перемещение писца на скоростемерной ленте. В корпусе находится сильфон с пружиной: воздух воздействует на сильфон, шток передаёт движение рычагу, а тот — писцу. В книге сопоставлены два исполнения: с верхним пределом 6 и 8 кгс/см². Их конструкции показаны на рисунках 13 и 15, а зависимость подъёма писца от давления — на рисунках 14 и 16.




Таблицы 4 и 5 сохраняют исходные соответствия давления, перемещения писца и положения линии на ленте для обоих вариантов индикатора. Их следует читать вместе с конкретной шкалой и редакцией прибора; они не заменяют актуальную поверочную документацию.


Что связывает всю главу
ЗСЛ-2М получает сведения о движении от механического привода, а о времени — от самостоятельных часов. Писцы объединяют эти данные с состояниями сигнализации и тормозной системы на одной бумажной ленте. Поэтому расшифровка начинается с понимания устройства: какой узел оставляет каждую линию, какие отметки смещены относительно других и какие условия способны исказить запись. Именно этим вопросам посвящена следующая глава книги.
Источник: Л. Е. Венцевич. «Локомотивные скоростемеры и расшифровка скоростемерных и диаграммных лент». М.: УМК МПС России, 2002. Глава 1, с. 10–42. Все 16 рисунков и пять таблиц извлечены из предоставленного скана, кадрированы и слегка обработаны для чтения; обозначения деталей не перерисованы.
Другие главы книги
Глава 1. ЗСЛ-2М: устройство и принцип действия