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Hydramatic (también conocida como Hydra-Matic ) es una transmisión automática desarrollada por las divisiones Cadillac y Oldsmobile de General Motors . Introducida en 1939 para los vehículos modelo 1940, la Hydramatic fue la primera transmisión totalmente automática producida en masa y desarrollada para uso en automóviles de pasajeros .
Durante la década de 1930, los fabricantes de automóviles intentaron reducir o eliminar la necesidad de cambiar de marcha. En ese momento, el cambio de marchas sincronizado todavía era una novedad (y se limitaba a marchas más altas en la mayoría de los casos), y cambiar una caja de cambios manual requería más esfuerzo del que la mayoría de los conductores estaban dispuestos a realizar. La excepción aquí fue la innovadora transmisión manual totalmente sincronizada sincronizada de Cadillac, diseñada por el ingeniero de Cadillac Earl A. Thompson e introducida en el otoño de 1928. [1]
Cadillac, bajo la dirección de Thompson, comenzó a trabajar en una transmisión "sin cambios" en 1932, y se creó un nuevo departamento dentro de Cadillac Engineering, encabezado por Thompson e integrado por los ingenieros Ernest Seaholm, Ed Cole , Owen Nacker y Oliver Kelley. Durante 1934, el grupo de transmisión de Cadillac había desarrollado una caja de cambios de relación de pasos que cambiaba automáticamente con el par máximo. Este mismo grupo de ingenieros se trasladó luego al Laboratorio de Investigación de General Motors , donde construyó unidades de transmisión piloto durante 1935-36 que luego se entregaron a Oldsmobile para realizar pruebas.
La transmisión automática de seguridad (AST) fue una consecuencia tangencial de este trabajo. La AST era una transmisión semiautomática que utilizaba engranajes planetarios y un embrague de fricción convencional , lo que requería que el conductor usara el embrague para entrar o salir de una marcha, pero no entre las dos marchas de avance. Oldsmobile ofreció el AST entre 1937 y 1939, mientras que Buick lo ofreció sólo en 1938.
El HydraMatic fue diseñado para combinar el funcionamiento hidráulico de una caja de cambios planetaria (lo que permite automatizar muchos cambios) con un acoplamiento hidráulico en lugar de un embrague de fricción, eliminando la necesidad de desembragar. La transmisión tendría cuatro velocidades de avance (3,82:1, 2,63:1, 1,45:1 y 1,00:1) [2] más marcha atrás, y toda la aceleración se proporcionaría mediante engranajes; su acoplamiento hidráulico no multiplicó la potencia del motor como lo hace un convertidor de par . (De esta manera, era menos sofisticado que el prototipo Vulcan (Vulcan-Werke Hamburg und Stettin) de 1924, que tenía un convertidor de par). [3] Incorporaba un trinquete de estacionamiento que se activaba cuando el selector de cambios se colocaba en reversa con el motor apagado. No había una posición de estacionamiento separada como se encuentra en las transmisiones modernas.
El resultado, denominado " Hydra-Matic Drive ", entró en producción en mayo de 1939 para el año modelo 1940 . Los primeros Oldsmobile así equipados se enviaron en octubre de 1939 en el Oldsmobile Serie 60 y el Oldsmobile Serie 70 . Se eligió a Oldsmobile para introducir el Hydra-Matic por dos razones: economías de escala (Oldsmobile producía más automóviles que Cadillac y Buick en ese momento, proporcionando así una mejor base de pruebas) y para proteger la reputación de Cadillac y Buick en caso de una crisis de mercado. Fallo de la nueva transmisión. La publicidad lo proclamó "el mayor avance desde el emprendedor ".
En 1940, el Hydra-Matic era una opción de 57,00 dólares estadounidenses ($ 1240 en dólares de 2023 [4] ), [3] que aumentó a 100,00 dólares estadounidenses ($ 2071 en dólares de 2023 [4] ) en 1941. En 1941, también se convirtió en una opción. en Cadillacs [3] [5] por $125,00 ($2589 en dólares de 2023 [4] ). Se habían vendido casi 200.000 cuando se detuvo la producción de turismos para tiempos de guerra en febrero de 1942.
