Hydramatic - Hydramatic

Трансмиссия Hydra-Matic Drive, выпускавшаяся с 1939 по 1956 год, выставлена ​​на выставке Музей автомобильного наследия Ипсиланти

Hydramatic (также известный как Hydra-Matic) является автоматическая коробка передач разработан как Дженерал Моторс ' Кадиллак и Oldsmobile подразделения. Представленный в 1939 году для автомобилей 1940 модельного года, Hydramatic была первой серийной полностью автоматической коробкой передач, разработанной для легковых автомобилей. автомобиль использовать.

История

В течение 1930-х годов автопроизводители стремились уменьшить или исключить необходимость переключения передач. В то время синхронное переключение передач все еще было новинкой (и в большинстве случаев ограничивалось более высокими передачами), а переключение механической коробки передач требовало больше усилий, чем хотелось бы большинству водителей. Исключением здесь стал прорыв Кадиллака. синхронизатор полностью синхронизированная механическая коробка передач, разработанная инженером Cadillac Эрл А. Томпсон и представлен осенью 1928 года.[1]

Cadillac под руководством Томпсона начал работать над «бесступенчатой» трансмиссией в 1932 году, и в Cadillac Engineering был создан новый отдел во главе с Томпсоном, в который вошли инженеры Эрнест Сихолм, Эд Коул, Оуэн Накер, и Оливер Келли. В 1934 году группа трансмиссий Cadillac разработала коробку передач с передаточным числом, которая автоматически переключалась при полном крутящем моменте. Эта же группа инженеров была затем переведена в GM Central Research, где в 1935-1936 годах строили пилотные блоки трансмиссии, которые затем были переданы Oldsmobile для испытаний.

В Автоматическая коробка передач безопасности (AST) явился косвенным результатом этой работы. AST была полуавтоматической трансмиссией, использующей планетарные передачи и обычное трение схватить, требуя, чтобы водитель использовал сцепление для включения или выключения передачи, но не между двумя передачами переднего хода. Oldsmobile предлагал AST с 1937 по 1939 год, а Buick - только в 1938 году.

В HydraMatic был разработан, чтобы объединить гидравлический работа планетарной коробки передач (позволяющая автоматизировать большое количество переключений) с гидравлическая муфта вместо фрикционной муфты, что устраняет необходимость выключения сцепления. Коробка передач будет иметь четыре скорости движения вперед (3,82: 1, 2,63: ​​1, 1,45: 1 и 1,00: 1).[2] плюс задний ход, все ускорение обеспечивается за счет передачи; его гидравлическая муфта не увеличивала мощность двигателя как гидротрансформатор делает. (В этом смысле он был менее сложным, чем 1924 г. Вулкан (Vulcan-Werke Hamburg und Stettin) прототип, имевший гидротрансформатор.)[3] Он включал стояночную защелку, которая включалась, когда селектор переключения передач переводился в обратном направлении при выключенном двигателе. Отдельной позиции в парке, как в современных трансмиссиях, не было.

Результат, получивший название "Гидравлический привод, "пошла в производство в мае 1939 г. на 1940 г. год выпуска. Первые автомобили Oldsmobile, оборудованные таким образом, были отправлены в октябре 1939 года. Oldsmobile был выбран, чтобы представить Hydra-Matic по двум причинам: экономия на масштабе (Oldsmobile в то время произвела больше автомобилей, чем Cadillac, что обеспечило лучшую испытательную базу) и для защиты репутации Cadillac в случае рыночного сбоя новой трансмиссии. Реклама провозгласил это «величайшим достижением со времен самозапускающий."

В 1940 г. Hydra-Matic был $ 57.00 вариант,[3] рост до 100 долларов в 1941 году. В 1941 году он также стал опцией на Кадиллаки[3][4] за 125,00 долларов. К тому времени, когда производство легковых автомобилей было остановлено на военное время Производство в феврале 1942 г.

Во время войны Hydramatic использовался в различных военных транспортных средствах, включая M5 Стюарт бак (где двое из них были повязаны с близнецами Кадиллак V8 двигателей) и M24 Chaffee легкий танк. Обширная служба военного времени значительно улучшила послевоенную конструкцию трансмиссии, которая позже была объявлена ​​«испытанной в боях».

