Allison Transmission Holdings Inc. es un fabricante estadounidense de transmisiones automáticas para uso comercial y sistemas de propulsión híbridos. Los productos Allison son especificados por más de 250 fabricantes de vehículos y se utilizan en muchos sectores del mercado, incluidos autobuses, recolección de residuos, bomberos, construcción, distribución, militares y aplicaciones especiales.
Con sede en Indianápolis , Indiana , Allison Transmission tiene presencia en más de 150 países e instalaciones de fabricación en Indianápolis, Chennai , India y Szentgotthárd , Hungría. [2]
Allison comenzó en 1909 cuando James A. Allison , junto con tres socios comerciales, ayudó a financiar y construir el Indianapolis Motor Speedway . En 1911, la nueva pista de Allison albergó la primera carrera de 500 millas de Indianápolis. Además de financiar varios equipos de carreras, James Allison fundó Speedway Racing Team Company el 14 de septiembre de 1915 [3] y rápidamente se ganó una reputación por su trabajo en autos de carrera y tecnología automotriz en general. [4] Allison construyó un taller cerca de la pista y cambió el nombre del equipo a Allison Experimental Company ; el taller luego se convirtió en la Planta No. 1. [3]
Cuando comenzó la Primera Guerra Mundial , Allison suspendió las carreras y la Allison Experimental Company comenzó a mecanizar piezas, herramientas y patrones para el motor del avión Liberty , el principal motor utilizado en el esfuerzo bélico de los EE. UU. Después de la guerra, Allison inscribió un automóvil en la Indy 500 de 1919 y ganó. Fue la última carrera en la que participó el equipo de Allison, ya que centró la atención de su empresa en la ingeniería aeronáutica, rebautizándola como Allison Engineering Company ; la empresa centrada en la aviación desarrolló cojinetes de manguito de bronce con respaldo de acero para el cigüeñal y las bielas, y engranajes reductores de alta velocidad para hacer girar las hélices y los sopladores tipo Roots . [3] La reputación y la experiencia de la empresa en aviación fue el factor principal en la decisión de General Motors de comprar la empresa tras la muerte de James Allison en 1928. [5] [6]
Poco después de la venta a General Motors el 1 de abril de 1929, los ingenieros de Allison comenzaron a trabajar en un motor de 12 cilindros para reemplazar los viejos motores Liberty. El resultado fue el motor de avión de 12 cilindros V1710 e hizo de la compañía, rebautizada como División Allison de GM en 1934, [3] también conocida como Allison Engine Company , una fuerza importante en la aviación. [7] La Planta 3 se construyó en 1939, una fábrica de 360.000 pies cuadrados (33.000 m2 ) para construir motores V1710. Debido a la demanda durante la Segunda Guerra Mundial , Allison agregaría una segunda fábrica (Planta 5) y 23.000 nuevos empleados; al final de la guerra, Allison había construido 70.000 motores V1710. [3]
Junto con el desarrollo y la producción del V1710, los ingenieros de GM comenzaron a diseñar la transmisión de dirección transversal CD-850 para vehículos militares de orugas en 1941; el diseño se completó en 1944 y Allison recibió el contrato para fabricar los prototipos. En febrero de 1945, General Motors formó la Sección de Ingeniería de Transmisión Allison , dividiendo la subsidiaria en Operaciones de Aeronaves y Operaciones de Transmisión en 1946. [3] El CD-850 combinaba cambio de rango, dirección y frenado. [8] [9] Allison dejó de producir el CD-850 en 1986, pero se produjo una versión con licencia en España durante más de una década después. [3]
