PRBDKOVCIOMIERZE KOLEJOWE - Gandalf.com.pl · Malinowskiego - kolej Callao–La Oroya (1876),...

Tomasz Krzan

PRBDKOVCIOMIERZE KOLEJOWE

RODZAJE, SPOSÓB DZIAŁANIA I ICH FUNKCJE

Tomasz Krzan: PrCdkoWciomierze kolejowe. Rodzaje, sposób działania i ich funkcje

www.e-bookowo.pl

2

TOMASZ KRZAN

PRBDKOVCIOMIERZE KOLEJOWE.

RODZAJE, SPOSÓB DZIAŁANIA I ICH FUNKCJE

Copyright by Tomasz Krzan & e-bookowo 2008

ISBN 978-83-61184-08-9

Internetowe Wydawnictwo „e-bookowo”

www.e-bookowo.pl

Kontakt: [email protected]

Wszelkie prawa zastrzecone. Kopiowanie, rozpowszechnianie czCWci lub całoWci bez zgody wydawcy

zabronione

Wydanie I e-bookowo 2008

http://www.e-bookowo.pl/�


www.e-bookowo.pl

3

SPIS TREVCI

WSTBP ............................................................................................................... 4

ROZDZIAŁ I

WPROWADZENIE ............................................................................................. 6

1.1 ZARYS HISTORII KOLEI ..................................................................................................... 6 1.2. ZASTOSOWANIE PRBDKOVCIOMIERZY .................................................................... 10 1.3. ROZWÓJ TECHNICZNY PRBDKOVCIOMIERZY ........................................................ 11

ROZDZIAŁ II

RODZAJE I SPOSÓB DZIAŁANIA PRBDKOVCIOMIERZY ..........................14

2.1 PODZIAŁ PRBDKOVCIOMIERZY .................................................................................... 14 2.2 BUDOWA I DZIAŁANIE PRBDKOVCIOMIERZY ......................................................... 17 2.3 REALIZOWANE POMIARY ............................................................................................... 27 2.4 SPOSÓB REJESTRACJI WARUNKÓW JAZDY ............................................................. 30 2.5 PRBDKOVCIOMIERZE HASLER-BERN .......................................................................... 39 2.6 ZALETY I WADY ................................................................................................................. 42

ROZDZIAŁ III

NOWOCZESNE PRBDKOVCIOMIERZE .........................................................44

3.1 MESIT PRISTROJE ............................................................................................................... 44 3.2 SÉCHERON ............................................................................................................................. 54 3.3 DEUTA-WERKE .................................................................................................................... 62

ROZDZIAŁ IV

URZ=DZENIE POMIAROWE ..........................................................................67

4.1 OPIS I SPOSÓB DZIAŁANIA URZ=DZENIA ................................................................ 67 4.2 CHARAKTERYSTYKA URZ=DZENIA ........................................................................... 72 4.3 BUDOWA ................................................................................................................................ 76

ZAKOLCZENIE ................................................................................................78

ANEKS ..............................................................................................................80

BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 106


www.e-bookowo.pl

4

WSTBP

PrCdkoWciomierze s> urz>dzeniami wykorzystywanymi na kolei w celu

pomiaru prCdkoWci jazdy poci>gu oraz zapisu parametrów ruchu pojazdu.

SzybkoWciomierze s> nieodzownym elementem lokomotywy, gdyc

gwarantuj> dostosowanie prCdkoWci do warunków jazdy, umocliwiaj>c tym

samym bezpieczeMstwo i sprawnoWć ruchu pojazdów szynowych.

Urz>dzenia te spełniaj> bardzo wacn> rolC w ruchu pojazdów

trakcyjnych, a mimo to literatura na ich temat nie jest rozległa. Z tego tec

wzglCdu celem niniejszej pracy stało siC opisanie nie tylko starszych

rozwi>zaM i aktualnego stanu badaM nad szybkoWciomierzami,

zaprezentowanie ich rodzajów, sposobów działania i funkcji, ale równiec

przedstawienie najnowszych rozwi>zaM technicznych. Poza tym został

stworzony projekt urz>dzenia umocliwiaj>cego pomiar podstawowych

parametrów, ich zapis i łatw> ich interpretacjC.

W pierwszym rozdziale przedstawiono krótki zarys historyczny rozwoju

technicznego kolei i wzrostu prCdkoWci osi>ganych przez lokomotywy.

Szybki rozwój kolejnictwa wymógł na konstruktorach stworzenie coraz

doskonalszych urz>dzeM pomiaru prCdkoWci i zapisu danych o przebiegu

jazdy. Omówiono równiec wszechstronne zastosowanie rejestratorów

zdarzeM, a takce ich rozwój techniczny od pocz>tków ich stosowania do

czasów współczesnych.

Drugi rozdział skupia siC na typologii prCdkoWciomierzy ze wzglCdu na

pełnion> funkcjC, rodzaje napCdu oraz na rodzaje dokonywanych pomiarów.

Przedstawiono równiec ogólnie budowC i sposób działania poszczególnych

typów szybkoWciomierzy stosowanych w Polskich Kolejach PaMstwowych.