С 1948 г. Hydramatic стал необязательным для Понтиаки (в том году было у 70% из них),[5] несмотря на то что Бьюик и Chevrolet предпочел разрабатывать собственные автоматические трансмиссии. Один миллион Гидраматика была продана к 1949 году. В начале 1950-х годов различные производители, не имевшие ресурсов для разработки собственной автоматической коробки передач, покупали Гидра-Матикс от GM. Пользователи включали:

В 1952 г. Rolls-Royce приобрел лицензию на производство HydraMatic для Rolls-Royce и Bentley автомобили. Производство продолжалось до 1967 года.

Сильный пожар, уничтоживший GM Hydra-Matic посадить в Ливония, Мичиган 12 августа 1953 года покинул корпорацию и три подразделения, которые использовали эту трансмиссию, для других источников автоматических трансмиссий, чтобы завершить производство модели того года. Как результат, Oldsmobiles и Кадиллаки за время простоя были собраны с Бьюика Dynaflow передача, в то время как Понтиаки использовал Chevrolet с Powerglide, оба двухскоростных гидротрансформатора. Не-GM делает это купленное Гидра-Матикс от корпорации, включая подразделение Ford Motor Co. Lincoln и независимых автопроизводителей Hudson, Kaiser и Nash, в конечном итоге также искали другие источники автоматических трансмиссий, при этом Lincoln использовал разработанные Borg-Warner Ford-O-Matic трансмиссия, в то время как другие автопроизводители также перешли на автоматику от Борг-Уорнер во время простоя.

Примерно через девять недель после пожара в Ливонии GM открыла новый источник Hydra-Matic производство на Willow Run, Мичиган. К тому времени, когда модели 1954 года дебютировали в конце 1953 года, Hydra-Matic производство вернулось к нормальному уровню, и все Cadillac, Oldsmobiles и Pontiacs 54-го года с автоматическими коробками передач снова были оснащены Гидра-Матикс.

А Hydra-Matic 315 трансмиссия, выпускавшаяся с 1956 по 1964 год

Развивается под давлением промышленной конкуренции со стороны других производителей, таких как трехступенчатый блокируемый гидротрансформатор Студебеккера, совместно разработанный Detroit Gear (подразделение Borg-Warner) под названием DG 200/250, и Packard двухдиапазонный двухскоростной гидротрансформатор с блокировкой Ultramatic, GM Hydra-Matic претерпел несколько изменений в течение 1955 г., после чего был постепенно заменен существенно переработанным Управляемая муфта HydraMatic (также называемый Jetaway, от Oldsmobile и StratoFlight, и позже Супер Гидра-Матик, компанией Pontiac или 315 HydraMatic, Cadillac, или Двойная муфта Hydra-Matic) в 1956 году.

В Управляемая муфта Hydra-Matic включены вторичная гидравлическая муфта и пара спраг муфта вместо бывшей фрикционной муфты и тормозных лент, частично смещаясь за счет попеременного слива и заполнения вторичной муфты. Это была более поздняя версия «двухдиапазонной Hydra-Matic» GM, впервые представленная в некоторых моделях 1952 года. Функция двойного диапазона позволяла водителю удерживать трансмиссию на третьей передаче до максимально допустимых точек переключения на повышенную передачу для повышения производительности в движении или в горных условиях. Новая трансмиссия с двойным сцеплением также включала отдельную парковочную позицию, соответствующую другим автоматическим трансмиссиям того времени.

Управляемая муфта Hydra-Matic был существенно более гладким, чем оригинал Hydra-Matic, но также более сложный и дорогой в производстве, такой же эффективный, как и оригинальный HydraMatic потому что все HydraMatic трансмиссии, в том числе Roto Hydra-Matic и Крутящий момент бури, используйте конструкцию с разделением крутящего момента

А Hydra-Matic 240 трансмиссия, выпускавшаяся с 1961 по 1964 год

В 1961 году несколько менее сложный, но и гораздо менее надежный трехступенчатый Roto Hydramatic также окрестили "Slim Jim" Hydramatic (в котором принцип переключения передач был сохранен) был принят для всех Oldsmobiles, а также для полноразмерных моделей Pontiac Catalina, Ventura и Grand Prix, в то время как все модели Cadillac и Pontiac Bonneville и Star Chief сохранили старые четырехместные модели. скорость Управляемая муфта Hydra-Matic единица. Hydramatic трансмиссии были в конечном итоге заменены новой автоматической трансмиссией с трехступенчатым гидротрансформатором, названной Турбо-гидраматический в 1964 и 1965 годах, конструкция которого в принципе больше походила на Chrysler TorqueFlite и '51, разработанный Боргом-Уорнером Форд Круиз-О-Матик чем гидромуфта Hydra-Matic заменил "Турбо".

