Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Трансмиссия Hydra-Matic Drive, выпускавшаяся с 1939 по 1956 год, выставлена ​​в Музее автомобильного наследия Ипсиланти.

Hydramatic (также известный как Hydra-Matic ) является автоматической коробкой передач , созданной как General Motors " Cadillac и Oldsmobile подразделений. Представленная в 1939 году для автомобилей 1940 модельного года, Hydramatic была первой серийной полностью автоматической коробкой передач, разработанной для использования в легковых автомобилях .

История [ править ]

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 был прорыв Кадиллака синхронизаторов полностью синхронизирована механической коробкой передач, разработанная инженером Cadillac граф А. Томпсон и представил осенью 1928 года [1]

Cadillac под руководством Томпсона начал работу над «бесступенчатой» трансмиссией в 1932 году, и в Cadillac Engineering был создан новый отдел, возглавляемый 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.

Автоматическая коробка передач безопасности (AST) была касательной вырост этой работы. AST представляла собой полуавтоматическую трансмиссию с планетарными передачами и обычным фрикционным сцеплением , требующим от водителя использовать сцепление для переключения на передачу или выключения, но не между двумя передними передачами. Oldsmobile предлагал AST с 1937 по 1939 год, а Buick - только в 1938 году.

Хайдраматик был разработан , чтобы объединить гидравлическую операцию планетарного редуктора ( что позволяет значительно переключение быть автоматизированы) с текучей муфтой вместо фрикцион, устраняя необходимость в де-сжимая. Коробка передач будет иметь четыре скорости переднего хода (3,82: 1, 2,63: ​​1, 1,45: 1 и 1,00: 1) [2] плюс задний ход, причем все ускорение обеспечивается за счет передачи; его гидравлическая муфта не увеличивала мощность двигателя, как преобразователь крутящего момента . (В этом смысле он был менее сложным, чем прототип Vulcan 1924 года (Vulcan-Werke Hamburg und Stettin) , у которого был преобразователь крутящего момента.) [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 « Hydra-Matic Drive », был запущен в производство в мае 1939 года в качестве модели 1940 года . Первые автомобили Oldsmobile, оборудованные таким образом, были отправлены в октябре 1939 года. Oldsmobile был выбран для представления Hydra-Matic по двум причинам: экономия на масштабе - Oldsmobile произвел больше автомобилей, чем Cadillac и Buick в то время, что обеспечило лучшую испытательную базу - и для защиты репутация Cadillac и Buick в случае отказа рынка от новой трансмиссии. Реклама провозгласила это «величайшим достижением со времен самозарядки ».

В 1940 году Hydra-Matic был $ вариант 57,00, [3] поднявшись до $ 100,00 за 1941 год В 1941 году он также стал вариант на Кадиллаки [3] [4] за $ 125.00. К тому времени, когда производство легковых автомобилей было остановлено для производства военного времени в феврале 1942 года, было продано почти 200000 автомобилей .

Во время войны Hydramatic использовался в различных военных транспортных средствах, включая танк M5 Stuart (где два из них были соединены с двумя двигателями Cadillac V8 ) и легкий танк M24 Chaffee . Обширная служба военного времени значительно улучшила послевоенную конструкцию трансмиссии, которая позже была объявлена ​​«испытанной в боях».

Начиная с 1948 года Hydramatic стала необязательной для Pontiacs (и была в 70% из них в том году) [5], хотя Buick и Chevrolet решили разработать свои собственные автоматические трансмиссии. К 1949 году было продано один миллион Hydramatics . В начале 1950-х годов различные производители, не имевшие ресурсов для разработки собственной автоматической трансмиссии, купили Hydra-Matics у GM. Пользователи включали:

  • 1951–1957 Хадсон
  • 1950–1957 Нэш
  • 1951–1956 Нэш Рамблер
  • 1957 Рамблер
  • 1958–1960 Rambler American (только флот ассоциированной компании AT&T)
  • 1951 Фрейзер
  • 1951–1955 Кайзер
  • 1954–1955 Виллис
  • 1949–1954 Линкольн

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

В результате сильного пожара, уничтожившего 12 августа 1953 года завод GM Hydra-Matic в Ливонии, штат Мичиган , корпорация и три подразделения, которые использовали эту трансмиссию, пытались найти другие источники автоматических трансмиссий, чтобы завершить производство модели того года. В результате Oldsmobiles и Кадиллаки во время простоя были собраны с Бьюика Dynaflow передачи, в то время как Понтиак используется Шевроле «с Powerglide , как два скоростных крутящего момента преобразователь единиц. Не-GM производители, которые купили Hydra-Maticsот 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 трансмиссию Ford-O-Matic , разработанную Боргом-Уорнером , в то время как другие автопроизводители также перешли на автоматику от Borg-Warner во время простоя.