Ponadto wyszczególniono podstawowe podzespoły rejestratorów zdarzeM z

uwzglCdnieniem rócnic w budowie i funkcji poszczególnych typów. Równie


www.e-bookowo.pl

5

istotn> czCWci> tego rozdziału jest prezentacja rodzajów rejestrowanych

parametrów jazdy oraz sposobów ich zapisu przez prCdkoWciomierz. Ze

wzglCdu na szerokie zastosowanie w polskich kolejach duco miejsca

poWwiCcono firmie Hasler-Bern jako producentowi prCdkoWciomierzy RT9,

RT10, RT12, RT13, RT88 oraz A16, A28 i A29. Omówiono ich budowC,

rócnice pomiCdzy ich rodzajami i pełnione funkcje. W podsumowaniu

rozdziału zebrano informacje na temat wad i zalet omawianych

prCdkoWciomierzy.

Najnowsze typy i modele prCdkoWciomierzy wraz z ich producentami

zostały opisane w rozdziale czwartym. Skupiono siC w nim na produktach

wiod>cych firm w Europie, takich jak Sécheron, DEUTA-WERKE, czy

Mesit. SzybkoWciomierze tych firm reprezentuj> najnowoczeWniejsze

rozwi>zania technologiczne w dziedzinie pomiaru i zapisu informacji nie

tylko o samej prCdkoWci, ale i o warunkach jazdy.

Ostatni rozdział prezentuje zaprojektowany na potrzeby niniejszej pracy

program słuc>cy do pomiaru prCdkoWci poci>gu, danych na temat czasu

hamowania oraz przebiegu jazdy. Przedstawiono tu budowC

skonstruowanego urz>dzenia oraz sposób jego działania i zapisu danych.

Na koMcu pracy zamieszczono Aneks, w którym znalazły siC dane

techniczne opisywanych w tekWcie urz>dzeM.

ROZDZIAŁ I

WPROWADZENIE

1.1 ZARYS HISTORII KOLEI

Wynalazek kolei wywarł ducy wpływ na rozwój cywilizacji, w

znacznym stopniu skracaj>c czas konieczny do przebycia wiCkszych

odległoWci, a takce umocliwiaj>c przewóz ładunków na niespotykan> dot>d

skalC.

Pocz>tki rozwoju kolejnictwa siCgaj> XVI wieku, kiedy znany juc był

tor kolejowy. Zasadniczy jednak pocz>tek historii kolei miał miejsce w

XVIII wieku. Jednym z najstarszych przodków współczesnej lokomotywy

był pojazd parowy skonstruowany w 1770 roku przez francuskiego oficera

Nicolasa Josepha Cugnota, którego trójkołowa machina napCdzana

napełnianym wod> kotłem poruszała siC z prCdkoWci> 4 km na godzinC,

zatrzymuj>c siC co 15 minut w celu podgrzania pary.

Francuzi nie kontynuowali prac nad unowoczeWnieniem swojej maszyny

i to nie oni zostali „ojcami” kolei. Bardziej wytrwali okazali siC Anglicy,

którzy nie tylko pracowali nad zbudowaniem maszyny parowej, ale równiec

eksperymentowali z kształtem szyn. Do poruszania wózków po torze

wykorzystywano pocz>tkowo siłC miCWni ludzi i koni.

Pierwsz> udan> próbC ci>gniCcia wózków za pomoc> machiny parowej

przeprowadził Richard Trevithick w 1804 roku. A juc w 1825 roku otwarto

pierwsz> publiczn> liniC kolejow> na trasie z Stockton-on-Tees do


www.e-bookowo.pl

7

Darlington do przewozu osób i towarów, gdzie do 1833 ucywano trakcji

konnej. Intensywne prace nad skonstruowaniem maszyny parowej znalazły

swoje odzwierciedlenie w ogłoszeniu konkursu na najlepsz> lokomotywC.

Eliminacje odbyły siC w 1829 roku w Rainhill. W konkursie zwyciCcył

George Stephenson, który zbudował lokomotywC parow> „Rakieta”,

posiadaj>c> juc podstawowe cechy współczesnego parowozu. ZwyciCstwo

„Rakiety” w „wyWcigu lokomotyw” zapocz>tkowało bardzo szybki rozwój

kolei. 15 wrzeWnia 1830 roku otwarto liniC kolejow> Liverpool –

Manchester. Od tego momentu parowozy zaczCły kursować takce w innych

czCWciach Wwiata, nie tylko w Europie, ale równiec w Brazylii, Indiach i

Stanach Zjednoczonych.

Pierwsz> lini> kolejow> na ziemiach obecnej Polski był odcinek

Wrocław–Oława (1842), a pierwsz> lini> zaprojektowan> i zbudowan> przez

Polaków była Kolej Warszawsko-WiedeMska. W drugiej połowie XIX w.

powstały wielkie szlaki kolejowe: kolej transalpejska (1845), transandyjska

(1876) i, najwycsza w Wwiecie, budowana z inicjatywy Ernesta

Malinowskiego - kolej Callao–La Oroya (1876), która do dziW jest jednym z

najwiCkszych osi>gniCć sztuki incynieryjnej. Na pocz>tku XX stulecia

powstała Kolej Transsyberyjska (1916). DziCki kolei Wwiat stawał siC coraz

bardziej dostCpny, poci>gi zaczCły docierać do najbardziej odległych miejsc,

co miało niemały wpływ na poszerzanie zasiCgu cywilizacji technicznej.