А Hydra-Matic 375 трансмиссия, выпускавшаяся с 1961 по 1964 год

Оригинал Hydra-Matic продолжал использоваться в легких грузовиках и других коммерческих транспортных средствах до 1962 года. Впоследствии в этой роли его заменили подразделение Chevrolet Division. Powerglide (где он был назван «Pow-R-Flow») в линейке легких грузовиков GMC, а позже, в 1966 году, с Турбо Гидра-Матик (THM) в легких грузовиках GMC, производство которых по упрощенной конструкции было намного дешевле. Линия легких грузовиков Chevrolet Division использовала неадекватные Powerglide на протяжении 1960-х годов до Турбо-гидраматический стандарт изготовлен в 1969 году. Чугун. Hydra-Matic производство прекратилось в Willow Run после 1962 модельного года, и Управляемая муфта Hydramatic прекратились в начале 1964 г., что дало время на переоснащение Турбо Гидра-Матик 400, который дебютировал в моделях Cadillac 1964 года в середине года, причем модели Pontiac Division Star Chief и Bonneville были последними, кто использовал Управляемая муфта Hydramatic (Модель HM315) любого автомобиля GM. 1964 г. Турбо-гидраматический при производстве использовался селекторный квадрант, аналогичный Chevrolet Powerglide в нем было только одно положение «Драйв» и «Низкое», хотя это был настоящий трехступенчатый агрегат. Это было улучшено для всех моделей 1965 года с квадрантом «D L2 L1» или «D S L», что обеспечило гибкость «двойного диапазона», как и Двухдиапазонный гидраматический 1953-1955 гг. Именно эта версия заменила все Roto Hydramatic и Управляемая муфта Hydramatic модели в автомобилях GM в том году, положив конец 24-летнему производству четырехступенчатых автоматических трансмиссий, которые устраняли необходимость в преобразователе крутящего момента. Несмотря на название, Турбо-гидраматический не имеет механических или конструктивных особенностей, связанных с оригиналом Hydra-Matic, или Управляемая муфта Hydramatic.

2010 г. Hydra-Matic коробка передач

Hydra-Matic был сложной конструкцией, которую было дорого производить. Несмотря на некоторые ранние проблемы, он был надежен и настолько прочен, что широко использовался в дрэг-рейсинг в течение 1960-х гг. Это было не так гладко, как трансмиссии некоторых конкурентов (особенно Buick Dynaflow ), но был более эффективным, особенно на скоростях шоссе. В Hydra-Matic проложили путь к широкому распространению автоматического переключения передач.

3-ступенчатая облегченная версия Турбо Гидра-Матик, называется Турбо-Hydramatic 180 был произведен GM Hydra-Matic подразделение с 1981 по 1998 год для использования в большом количестве небольших легковых и грузовых автомобилей.

Hydramatic это торговое наименование для подразделения автоматических трансмиссий GM, которое производит различные трансмиссии, наиболее заметной из которых являются Турбо Гидра-Матик с 1960-х по 1990-е гг.

Дизайн

В Hydramatic использовали двухэлементный гидравлическая муфта (не гидротрансформатор, который имеет как минимум три элемента: насос, турбину и статор, хотя Roto Hydra-Matic имеет гидромуфту и неподвижный статор) и три планетарные передачи, обеспечивая четыре скорости вперед плюс назад. Стандартные соотношения для оригинала Hydra-Matic составляли 3,82: 1, 2,63: ​​1, 1,45: 1 и 1,00: 1 в автомобильных приложениях и 4,08: 1, 2,63: ​​1, 1,55: 1 и 1,00: 1 в легких грузовиках и других коммерческих приложениях. В Управляемая муфта Hydra-Matic использовалось 3,97: 1, 2,55: 1, 1,55: 1 и 1,00: 1. Roto Hydramatic 375; трехступенчатая четырехступенчатая автоматическая коробка передач имеет соотношение 3,56: 1, 2,93: 1, 1,56: 1 и 1,00: 1. Roto Hydramatic 240; трехступенчатая четырехступенчатая автоматическая коробка передач имеет передаточные числа 3,64: 1, 3,03: 1, 1,57: 1 и 1,00: 1. Hydramatic был оснащен двумя насосы для создания давления в его гидравлической системе управления и смазки внутренних компонентов. Передний насос представлял собой лопаточный блок с регулируемым рабочим объемом, приводимый в действие от корпуса гидромуфты, что означало, что давление масла будет доступно сразу после запуска двигателя. Относительно постоянное давление поддерживалось перемещением ползуна внутри насоса, что приводило к изменению рабочего объема насоса и, следовательно, объема подаваемого масла.