Примерно через девять недель после пожара в Ливонии GM открыла новый источник производства Hydra-Matic в Уиллоу-Ран , штат Мичиган. К тому времени, когда в конце 1953 года дебютировали модели 1954 года, производство Hydra-Matic вернулось к нормальному уровню, и все Cadillac, Oldsmobiles и Pontiac модели 54-го года с автоматической коробкой передач снова были оснащены Hydra-Matics .

Hydra-Matic 315 передачи, произведенной в период между 1956 и 1964

Развиваясь под давлением промышленной конкуренции со стороны других производителей , такими как Studebaker Трехстрочного скорость блокировки гидротрансформатора крутящего момента совместно разработанным Detroit Гиром (подразделением Borg-Warner), названного DG 200/250 и Packard «ы двойного диапазона два -скоростной гидротрансформатор, соединенный с Ultramatic , GM Hydra-Matic претерпел несколько изменений в течение 1955 года, прежде чем был постепенно заменен существенно переработанной гидравлической муфтой HydraMatic (также называемой Jetaway , Oldsmobile и StratoFlight , а затем Super Hydra-Matic , от Pontiac, или 315 HydraMatic , от Cadillac, или Hydra-Matic с двойным сцеплением ) в 1956 году.

С контролируемым Муфта Hydra-Matic включены вторичную гидромуфты и пару SPRAG муфты в месте прежних фрикционного сцепления и тормозных лент, сдвиг в части попеременно дренажа и заполнения вторичного сцепления. 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 была существенно более плавной, чем оригинальная Hydra-Matic , но также более сложной и дорогой в производстве. Так же эффективна, как и оригинальная HydraMatic, потому что все трансмиссии HydraMatic , включая Roto Hydra-Matic и Tempest Torque , используют раздельную муфту. конструкция крутящего момента

Hydra-Matic 240 передачи, произведенной в период между 1961 и 1964

В 1961 году несколько менее сложный, но гораздо менее надежный трехступенчатый Roto Hydramatic, также получивший название «Slim Jim» Hydramatic (в котором был сохранен принцип переключения «выгрузка и заполнение»), был принят для всех Oldsmobiles, а также для полной версии Pontiac. -размерные модели Catalina, Ventura и Grand Prix, в то время как все модели Cadillac и Pontiac Bonneville и Star Chief сохранили старую четырехступенчатую регулируемую муфту Hydra-Matic . Коробки передач Hydramatic были в конечном итоге заменены новой автоматической коробкой передач с трехступенчатым гидротрансформатором под названием Turbo-Hydramatic в 1964 и 1965 годах, конструкция которой в принципе была больше похожа на Chrysler TorqueFlite.и Ford Cruise-O-Matic, спроектированного Боргом-Уорнером '51, чем гидравлическая муфта Hydra-Matic, которую заменил "Turbo".

Hydra-Matic 375 передачи, произведенной в период между 1961 и 1964

Оригинальный Hydra-Matic продолжал использоваться в легких грузовиках и других коммерческих транспортных средствах до 1962 года. Впоследствии он был заменен в этой роли Powerglide подразделения Chevrolet (где он был назван Pow-R-Flow) в линейке легких грузовиков GMC. и позже, в 1966 году, с Turbo Hydra-Matic (THM) в легких грузовиках GMC, упрощенная конструкция которых была намного дешевле в производстве. Линия легких грузовиков Chevrolet Division использовала неадекватный Powerglide на протяжении 1960-х годов, пока Turbo-Hydramatic не стал стандартом в 1969 году. Производство чугунных Hydra-Matic было прекращено на Willow Run после 1962 модельного года, а производство Controlled-Coupling Hydramatic было прекращено.прекратилась в начале 1964 года, что дало возможность переоснастить Turbo Hydra-Matic 400, которая дебютировала в моделях Cadillac 1964 года в середине года, причем модели Pontiac Division Star Chief и Bonneville были последними, кто использовал Hydramatic с управляемой муфтой (модель HM315). любого автомобиля GM. В производстве Turbo-Hydramatic 1964 года использовался селекторный квадрант, аналогичный Chevrolet Powerglide, в котором было только одно положение «Drive» и «Low», хотя это был настоящий трехступенчатый агрегат. Это было улучшено для всех моделей 1965 года с квадрантом «D L2 L1» или «DS L», что обеспечило гибкость «двух диапазонов», как и Dual-Range Hydramatic 1953-1955 годов.Именно эта версия пришла на смену всем Roto Hydramatic.и модели Controlled-Coupling Hydramatic в автомобилях GM в том же году, положив конец 24-летнему производству четырехступенчатых автоматических трансмиссий, устраняющих необходимость в преобразователе крутящего момента. Несмотря на название, Turbo-Hydramatic не имеет механических или конструктивных особенностей, связанных с оригинальной Hydra-Matic или Controlled-Coupling Hydramatic.

Коробка передач Hydra-Matic 2010 года выпуска

Hydra-Matic была сложной конструкцией, которую было дорого производить. Несмотря на некоторые ранние проблемы, он был надежен и настолько прочен, что широко использовался в дрэг-рейсинге в 1960-х годах. Она была не такой плавной, как трансмиссии некоторых конкурентов (особенно Dynaflow Buick ), но была более эффективной, особенно на скоростях шоссе. Hydra-Matic проложила путь к широкому признанию автоматического переключения передач.