Prace nad udoskonalaniem lokomotyw i wagonów nabierały coraz

wiCkszego tempa, dbano o komfort jazdy, montuj>c resory, toalety dla

pasacerów, przedziały i oWwietlenie. Doskonalono równiec konstrukcje

lokomotyw: w 1847 roku Thomas Russel Crampton zbudował parowóz

o długim kotle i kołach o ducej Wrednicy (prawie 3 m), który osi>gn>ł

prCdkoWć 126 km/h.

W 1879 roku skonstruowano pierwsz> lokomotywC elektryczn>, a w

1895 zelektryfikowano pierwszy odcinek linii Baltimore–Ohio. W 1903

lokomotywa elektryczna pobiła rekord prCdkoWci na szynach osi>gaj>c 211

km/h. W 1936 roku na linii Berlin – Hamburg lokomotywa osi>gnCła


www.e-bookowo.pl

8

prCdkoWć 199,2 km/h.

W połowie XX wieku lokomotywy osi>gnCły moc ponad 10 000 kW

i były zdolne prowadzić poci>gi o masie ponad 10 000 ton. Rekordy

prCdkoWci współczesnych poci>gów przekraczaj> 500 km/h. Szczególne

znaczenie w zakresie osi>ganych prCdkoWci maj>, uruchomione w 1981 roku,

szybkie francuskie poci>gi TGV. Na pocz>tku lat 90-tych jeden z nich

pojechał z rekordow> prCdkoWci> 515,3 km/h.

WiCkszoWć zmian technicznych dotyczy ulepszania kolei

konwencjonalnej. Konstrukcja pojazdów, toru i urz>dzeM sterowania

umocliwia uzyskiwanie wysokiego komfortu i wygody podrócowania z duc>

prCdkoWci>. W wielu krajach kursuj> juc poci>gi pokonuj>ce trasy ze Wredni>

prCdkoWci> ponad 200 km/h (w Japonii - Hikari, we Francji - TGV,

w Niemczech - ICE, we Włoszech - ETR). W 1994 Niemcy podjCły decyzjC

o budowie publicznej linii kolejowej na poduszce magnetycznej

(Transrapid). W Polsce s> modernizowane niektóre trasy w celu

dostosowania ich do jazdy poci>gów ze Wrednimi prCdkoWciami 160–200

km/h. Obecnie kursuj>ce na kilku trasach w Polsce poci>gi InterCity nie

osi>gaj> takich prCdkoWci. W transporcie towarowym d>cy siC do przewozu

ładunków w wagonach specjalnie przystosowanych (specjalizowanych),

o ducej ładownoWci, z duc> prCdkoWci> (ponad 150 km/h). W doskonaleniu

zarz>dzania systemem transportu kolejowego wacn> rolC odgrywaj>

komputerowe systemy sterowania ruchem.

Konwencjonalny poci>g zasilany energi> elektryczn> z sieci trakcyjnej

moce, zachowuj>c bezpieczeMstwo, osi>gać prCdkoWć do 350 km/h, co na

pasacerskich liniach krajowych w pełni zaspokaja potrzeby. Nieustannie

doskonali siC tory, powszechnie stosuj>c szyny bezstykowe mocowane

sprCcyWcie do betonowych podkładów; wprowadza siC zautomatyzowane

i skomputeryzowane systemy zabezpieczeM i sterowania ruchem. Pojazdy

trakcyjne o komputerowo sterowanym procesie pracy umocliwiaj> osi>ganie

załoconych parametrów (prCdkoWci, mocy) przy optymalnym wykorzystaniu

energii. S> prowadzone takce prace nad nowymi systemami transportu


www.e-bookowo.pl

9

kolejowego niekonwencjonalnego (np. bezzałogowej kolei prowadzonej

automatycznie, kolei na poduszce magnetycznej).

Wydaje siC, ce mimo konkurencji ze strony innych Wrodków transportu,

kolej ma siC całkiem nieale, gdyc nieustannie modernizowane s> urz>dzenia,

systemy sterowania, a przede wszystkim wzrasta bezpieczeMstwo i komfort

jazdy. Poci>gi poruszaj> siC z coraz wiCksz> prCdkoWci> i nic nie wskazuje

na to, ce ich rozpoczCta w XVIII wieku kariera ma siC ku koMcowi.

Jednym z najnowszych rozwi>zaM technicznych w dziedzinie d>cenia do

osi>gania jak najwycszych prCdkoWci przy jednoczesnym podnoszeniu

komfortu i bezpieczeMstwa jazdy stanowi TGV (Train à Grande Vitesse).

Jest to system francuskiej szybkiej kolei składaj>cy siC z poci>gów, linii

kolejowych, technologii sygnalizacyjnych, które umocliwiaj> pojazdom

szynowym osi>ganie wysokich prCdkoWci (zwykle jest to 300 km/h lub 186

mil na godzinC). System TGV jest obsługiwany przez paMstwowe koleje

francuskie (SNCF). Został zapocz>tkowany w latach 60 – tych XX wieku.

Uznano wówczas, ce czas kolei celaznej dobiegł koMca i nalecy zaj>ć siC

wynalezieniem nowych technologii. Nalecała do nich magnetyczna

lewitacja. Projekt jednak w ówczesnym kształcie nie zyskał poparcia rz>du.