Задний насос представлял собой нерегулируемый шестеренчатый насос, приводимый в действие выходным валом трансмиссии, что означало, что он был способен создавать давление в трансмиссии, если транспортное средство находилось в движении. Эта функция позволяла запускать автомобиль с разряженной аккумуляторной батареей, если его можно было разогнать до 15–20 миль в час (24–32 км / ч). На более высоких скоростях задний насос обеспечивал весь объем масла, необходимый для работы трансмиссии, а ползун переднего насоса был почти отцентрован, из-за чего этот насос производил небольшую мощность.

На первой передаче мощность передавалась через переднюю планетарную шестерню (редукция 1,45: 1 или 1,55: 1, в зависимости от модели), затем гидравлическая муфта, за которым следует узел задней шестерни (уменьшение 2,63: ​​1) и через узел шестерни заднего хода (обычно заблокированный) к выходному валу. То есть вход тор Гидравлическая муфта работала на более медленных оборотах, чем двигатель, из-за редукции узла передней шестерни. Это обеспечило исключительно плавный запуск из-за относительно большого количества проскальзывания, первоначально возникающего в гидравлической муфте. Это проскальзывание быстро уменьшилось, поскольку двигатель Об / мин повысился.

Когда трансмиссия переключается на вторую передачу, передняя шестерня блокируется, и входной тор теперь пробегал на оборотах двигателя. Это имело желаемый эффект «ужесточения» связь и уменьшение проскальзывания, но, к сожалению, также привело к несколько резкому сдвигу. Во время 1-2 смены машина кренилась вперед нередко, особенно когда дроссельная заслонка была полностью открыта.

При переключении на третью передачу передняя шестерня в сборе снова включалась в понижающую передачу, а задняя шестерня блокировалась. Из-за того, как был устроен узел задней шестерни, муфта перешла от 100 процентов крутящего момента двигателя к примерно 40 процентам, при этом баланс обеспечивался исключительно зубчатой ​​передачей. Это значительно уменьшило проскальзывание, что было заметно по значительному уменьшению, которое произошло в двигателе. Об / мин когда произошел сдвиг.

Переключение с третьей на четвертую передачу заблокировало переднюю шестерню в сборе, давая передачу 1,00: 1.[4] Гидравлическая муфта теперь обрабатывает только около 25 процентов крутящего момента двигателя, уменьшая проскальзывание до незначительной величины. Результатом стал исключительно эффективный уровень передачи мощности на скоростях шоссе, чего не могла бы достичь автоматика с гидротрансформатором без муфты гидротрансформатора.

Много Гидраматика не очень хорошо выполнял 2-3 переключения, так как переключение включало одновременную работу двух лент и двух сцеплений. Точной координации этих компонентов было трудно добиться даже в новых трансмиссиях. По мере старения уплотнений трансмиссии и других эластомеров характеристики гидравлического управления изменяются, и переключение на 2-3 переключения может вызвать либо кратковременную вспышку (резкое увеличение скорости двигателя), либо блокировку (короткий период, когда трансмиссия работает на двух передачах одновременно). , последнее часто приводит к выходу из строя передней полосы. Большая сложность в постановке "чистой" смены 2-3 или 3-2 в любом чугуне Hydramatic была изменяющаяся упругость управляющих пружин в гидроблоках. Даже температура окружающей среды повлияет на эту переменную, так что Hydramatic которые идеально сдвигаются в летний день, обычно показывают 2-3 «вспышки» в холодную погоду. Еще одна давняя жалоба водителя - это "вспышка" при попытке переключиться на пониженную передачу "3-2" при повороте, что обычно приводило к тряске шеи при наложении ленты.

С 1939 по 1950 год реверсивный якорь использовался для блокировки кольцевой шестерни реверсивного механизма от вращения посредством зацепления внешних зубцов, обработанных на этой коронной шестерне. С 1951 года конусная муфта делала то же самое при повышенном давлении масла, а подпружиненная стояночная собачка позволяла блокировать ту же коронную шестерню при отсутствии давления масла. Это работало лучше, так как якорь не стучал по внешним зубьям, если бы эта коронная шестерня вращалась (то есть, если двигатель не глохнет при включении заднего хода). Реверс был получен путем приложения крутящего момента от переднего блока (ленточный, в пониженном) через гидравлическую муфту к солнечной шестерне заднего блока. Водило этой передачи было нарезано на водило реверсивной передачи. Ступица кольцевой шестерни заднего блока имела на конце механическую обработку небольшую шестерню, которая служила солнечной шестерней заднего блока. Поскольку задний блок не использовался для реверса, задний блок и реверсивный блок объединялись, заставляя объединенные водила планетарной передачи вращаться против входного крутящего момента и с еще более низкой скоростью. Выходной вал был нарезан на водилах задней и реверсивной планетарной передачи.