General Motors comenzó a desarrollar transmisiones automáticas con convertidor de par hidráulico en la década de 1930 bajo su Grupo de Estudio de Productos, ofreciéndolo como una opción para Oldsmobile por primera vez en 1940. [3] Después de la Segunda Guerra Mundial, Allison Transmission centró su atención en el transporte civil. Allison diseñó, desarrolló y fabricó las primeras transmisiones automáticas para vehículos pesados, incluidos camiones de reparto, autobuses urbanos y vagones de ferrocarril, a partir de 1948. [8] [9] Además, Allison comercializó transmisiones para vehículos pesados todoterreno bajo la marca Powershift TORQMATIC, y las primeras transmisiones de la serie TG se produjeron en julio de 1948. [10]
El convertidor de par Allison serie 850 fue un componente crucial en el desarrollo de los vagones autopropulsados de posguerra, en particular el vagón diésel Budd Rail , que entró en servicio por primera vez en 1950. [11] La combinación con un motor diésel "panqueque" GM Serie 110 montado debajo del piso del vagón permitió que todo el sistema de potencia se mantuviera fuera de la carrocería del vagón, lo que hizo que toda la longitud del vagón estuviera disponible para los ingresos. El convertidor de par permitió tasas de aceleración sin precedentes antes de bloquearse en la transmisión directa. [12]
Aproximadamente al mismo tiempo que el CD-850 entraba en producción, la División de Camiones y Autocares de GMC solicitó que GM desarrollara una transmisión V-Drive con un convertidor de par en 1945 para su uso en autobuses de tránsito , reemplazando la transmisión manual Spicer que se ofrecía en ese momento. [3] Estos autobuses tenían motores montados en la parte trasera y para maximizar el espacio para los pasajeros, se minimizó el compartimiento del motor; la transmisión V-Drive recibió su nombre por el ángulo de intersección de 63° entre la entrada del eje de transmisión (desde el motor) y la salida (al eje trasero). [3] El desarrollo de la transmisión V-Drive fue dirigido por Bob Schaefer, un emigrante de Alemania que se había unido a GM en 1942 después de ayudar a dirigir la Twin Disc Company, que era una de las licenciatarias del convertidor de par hidráulico Ljungstroms. Schaefer fue reasignado de la División de Transmisiones de Detroit a Allison en 1946. [3]
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Las primeras transmisiones V-Drive de producción se entregaron en octubre de 1947, y el primer contrato importante fue para 900 autobuses en 1948, para la ciudad de Nueva York. [3] El VS-2 se introdujo en 1955, que agregó un divisor de entrada de dos velocidades; una versión con embragues hidráulicos y directos se introdujo en 1958 (VH), y la producción de las transmisiones V-Drive originales concluyó en julio de 1976, con 65.389 unidades producidas. [3]
Además del mercado de autobuses de tránsito, Allison comenzó a desarrollar transmisiones automáticas para camiones comerciales en 1953. Este esfuerzo dio como resultado la MT-25, que designaba la aplicación prevista ("M"edium "Trucks") y la potencia máxima de entrada, 250 hp (190 kW). La MT-25 era una transmisión automática de 6 velocidades, que utilizaba un divisor de alta/baja de dos velocidades y un tren de engranajes planetarios dobles de tres velocidades. El divisor estaba equipado con un retardador hidráulico . [3] Debido al costo adicional de la transmisión automática, las ventas fueron inicialmente lentas hasta que Allison comenzó a apuntar a mercados específicos que requerían conducción tanto dentro como fuera de la carretera, así como paradas y arranques frecuentes, como camiones mezcladores de concreto y de basura a principios de la década de 1960. [3] El MT-25 fue equipado primero como una opción de la marca Powermatic por Powermatic, [13] [14] exclusiva de esa marca durante el primer año, pero pronto fue ofrecida por otros fabricantes de camiones, incluidos Ford (1957), Reo (1958), Dodge (1958), Diamond T (1959), White (1961) e International Harvester (1961); la producción del MT-25 continuó hasta principios de la década de 1970. [3]