Pomysł TGV rozwin>ł siC w oparciu o istniej>c> juc infrastrukturC. DziCki

temu zaoszczCdzono na budowie nowych stacji i linii kolejowych.

Pierwszy prototypowy model poci>gu zacz>ł być testowany we

wczesnych latach 70-tych. TGV 001 był napCdzany turbin> gazow> i 8

grudnia 1972 roku pobił rekord prCdkoWci, wynosz>cy 318 km/h (198 mph).

System zacz>ł siC rozbudowywać coraz intensywniej. 18 maja 1990 roku

osi>gniCto juc prCdkoWć 515.3 km/h (320.3 mph). Technologia TGV jest

obecnie stosowana w Hiszpanii, Południowej Korei, Stanach Zjednoczonych,

Tajwanie i Chinach. Poci>gi TGV odwiedzaj> równiec inne kraje

europejskie poza Francj>, takie jak: Niemcy, Wielka Brytania, Włochy,

Belgia czy Szwajcaria.

Poci>gi systemu TGV posiadaj> wiele istotnych zalet konstrukcyjnych.

Przede wszystkim s> dobrze skomputeryzowane i w zasadzie wiCkszoWć


www.e-bookowo.pl

10

istotnych funkcji jest kontrolowana w sposób cyfrowy. Przy tak ducych

prCdkoWciach precyzja jest spraw> nieodzown>. Linie TGV nie stosuj> kabli

do przesyłania sygnałów. Wszystkie sygnalizowane informacje s>

przekazywane do poci>gu przez szyny, a nastCpnie odczytywane s> w

kabinie maszynisty. Wydaje siC, ce przyszłoWć kolei tkwi w systemach typu

TGV, ł>cz>cych troskC o bezpieczeMstwo jazdy z osi>ganiem wysokich

prCdkoWci, a co za tym idzie szybkiego pokonywania sporych odległoWci.

1.2. ZASTOSOWANIE PRBDKOVCIOMIERZY

SzybkoWciomierze słuc> nie tylko do pomiaru prCdkoWci jazdy poci>gu,

ale równiec do okreWlania czasu tej jazdy, jak i drogi przebytej przez skład.

Rola prCdkoWciomierza wzrasta w nowoczesnych lokomotywach, gdzie

osi>gane prCdkoWci wymagaj> precyzyjnego pomiaru parametrów jazdy.

Pierwsze lokomotywy nie posiadały tego typu urz>dzeM ze wzglCdu na

uzyskiwane nieznaczne prCdkoWci. W dzisiejszych czasach s> one

nieodzownym elementem kacdej lokomotywy, zapewniaj>cym

bezpieczeMstwo ruchu pojazdu, jak i dostarczaj>cym niezbCdnych informacji

w przypadku dochodzeM słucbowych.

Urz>dzenia te s> stosowane równiec do rejestracji zdarzeM.

PrCdkoWciomierze zapisuj> informacje na temat długoWci drogi hamowania,

przebytej drogi, kierunku jazdy oraz informacji na temat ucycia urz>dzeM

zwiCkszaj>cych bezpieczeMstwo.1 Dodatkowo zapisywane jest zadziałanie

urz>dzeM SHP przy sterowaniu z kabiny A, zadziałanie urz>dzeM SHP przy

sterowaniu z kabiny B, ucycie przycisku czujnoWci SHP, wartoWci ciWnienia

1 Por. Vwitalski M.: SzybkoWciomierze w kolejowych pojazdach trakcyjnych, Wydawnictwo Komunikacji i Ł>cznoWci, Warszawa 1969, s. 5-6.


www.e-bookowo.pl

11

w cylindrze hamulcowym oraz jazda pod pr>dem.2

Poza wymienionymi wycej funkcjami urz>dzenie pełni rolC wskazuj>c>,

umocliwiaj>c tym samym pełn> kontrolC prCdkoWci maszyniWcie, stanowi>c

zabezpieczenie przed na przykład skutkami nadmiernego przekroczenia

prCdkoWci i nagłym hamowaniem pojazdu w nieprzewidzianych

okolicznoWciach. Czujne kontrolowanie wskazaM prCdkoWciomierza pozwala

unikn>ć wypadków, strat materialnych, a nawet zagrocenia cycia.

1.3. ROZWÓJ TECHNICZNY PRBDKOVCIOMIERZY

W pocz>tkach rozwoju kolei, kiedy to pierwsze pojazdy pionierów

kolejnictwa nie przypominały jeszcze dzisiejszych lokomotyw, nie myWlano

jeszcze o stosowaniu urz>dzeM kontroli prCdkoWci. Pojazdy te poruszały siC

doWć wolno i na niewielkie odległoWci. Dopiero w wieku XIX, gdy

powstawały juc dosyć rozbudowane projekty, kolej stawała siC publiczna

dziCki budowie pierwszych tras szynowych ł>cz>cych wiCksze miasta,

prCdkoWć z jakimi poruszały siC parowozy zaczCła nabierać znaczenia. Kolej

znalazła szersze zastosowanie jako nowy Wrodek transportu l>dowego,

wypieraj>c mniej wydajny transport konny. Niosło to za sob> coraz wiCksze

inwestycje w tej dziedzinie, powstawanie nowych odcinków kolejowych, jak

i konstruowanie coraz nowoczeWniejszych i funkcjonalnych pojazdów. W

wieku pary i elektrycznoWci prCdkoWć zaczCła odgrywać coraz wiCksz> rolC.