Выключение двигателя привело к быстрому снижению давления трансмиссионного масла. Если рычаг селектора был в обратном направлении или был переведен в режим заднего хода после остановки двигателя, две механические части объединялись, чтобы обеспечить стояночный тормоз. Зубчатый венец реверсивного агрегата удерживался неподвижно реверсивным якорем. Приводной вал все еще мог вращаться, заставляя солнечную шестерню реверсивного блока и прикрепленную к нему кольцевую шестерню заднего блока вращаться с очень высокой скоростью, если бы не тот факт, что лента кольцевой шестерни заднего блока теперь приводилась в действие тяжелой пружиной. Обычно ленты наносятся сервопривод и отпускается за счет давления пружины, но в этом случае полоса удерживалась сервоприводом и прикладывалась давлением пружины (фактически, когда двигатель работал, полоса накладывалась за счет комбинации давления пружины с помощью давления масла). При выключенном двигателе эта тормозная лента, действующая на коронную шестерню заднего блока, имела огромное механическое преимущество. Поскольку коронная шестерня заднего блока с прикрепленной к нему солнечной шестерней заднего хода и коронная шестерня блока заднего хода были заблокированы на картере коробки передач, водила планетарной передачи и приводной вал не могли вращаться. Таким образом, он обеспечивал эффективный стояночный тормоз на карданном валу, который можно было использовать отдельно или в качестве дополнения к ручному тормозу.

Первое поколение Hydramatic (не Управляемая муфта версия, которая пришла на смену в 1956 году) не имела отдельной парковочной позиции, как в современных автоматических трансмиссиях. Водителю пришлось выключить двигатель, а затем включить передачу заднего хода, чтобы заблокировать трансмиссию и предотвратить движение автомобиля. Также оригинал Hydramatic требовала периодической регулировки диапазона как элемент планового обслуживания, чего не было в более поздних версиях. Oldsmobiles модели начала 1940 года с приводом Hydra-Matic можно было запустить с рычагом переключения передач в любом положении. После этого автомобиль начинал движение, если рычаг трансмиссии не был оставлен в положении N, нейтральное.

Все чугунные Hydramatic была самой тяжелой автоматической коробкой передач, когда-либо производимой для автомобилей. Самым тяжелым из них был Грузовик Hydra-Matic Версия, предлагаемая GM Truck and Coach Division в своей линейке легких и средних грузовиков и обычных автобусов, а также с его поперечно установленными транспортными автобусами с бензиновым двигателем L6, выпускавшимися до 1963 года. Эта конкретная версия весила невероятные 655 фунтов при оснащении угловым приводом для применения в общественном транспорте, в то время как модель пикапа тонны и выше (HM270) по-прежнему весила 435 фунтов. В сочетании с тяжелой силовой установкой GMC V6 1960-1962 годов вес трансмиссии был не намного легче, чем вес всего кузова пикапа модели P-2500 в тонны. Даже его преемник, Управляемая муфта Hydramatic был осужден механиками магазинов, которые должны были удалить или переустановить такое устройство, поскольку они тоже были довольно тяжелыми по сравнению с другими современными устройствами. В конце концов, правда Hydramatic был признан устаревшим из-за его стоимости, как из-за используемого сырья, так и из-за необходимой механической обработки. Преемник, Turbo Hydramatic, была намного проще, легче и дешевле, хотя и менее эффективной.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Северсон, Аарон (29 мая 2010 г.). «История Hydra-Matic: первая автоматическая коробка передач». Ateupwithmotor.com. Получено 29 октября, 2012.
  2. ^ Флори, Дж. "Келли" младший American Cars 1946-1959 гг. (Джефферсон, Северная Каролина: McFarland & Coy, 2008), стр. 1017.
  3. ^ а б c Чере, Чаба (Январь 1988 г.), «10 лучших инженерных достижений», Автомобиль и водитель, 33 (7), п. 63.
  4. ^ а б Флори-младший, Дж. «Келли» (2008). Американские автомобили, 1946–1959 гг. Каждая модель каждый год. McFarland & Company, Inc., Издатели. ISBN  978-0-7864-3229-5.
  5. ^ Флори, с.177.

внешняя ссылка