La MT-25 se complementó en septiembre de 1970 con una transmisión automática de segunda generación para trabajos más livianos, la AT-540 de cuatro velocidades, [15] que Allison desarrolló conjuntamente con Hydramatic Division a fines de la década de 1960; la AT-540 estaba destinada específicamente para uso en carretera y compartía similitudes con las transmisiones de los automóviles para reducir la penalización de costos para equipar camiones de carretera con transmisiones automáticas. [3] Más tarde, la propia MT-25 fue reemplazada por la MT-640 y se introdujo una versión para trabajos más pesados, la HT-740; las nuevas MT y HT se derivaron de la AT-540. Como opción, las transmisiones de las series MT-6 nn y HT-7 nn podían equiparse con una quinta marcha más baja para condiciones severas fuera de la carretera. [3] En 1970, GM combinó las divisiones Allison y Detroit Diesel como la División Detroit Diesel Allison de GM . [3]
Las transmisiones de la serie 500 (AT-540, etc.) estaban diseñadas para aceptar una potencia de entrada de hasta 235 hp (175 kW) y estaban destinadas a vehículos de hasta 30 000 lb (14 000 kg) de peso bruto del vehículo (GVW). La serie 600 de servicio mediano tenía clasificaciones aumentadas a 300 hp (220 kW) y 73 280 lb (33 240 kg) de GVW, mientras que la serie 700 de servicio pesado tenía clasificaciones de 445 hp (332 kW) y 80 000 lb (36 000 kg) de GVW. [3] En 1976, se introdujo una transmisión V-Drive de la serie 700 para autobuses, la V730 . [3] Las AT/MT/HT todavía se producían en 1998. [3]
Allison también produjo transmisiones para todo terreno en la década de 1960, comenzando con la serie DP 8000 "Dual Path Powershift". [16] Los primeros controles electrónicos se instalaron en la transmisión para todo terreno de la serie DP 8000 en 1971. [17] Los controles electrónicos (denominados Allison Transmission Electronic Control o sistema ATEC) se agregaron al MT/HT/V730 en 1983, mejorando el ahorro de combustible al controlar los cambios con mayor precisión. [3]
La transmisión World Transmission (WT) de seis velocidades de tercera generación se introdujo en 1991, en sustitución de las líneas AT/MT/HT/V730 de segunda generación. El desarrollo de la WT había comenzado a mediados de la década de 1980, antes de la venta de Detroit Diesel a Roger Penske en 1987. La WT utilizaba el sistema de control electrónico WT (WTEC) para controlar los embragues internos durante el cambio de marchas, equipado con una unidad de control que se adapta a las variaciones durante el uso. [3] La línea WT se dividió en las líneas MD (servicio mediano), HD (servicio pesado, introducida en 1993), [18] y B (autobuses con tracción en T); [3] las líneas MD y HD fueron posteriormente renombradas como las Series 3000 y 4000, respectivamente.
En 1998 [actualizar], en los Estados Unidos, Allison había construido el 92% de las transmisiones de los autobuses escolares, el 75% de las transmisiones de los autobuses de tránsito, el 65% de las transmisiones de los camiones de basura de servicio pesado y el 32% de todas las transmisiones de los camiones de servicio mediano. [3]
Allison siguió la línea WT (series 3000 y 4000) con las series 1000 y 2000 a partir de 1999. [3] La transmisión de la serie 1000 incorporó muchas características de la línea WT para camiones livianos, incluido el sistema de control electrónico, y estuvo inicialmente disponible como una opción con el motor diésel GM/Isuzu Duramax de 6,6 L y el motor de gasolina Vortec de 8,1 L para los camiones basados en la plataforma GMT800 . [19] [20]
En 2007, GM vendió Allison Transmission a las firmas de capital privado Carlyle Group y Onex Corporation por 5.600 millones de dólares. [21]