Od tego momentu zaczCto projektować pierwsze urz>dzenia słuc>ce do

wskazaM prCdkoWci.

W latach miCdzywojennych XX wieku szwajcarska firma Hasler

wypuWciła na rynki miCdzynarodowe swoje pierwsze prCdkoWciomierze.

2 Sikorski J., Tajner T.: Lokomotywy elektryczne serii ET21, Wydawnictwo Komunikacji i Ł>cznoWci, Warszawa 1974, s. 192.


www.e-bookowo.pl

12

Jednym z pierwszych pracuj>cych z dobrym skutkiem był prCdkoWciomierz o

symbolu RT935, który stosowany był zarówno w parowozach, jak i w

lokomotywach elektrycznych. Cechował siC napCdem mechanicznym. W

parowozach ze wzglCdu na jeden kierunek jazdy stosowano tylko jeden

prCdkoWciomierz rejestruj>co-wskazuj>cy, zaW elektryczne lokomotywy

posiadały dwa prCdkoWciomierze. Były to prCdkoWciomierze mechaniczne, w

których poszczególne elementy składowe otrzymywały napCd od wałka

giCtkiego.

W póaniejszych latach wprowadzono rozwi>zania elektrycznego napCdu

prCdkoWciomierzy za pomoc> przewodu zasilaj>cego silnik współpracuj>cy z

szybkoWciomierzem. Rozwijały siC równiec sposoby rejestracji i wzrastała

iloWć mierzonych parametrów. Urz>dzenia te przetrwały do dzisiaj i s> z

powodzeniem stosowane w wielu krajach, w tym takce w Polsce ze wzglCdu

na doWć prost> i solidn> konstrukcjC.

Jednak w ostatnich czasach rozwój nauk powi>zanych WciWle z

kolejnictwem i potrzeba wprowadzania coraz doskonalszych rozwi>zaM

pozwoliły rozwin>ć dotychczasowe osi>gniCcia i wprowadzić

nowoczeWniejsze projekty. Urz>dzenia elektryczne zaczCły wypierać

mechaniczne konstrukcje, zapewniaj>c pojazdom wiCksz> precyzjC działania

i bezpieczeMstwo. Pojazdy staj> siC coraz lcejsze dziCki zastosowaniu

nowoczesnych, bardziej wytrzymałych materiałów konstrukcyjnych.

Konstruktorzy nowoczesnych pojazdów nadaj> im coraz bardziej opływowe

kształty w celu zmniejszenia oporów powietrza. DziCki tym i innym

rozwi>zaniom technicznym prCdkoWć mogła uzyskiwać coraz wycsze

wartoWci. PrCdkoWciomierz stał siC urz>dzeniem niezwykle wacnym, gdyc

umocliwia precyzyjn> rejestracjC warunków jazdy, co jest niezbCdne przy

ustalaniu przebiegu zdarzeM.

Postać dzisiejszych rejestratorów zdarzeM zdecydowanie odbiega od

swych poprzedników, gdyc nast>pił tu podział i specjalizacja urz>dzeM

współpracuj>cych ze sob> za poWrednictwem steruj>cego nimi

mikroprocesora. W najnowszych typach prCdkoWciomierzy funkcjC zapisu


www.e-bookowo.pl

13

przejmuje urz>dzenie elektroniczne wyposacone w pamiCć i własne

zasilanie. Odgrywa to bardzo wacn> rolC, gdyc rejestrator jest odseparowany

od zewnCtrznego zasilania, umocliwiaj>c tym samym zapis informacji w

przypadku przerwania dosyłu pr>du w trakcji. W sytuacji awarii pojazdu

zwi>zanej z zasilaniem szybkoWciomierz jest w stanie pracować w sposób

poprawny.

PrCdkoWciomierze mechaniczne maj> krótsz> cywotnoWć w porównaniu z

nowoczesnymi elektronicznymi modelami, które poza tym nie wymagaj>

konserwacji, a ich regulacja sprowadza siC czCsto do korekty

oprogramowania procesorów steruj>cych. Dodatkowo wystCpuje tutaj

rócnica gabarytowa urz>dzeM na korzyWć elektronicznych, które s>

zdecydowanie mniejsze i lcejsze. Nowoczesne modele pozwalaj> takce na

bardziej precyzyjne pomiary oraz zapis informacji w sposób łatwy do

przetwarzania.

ROZDZIAŁ II

RODZAJE I SPOSÓB DZIAŁANIA

PRBDKOVCIOMIERZY

2.1 PODZIAŁ PRBDKOVCIOMIERZY

PrCdkoWciomierze s> to urz>dzenia pomiarowe przeznaczone do

wskazywania i rejestrowania chwilowych prCdkoWci jazdy pojazdu

trakcyjnego, czasów: jazdy, postojów i innych parametrów zwi>zanych z

funkcjami dodatkowymi oraz do sterowania poprzez zestyki dodatkowe

innymi urz>dzeniami pojazdu.