Трехскоростная облегченная версия Turbo Hydra-Matic , получившая название Turbo-Hydramatic 180, производилась подразделением GM Hydra-Matic с 1981 по 1998 год для использования в большом количестве небольших легковых и грузовых автомобилей.

Hydramatic - это торговое название подразделения автоматических трансмиссий GM, которое производит различные трансмиссии, наиболее известной из которых является Turbo Hydra-Matic с 1960-х по 1990-е годы.

Дизайн [ править ]

Хайдраматик использовали два элемента гидромуфты (не преобразователь крутящего момента , который имеет по меньшей мере три элемента, насос, турбина, и статор , хотя Roto Hydra-Matic имеет гидромуфты и неподвижный статор) и три планетарных gearsets , обеспечивая четыре скорость вперед плюс назад. Стандартные соотношения для оригинальной Hydra-Matic составляли 3,82: 1, 2,63: ​​1, 1,45: 1 и 1,00: 1 для автомобилей, и 4,08: 1, 2,63: ​​1, 1,55: 1 и 1,00: 1 для легких грузовиков и автомобилей. другие коммерческие приложения. Controlled-сцепка Hydra-Matic используется 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 насосами для повышения давления в его гидравлической системе управления и смазки внутренних компонентов. Передний насос представлял собой лопаточный блок с регулируемым рабочим объемом, приводимый в действие корпусом 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, а это 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 поток мощности проходил через переднюю планетарную шестерню (редукция 1,45: 1 или 1,55: 1, в зависимости от модели), затем через гидравлическую муфту , затем через задний редуктор (редукция 2,63: ​​1) и через редуктор. редуктор заднего хода (нормально заблокированный) к выходному валу. То есть входной тор гидравлической муфты работал с меньшей скоростью, 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 уменьшалось по мере увеличения оборотов двигателя .

Когда трансмиссия переключалась на вторую передачу, передняя шестерня блокировалась, и входной тор теперь работал с частотой вращения двигателя. Это имело желаемый эффект «затягивания» муфты и уменьшения проскальзывания, но, к сожалению, также произвело несколько резкий сдвиг. 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, которое было слышно по значительному снижению оборотов двигателя при переключении.

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

Многие Hydramatics не очень хорошо справлялись с переключением 2-3 передач, поскольку 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 чугунном Hydramaticбыла изменяющаяся упругость управляющих пружин в гидроблоках. Даже температура окружающей среды будет влиять на эту переменную, так что Hydramatic , который идеально сдвигается в летний день, обычно показывает 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 защелка 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, понижающий) 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 сервоприводом.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 кольцевая 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.

Hydramatic первого поколения (а не версия Controlled-Coupling, которая пришла на смену ей 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. Кроме того, оригинальный Hydramatic требовал периодической регулировки ремешка в качестве элемента 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.

Полностью чугунная Hydramatic была самой тяжелой автоматической коробкой передач, когда-либо производимой для автомобилей. Самым тяжелым из них была версия Truck Hydra-Matic, предлагаемая GM Truck and Coach Division в своей линейке легких и средних грузовиков и обычных автобусов, а также транзитных автобусов с поперечным расположением двигателя L6, выпускавшихся до 1963 года. Эта конкретная версия весила невероятные 655 фунтов, когда была оснащена угловым приводом для применения в автобусах, в то время как модель пикапа тонны и выше (HM270) по-прежнему показывала солидные 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 была подвергнута критике со стороны механиков магазинов, которым приходилось снимать или переустанавливать такое устройство, поскольку они тоже были довольно тяжелыми по сравнению с другими современными устройствами. В конце концов, настоящий Hydramatic оказался устаревшим из-за его стоимости, как из-за используемого сырья, так и из-за необходимой обработки. Преемник Turbo Hydramatic был намного более простой, легкой и дешевой, хотя и менее эффективной трансмиссией.

См. Также [ править ]

  • Список трансмиссий GM
  • История жидкостей для АКПП GM

Примечания [ править ]

  1. ^ Северсон, Aaron (29 мая 2010). «История Hydra-Matic: первая автоматическая трансмиссия» . Ateupwithmotor.com . Проверено 29 октября 2012 года .
  2. ↑ Флори, Дж. «Келли», младший. American Cars 1946-1959 (Джефферсон, Северная Каролина: McFarland & Coy, 2008), стр.1017.
  3. ^ a b c Csere, Csaba (январь 1988), «10 лучших инженерных достижений», Автомобиль и водитель , 33 (7), п. 63.
  4. ^ a b 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.

Внешние ссылки [ править ]

  • Подразделение General Motors Powertrain
  • Первая в мире массовая автоматическая коробка передач (YouTube), Государственный университет Вебера , Огден, штат Юта, 2017 г.