Allison comercializa sus transmisiones por series vocacionales según el uso previsto; por ejemplo, la Serie Tractor se vende e instala en tractores de Clase 8 , mientras que la Serie Motorhome se comercializa para fabricantes de vehículos recreativos . [37] A una transmisión se le da una designación específica para la serie vocacional, pero por lo demás es mecánicamente idéntica a otras transmisiones vendidas para otras series vocacionales; por ejemplo, las transmisiones de la Serie Bus B210 / B220 / B295 también se venden con engranajes idénticos como:
En conjunto, se agrupan en la familia de transmisiones de la serie 1000/2000; las transmisiones dentro de una familia comparten las mismas dimensiones básicas, capacidades de entrada de potencia y peso. Las familias de transmisiones Allison incluyen las series 1000/2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 9000 y Tractor Series. [37] A cada familia de transmisiones se le asigna una designación generacional basada en el sistema de control electrónico; las piezas generalmente no son intercambiables entre generaciones dentro de una familia específica: [38]
GM-Allison introdujo la tecnología de vehículos híbridos para autobuses de tránsito en 2003. Los productos de autobuses de tránsito híbridos Allison se comercializaron inicialmente como Allison Electric Drives E P System , [39] que incluía los siguientes componentes:
Allison caracteriza el sistema como la "Arquitectura híbrida paralela dividida compuesta de dos modos" . [40] : 4 Tal como se instala en los autobuses, el sistema EP tiene dos modos operativos o rangos de velocidad, y el cambio generalmente se produce entre 15 y 25 mph (24 y 40 km/h). [40] : 14 Con el acelerador a fondo, el arranque inicial del vehículo en el modo de baja velocidad es impulsado por el motor de salida. A medida que aumenta la velocidad del vehículo, el motor de entrada comienza a dominar, [40] : 18 lo que resulta en una salida mecánica casi total únicamente. [39] Hasta 2011, GM tenía la intención de introducir 16 modelos híbridos de automóviles y camiones de pasajeros basados en el sistema de modo dividido de Allison. [41] El beneficio principal del sistema híbrido Allison es recuperar la energía cinética durante el frenado regenerativo y almacenarla como energía eléctrica, que luego se puede convertir nuevamente en energía cinética a través de un motor de salida, que ayuda a acelerar el vehículo, reduciendo la demanda del motor y, en consecuencia, el consumo de combustible. [40] : 12 El ahorro de combustible se mejora hasta en un 60% y la aceleración también se puede mejorar en comparación con un autobús convencional. [39]
Para el operador, el sistema híbrido es automático y no requiere de capacitación especial. [39] En condiciones normales de funcionamiento en movimiento, la velocidad del motor es controlada por el TCM, que ordena un punto de par y velocidad en función de las necesidades del sistema híbrido. Durante el arranque y el apagado, el TCM ordena únicamente un requisito de velocidad. [40] : 11
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La unidad de transmisión EV se instala en lugar de una transmisión convencional y actúa como una transmisión continuamente variable controlada electrónicamente; [39] integra dos motores-generadores (MG-A y MG-B, en la entrada y salida, respectivamente), tres juegos de engranajes planetarios (P1, P2 y P3), un embrague giratorio (C2) y un embrague estacionario (C1). [40] : 7, 17 Desde el motor, la potencia se transfiere al eje de entrada a través de un amortiguador de par en lugar del convertidor de par convencional que se encuentra en una transmisión automática. El eje de entrada está acoplado al eje principal y MG-A a través del primer juego de engranajes planetarios (P1), y MG-A está acoplado a MG-B a través de otro juego de engranajes planetarios (P2). MG-B está acoplado al eje de salida a través de un tercer juego de engranajes planetarios (P3) y los embragues estacionario (C1) y giratorio (C2). [40] : 17 Ambos motores son motores de inducción de CA trifásicos y cambian automáticamente de motorización a generación cuando la frecuencia de rotación mecánica excede la frecuencia del campo del estator. [40] : 13, 15