PrCdkoWciomierze ze wzglCdu na rodzaj napCdu dzielimy na:

a. z napCdem mechanicznym

b. z napCdem elektrycznym

Ze wzglCdu na pełnion> funkcjC mocna je podzielić na:

a. wskazuj>ce

b. wskazuj>ce - rejestruj>ce

PrCdkoWciomierze z napCdem mechanicznym mog> dokonywać wskazaM

i rejestracji mierzonych parametrów przez zastosowanie w samym

prCdkoWciomierzu:

a. rozwi>zaM mechanicznych

b. rozwi>zaM mechanicznych z dodatkowymi elektromagnesami

c. rozwi>zaM elektrycznych


www.e-bookowo.pl

15

PrCdkoWciomierz rejestruje nastCpuj>ce parametry:

a. czas (w godzinach i minutach)

b. prCdkoWć

c. przebyt> drogC

Ponicsza tabela przestawia zestawienie wybranych danych technicznych

prCdkoWciomierzy stosowanych na PKP.3

3 Por. Vwitalski M.: SzybkoWciomierze..., op.cit., s. 12-13.


www.e-bookowo.pl

16

Lp Typ prCdkoWciomierza Jedn.

miaryRT935 RT9 A16 RT12 A28 SŁ-2M WR7

Wyszczególnienie 1. Rodzaj rejestruj>cy rejestruj>cy wskazuj>cy rejestruj>cy wskazuj>cy rejestruj>cy rejestruj>cy

2. Producent Hasler-Bern Hasler-Bern Hasler-Bern Hasler-Bern Hasler-Bern Toilprib Deuta

3. Rodzaj napCdu Mechaniczny Mech.-elektrycz.

Mech.-elektrycz.

Mech.-elektrycz.

Mech.-elektrycz.

Mech.-elektrycz.

Mechaniczny

4. Zakres pomiarowy km/h 0-120 0-150 0-150 0-150 0-150 0-150 0-130

5. SzerokoWć taWmy mm 102 102 - 102 - 79,5 90

6. DługoWć drogi zapisanej na jednej rolce taWmy

km 3 500 3 500 - 3 500 - 2 400 2 500

7. Dopuszczalny bł>d wskazania

% ±3 ±3 ±3 ±3 ±3 2-4 ±4

8. Czas ustalenia wskazania

s 1 1 1 1 1 1 0,5

9.

Tab. 1. Zestawienie wybranych danych technicznych prCdkoWciomierzy


www.e-bookowo.pl

17

2.2 BUDOWA I DZIAŁANIE PRBDKOVCIOMIERZY

Obudowa

PrCdkoWciomierze wskazuj>co-rejestruj>ce charakteryzuj> siC

ujednolicon> obudow> prostok>tn> wykonan> z lekkiego stopu. Skrzynka

składa siC z podstawy z bokami oraz Wcianki przedniej. W przedni> WciankC

skrzynki wbudowany jest cały mechanizm szybkoWciomierza, prócz samego

napCdu szybkoWciomierza oraz mechanizmu kontroluj>cego ciWnienie. Na

przedniej Wciance znajduje siC tarcza prCdkoWciomierza ze wskazówk> oraz

tarcza zegarowa. Usytuowanie tarczy jest zalecne od modelu i rodzaju

urz>dzenia pomiarowego, na przykład firma Hasler-Bern umieszcza tarczC

wskazaM prCdkoWci w górnej czCWci obudowy, natomiast prCdkoWciomierz

typu Deuta-Werke, jak i rosyjskie prCdkoWciomierze firmy Toilprib maj>

tarczC w dolnej czCWci, gdyc w górnej umieszczony jest otwór

umocliwiaj>cy kontrolC zapisu oraz odczyt informacji podczas jego

realizacji na temat biegu poci>gu.

PrCdkoWciomierze RT równiec posiadaj> otwór umocliwiaj>cy podgl>d

jedynie posuwu taWmy, a nie zapisu na niej dokonywanego, poza tym otwór

ten jest zdecydowanie mniejszy i umieszczony jest pod tarcz> wskazaM

szybkoWciomierza. Istniej> równiec takie prCdkoWciomierze, które realizuj>

zapis na tarczy barwionej znajduj>cej siC w polu tarczy wskazaM prCdkoWci.

W przedniej Wcianie umieszczone jest takce wyciCcie dla licznika

kilometrów, które moce pojawić siC na tarczy (Hasler-Bern), b>da pod ni>

(np. Deuta-Werke).

Na Wcianie zewnCtrznej prCdkoWciomierza Hasler-Bern s> zamontowane

klucze do nakrCcania mechanizmu zegarowego (od lewej – do nakrCcania

zegara, od prawej – do jego regulowania), Wruba moletowana słuc>ca do

otwierania przedniej pokrywy odchylnej. PrCdkoWciomierz WR7 posiada

tylko jeden klucz znajduj>cy siC po prawej stronie, którego zadaniem jest


www.e-bookowo.pl

18

nakrCcanie mechanizmu zegarowego, zapewniaj>cego działanie mechanizmu

posuwu taWmy oraz zapisu podczas postoju. PrCdkoWciomierz ten nie posiada

zegara okreWlaj>cego czas rzeczywisty. Obudowa jest podzielona za pomoc>

aluminiowej płyty na dwie czCWci. W pierwszej z nich znajduj> siC

urz>dzenia pomiarowe, wraz z tarcz> wskazaM szybkoWci, a takce napCd

rolki do posuwu taWmy oraz elektryczne urz>dzenia wskazuj>ce prCdkoWć.

Natomiast w drugiej (górnej) czCWci zainstalowane s> elektromagnesy

rejestruj>ce oraz rolki przesuwu taWmy, dawignie pisaków, a takce

urz>dzenie do regulacji gruboWci linii rejestrowanych wielkoWci.

Górna czCWć obudowy posiada uchyln> czCWć, która umocliwia dostCp do

taWmy. Jest to odmienny sposób otwierania obudowy nic w przypadku

Hasler-Bern, gdzie odchylany jest cały przedni panel.

W niektórych lokomotywach spalinowych serii ST44 montowano

prCdkoWciomierze typu SŁ-02, gdzie w dolnej czCWci obudowy zamocowana

jest tarcza wskazaM prCdkoWci, na której znajduje siC ponadto zegar

wskazuj>cy aktualny czas. W górnej czCWci pokrywy znajduje siC zaszklony

otwór słuc>cy do obserwacji zapisywanych na taWmie informacji, a takce

osłoniCty sygnalizator granicznej szybkoWci. W dolnej czCWci obudowy

szybkoWciomierza zamocowano urz>dzenie rejestracji ciWnienia powietrza

hamowania.

PrCdkoWciomierze, w zalecnoWci od rodzaju, posiadaj> obudowC

umocliwiaj>c> zamontowanie ich w pozycji stoj>cej lub wisz>cej. Do tego

celu słuc> nadlewy z otworami do przykrCcania całego aparatu do Wciany lub

podłoca.

Przeniesienie napCdu

Do napCdu szybkoWciomierzy stosuje siC skrzynki przekładniowe i wałki

napCdowe. Skrzynki przekładniowe zamontowane na maanicach drugiego

zestawu kołowego lokomotywy słuc> do przeniesienia momentu obrotowego

z tego zestawu na wałek napCdowy szybkoWciomierza. Wałki napCdowe s>

łocyskowane w dwóch punktach.


www.e-bookowo.pl

19

WnCtrze

W zalecnoWci od typu oraz producenta prCdkoWciomierze składaj> siC z

wałka głównego napCdowego, urz>dzenia napCdu posuwu taWmy,

mechanizmu pomiarowego, zegarowego oraz urz>dzenia do pomiaru

ciWnienia lub podciWnienia.

Wałek główny

Wałek główny jest elementem otrzymuj>cym moment obrotowy

pochodz>cy od zestawu kołowego poprzez znajduj>c> siC na maanicy

skrzynkC przekładniow>, a nastCpnie na nadajnik w przypadku

prCdkoWciomierzy z napCdem elektrycznym. ZaW dla szybkoWciomierzy z

napCdem mechanicznym przeniesienie napCdu realizowane jest poprzez

elastyczny wałek, który doprowadza napCd do wałka głównego. Nadajnik

jest elementem składaj>cym z zespołu oporników, komutatora, pierWcieni

Wlizgowych oraz szczotek. Jego zadaniem jest przetworzenie

doprowadzonego pr>du stałego w pr>d zmienny trójfazowy o czCstotliwoWci

zalecnej od prCdkoWci obrotowej zestawu kołowego pojazdu. PiCć szczotek

znajduj>cych siC w głowicy współpracuje z pierWcieniami Wlizgowymi, przy

czym wyrócnia siC trzy rodzaje pierWcieni: dwa pełne i jeden segmentowy.

Trzy szczotki współpracuj> z pierWcieniem segmentowym, a pozostałe z

pierWcieniami pełnymi. Podczas pracy zestawu kołowego wirnik nadajnika

wykonuje ruch obrotowy. Wówczas szczotki rozmieszczone na obwodzie

pierWcienia segmentowego otrzymuj> zmieniaj>cy siC cyklicznie potencjał

od ujemnego do dodatniego. Działanie to powoduje przetworzenie napiCcia

stałego doprowadzonego do nadajnika na trójfazowe przemienne, zasilaj>ce

odbiornik prCdkoWciomierza.

Mechanizm napCdu posuwu taWmy

Mechanizm napCdu posuwu taWmy w przypadku Hasler-Bern jest

zbudowany z układu wspieraj>cego, dzielonej rolki napCdowej oraz rolki


www.e-bookowo.pl

20

prowadz>cej. PrCdkoWciomierz WR7 posiada z kolei dwie rolki: podaj>c> i

nawijaj>c> oraz dwa wałki bCd>ce elementami kontroluj>cymi prowadzenie

taWmy. Na wałkach w górnej i dolnej czCWci znajduj> siC kolce, które

dziurawi> taWmC oraz umocliwiaj> naci>g i unikniCcie poWlizgu podczas

przesuwu taWmy. Otwory wykonywane s> co 2,5 mm. Podobn> funkcjC

realizuje wałek transportowy (rolka napCdowa) prCdkoWciomierzy

wskazuj>co-rejestruj>cych firmy Hasler-Bern. Posiada ona igły w górnej i

dolnej czCWci rolki, które nakłuwaj> taWmC równiec co 2,5 mm, co

odpowiada odległoWci ½ km podczas jazdy, b>da 30 minutom podczas

postoju. NapCd rolki nadaje przekładnia Wlimakowa współpracuj>ca z

wałkiem głównym. Przeniesienie napCdu jest realizowane w ten sam sposób

we wszystkich typach prCdkoWciomierzy. Kolejn> cech> wspóln> jest to, ce

podczas postoju napCd mechanizmu posuwu taWmy pochodzi od sprCcyny

zegarowej mechanizmu zegarowego. Firma Deuta-Werke zaopatrzyła swoje

produkty w samoczynne nakrCcanie sprCcyny podczas jazdy poci>gu, czego

nie posiadaj> prCdkoWciomierze innych producentów. Jednak to nie

powoduje braku koniecznoWci nakrCcania. Czas działania mechanizmu po

zakoMczeniu jazdy, czyli w stanie postoju, kiedy mechanizm posuwu taWmy

napCdzany jest ze sprCcyny zegarowej, wynosi 30 minut.