Hay dos unidades de transmisión disponibles (EP40 o H 40 EP; y EP50 o H 50 EP). La H40 está destinada al uso en autobuses de tránsito regular, mientras que la H50 es para autocares articulados y suburbanos, similares en tamaño y aplicación a las transmisiones de las series de autobuses B400 y B500, respectivamente. La H40 tiene una capacidad de entrada continua de 280 hp (210 kW) y 910 lb⋅ft (1230 N⋅m) de torque, mientras que los respectivos límites de entrada de la H50 son 330 hp (250 kW) y 1050 lb⋅ft (1420 N⋅m). [37]
El DPIM incluye un inversor para cada motor; la salida continua y pico son 160 y 300 kW, respectivamente. [40] : 19 El ESS utiliza baterías de níquel-metal hidruro, enfriadas por aire mediante ventiladores internos, y pesa aproximadamente 915 lb (415 kg). [40] : 22 El ESS está hecho de tres subcadenas cableadas en paralelo con una capacidad de almacenamiento de 450 A y 624 VCC. Cada subcadena utiliza dos subpaquetes de 312 V en serie, que están hechos de 40 módulos de 7,8 voltios. Seis módulos de información de control de batería (BCIM) monitorean la temperatura, uno en cada subpaquete. [40] : 23 El DPIM y el ESS se han mejorado desde la introducción inicial, y los modelos más nuevos generalmente pueden reemplazar unidades anteriores. [42] [43] Además, las instalaciones más nuevas incluyen un convertidor CC-CC, un dispositivo de estado sólido que convierte la energía del motor de tracción de alto voltaje en energía accesoria de 12/24 V. [42]
En 2008, había más de 2.700 autobuses híbridos GM-Allison en funcionamiento en 81 ciudades de los EE. UU., Canadá y Europa. [41] Esto incluye:
Allison presentó su unidad de propulsión híbrida diésel-eléctrica eGen Flex de segunda generación en 2022, en asociación con Gillig ; las primeras unidades se entregarán a IndyGo , que presta servicios a Indianápolis. [44] eGen Flex está disponible en varios modelos, denominados eGen Flex 40, 40 CertPlus, 40 Max o 40 Max CertPlus (equivalentes al H 40 en tamaño físico, capacidades de entrada y salida); o eGen Flex 50, 50 CertPlus, 50 Max o 50 Max CertPlus (equivalentes al H 50). Los modelos "Max" pueden funcionar solo con energía eléctrica durante hasta 10 mi (16 km), según la relación del eje y el ciclo de trabajo. [45]
En 2020, Allison presentó una línea de ejes eléctricos con motor integrado, denominada eGen Power . El primer modelo, el 100D, fue diseñado por su peso bruto nominal por eje (GAWR) de 10,4 t (23 000 lb) y motores eléctricos duales; el 100D tiene una potencia de salida continua y máxima de 424 y 648 kW (569 y 869 hp), respectivamente, con un par máximo de 46 800 N⋅m (34 500 lbf⋅ft). [46] En 2021, Allison amplió la gama con el 100S (una variante de motor único del 100D, con una potencia continua y máxima de 212 y 324 kW (284 y 434 CV), respectivamente, y un par máximo de 23 500 N⋅m (17 300 lbf⋅ft)) y el 130D (una variante del 100D con un GAWR más elevado de 13 t (29 000 lb) para los mercados de Europa y Asia Pacífico). [47]
El eje integrado Allison eGen Power también incluye una caja de cambios de varias velocidades para optimizar tanto la velocidad de lanzamiento como la de crucero; fue diseñado para ser un reemplazo directo de los ejes existentes para camiones y autobuses de servicio mediano y pesado, lo que permite una mayor flexibilidad en la colocación de la batería. [48]
Las designaciones de modelos para transmisiones todoterreno comercializadas bajo la marca Powershift TORQMATIC tenían el formato AAAA 1234 , donde:
Por ejemplo, la TT 2220 era una transmisión automática de la serie 2000 de doble turbina con dos velocidades de avance y una capacidad máxima de par de entrada de 250 lb⋅ft (340 N⋅m). [49] [50]
39°46′46.92″N 86°14′12.39″O / 39.7797000°N 86.2367750°W / 39.7797000; -86.2367750