Mechanizm posuwu taWmy jest bardzo wacnym elementem urz>dzenia

pomiarowo-rejestruj>cego, gdyc dziCki niemu jest mocliwa rejestracja

informacji o stanie pojazdu. W przypadku jakiejkolwiek jego usterki

prCdkoWciomierz pozbawiony zostaje tej funkcji.

Mechanizm pomiarowy

Mechanizmy pomiarowe s> elementami najbardziej skomplikowanymi i

WciWle ze sob> powi>zanymi ze wzglCdu na ich wacn> rolC oraz liczbC

współpracuj>cych ze sob> elementów. Z tego wzglCdu s> one montowane w

oddzielnych zespołach. Urz>dzenia te umocliwiaj>:

- zamianC ruchu dwukierunkowego na jednokierunkowy, przy

wskazywaniu prCdkoWci zawsze zgodnie z ruchem wskazówek zegara za


www.e-bookowo.pl

21

pomoc> prostownika, czyli przyrz>du składaj>cego siC z trzech kół zCbatych

poł>czonych obrotowo i przegubowo za pomoc> nakładek.4

- pomiar prCdkoWci oraz jej wskazanie wraz z zapisem na taWmie

- zliczanie przebytej drogi oraz przedstawianie jej na numeratorze

licznika przebytych kilometrów.

W wymienionych wycej modelach mechanizmy te, choć spełniaj> tC

sam> funkcjC, zdecydowanie siC od siebie rócni>. W prCdkoWciomierzach

Hasler-Bern aparat pomiarowy składa siC z mechanizmu zegarowego

odmierzaj>cego jednostki czasu, aparatu wskazuj>cego oraz licznika

kilometrów. NapCd pochodzi od zestawu kołowego, naci>ga sprCcynC w

bCbnie, która wywiera moment obrotowy za pomoc> koła zCbatego

umieszczonego na bCbnie na oW czasow> mechanizmu zegarowego. SprCcyna

składa siC z dwóch czCWci: tak zwanej długiej naci>gowej oraz sprCcyny

płaszcza bCbnowego (zwanej Wlizgow>). Długa sprCcyna charakteryzuje siC

duc> elastycznoWci>, zaW krótka znacznie zmniejszon>. Krótka sprCcyna

zaczepiona jednym koMcem ł>czy siC z drug> sprCcyn>, a jej drugi koniec

jest swobodny, umocliwiaj>c Wlizganie siC po wewnCtrznej Wciance bCbna

przy zbyt silnym naci>gniCciu. Długa sprCcyna jest poł>czona drugim

koMcem z otworem w Wrodku bCbna, przez który przechodzi oW

współpracuj>cych z bCbnem kół zCbatych.

4 Por. Vwitalski M.: SzybkoWciomierze..., op.cit., s. 20-22.


www.e-bookowo.pl

22

Rys.1. SprCcyna Wlizgowa z bCbnem mechanizmu pomiarowego.5

Czas potrzebny na wskazanie prCdkoWci jest równy 1 sekundzie, czyli

odpowiada to naci>gniCciu sprCcyny w bCbnie, uruchamiaj>cej tym samym

mechanizm pomiarowy. WystCpuje tutaj zalecnoWć mierzonego czasu od

pomiaru szybkoWci. Mechanizm zegarowy, przejmuj>cy napCd od sprCcyny,

odmierza jednostki czasu, a zaW mechanizm pomiarowy mierzy iloWć

obrotów osi napCdowej szybkoWciomierza równych obrotom zestawu

kołowego w tych jednostkach czasu.

Dodatkowo wałek główny napCdowy współpracuje z kołem zCbatym

drugiego mechanizmu pomiarowego odpowiadaj>cego za wychylenie

wskazówki prCdkoWciomierza, umieszczonego na ruchomym ramieniu

zwanym sprzCgaj>cym. RamiC to posiada mocliwoWć odchylania siC,

Wlizgaj>c siC swym koMcem po wyciCciach w osi czasowej, dociskaj>c siC do

niej za pomoc> sprCcyny. Urz>dzenie pomiarowe zostaje odchylone o k>t

odpowiedni dla danej prCdkoWci obrotowej. Wychylenie to powoduje

przeniesienie mierzonych obrotów na wskazówkC prCdkoWciomierza. Koło

napCdowe mechanizmu pomiarowego napCdzane jest przez 0,5 sekundy przy

5 Ibidem, s. 23.

PRBDKOVCIOMIERZE KOLEJOWE - Gandalf.com.pl · Malinowskiego - kolej Callao–La Oroya (1876),...

Documents

Transcript of PRBDKOVCIOMIERZE KOLEJOWE - Gandalf.com.pl · Malinowskiego - kolej Callao–La Oroya (1876),...