Durante la guerra, el Hydramatic se utilizó en una variedad de vehículos militares, incluido el tanque M5 Stuart (donde dos de ellos estaban acoplados a motores gemelos Cadillac V8 ) y el tanque ligero M24 Chaffee . El extenso servicio en tiempos de guerra mejoró enormemente la ingeniería de posguerra de la transmisión, que más tarde se anunció como "probada en batalla".
A partir de 1948 Hydramatic pasó a ser opcional para los Pontiac (y estuvo en el 70% de ellos ese año), [6] aunque Buick y Chevrolet optaron por desarrollar sus propias transmisiones automáticas, llamadas Dynaflow y Powerglide . Todos los Oldsmobiles instalados con Hydramatic tenían en el borde inferior del guardabarros delantero, directamente detrás de la rueda delantera, una insignia que decía "Futuramic" que identificaba un enfoque de Oldsmobile para la conducción simplificada y la presencia de una transmisión automática. Los Oldsmobile V8 eran solo automáticos en 1949, ya que Oldsmobile carecía de una caja de cambios manual que pudiera manejar el par del nuevo motor Rocket V8. 1948 Introducción del Oldsmobile Futuramic. En 1949 se había vendido un millón de Hydramatics. A principios de la década de 1950, varios fabricantes sin los recursos para desarrollar una transmisión automática patentada compraron Hydra-Matics de GM. Usuarios incluidos:
En 1952, Rolls-Royce adquirió una licencia para producir HydraMatic para los automóviles Rolls-Royce y Bentley . Continuó la producción hasta 1967.
Un incendio masivo que destruyó la planta Hydra-Matic de GM en Livonia, Michigan, el 12 de agosto de 1953, dejó a la corporación y a las tres divisiones que usaban esta transmisión luchando por encontrar otras fuentes de transmisiones automáticas para completar la producción del modelo de ese año. Como resultado, los Oldsmobiles y Cadillacs durante el tiempo de inactividad se ensamblaron con la transmisión Dynaflow de Buick , mientras que los Pontiacs usaron Powerglide de Chevrolet , ambas unidades de convertidor de par de dos velocidades. Las marcas no pertenecientes a GM que compraron Hydra-Matics a la corporación, incluida la división Lincoln de Ford Motor Co. y los fabricantes de automóviles independientes Hudson, Kaiser y Nash terminaron buscando otras fuentes de transmisiones automáticas también, y Lincoln utilizó Borg-Warner. -Transmisión Ford-O-Matic diseñada , mientras que otros fabricantes de automóviles también cambiaron a transmisiones automáticas de Borg-Warner durante el tiempo de inactividad.
Aproximadamente nueve semanas después del incendio de Livonia, GM abrió una nueva fuente para la producción de Hydra-Matic en Willow Run , Michigan. Cuando los modelos 1954 debutaron a finales de 1953, la producción de Hydra-Matic había vuelto a niveles normales y todos los Cadillacs, Oldsmobiles y Pontiacs modelo 1954 con transmisiones automáticas estaban nuevamente equipados con Hydra-Matics .
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Evolucionando por la presión de la competencia industrial de otros fabricantes, como el convertidor de par con bloqueo de tres velocidades de Studebaker, codiseñado por Detroit Gear (una división de Borg-Warner), denominado DG 200/250, y el de dos rangos de doble rango de Packard. Convertidor de par con bloqueo de velocidad acoplado Ultramatic , el Hydra-Matic de GM pasó por varias revisiones hasta 1955, antes de ser reemplazado gradualmente por el HydraMatic de acoplamiento controlado sustancialmente rediseñado (también llamado Jetaway , por Oldsmobile, y StratoFlight , y más tarde Super Hydra-Matic , de Pontiac, o 315 HydraMatic , de Cadillac, o Hydra-Matic de doble acoplamiento ) en 1956.
El Hydra-Matic de acoplamiento controlado incorporó un acoplamiento de fluido secundario y un par de embragues de bloqueo en lugar del antiguo embrague de fricción y bandas de freno, cambiando en parte drenando y llenando alternativamente el acoplamiento secundario. Era una versión posterior del "Hydra-Matic de doble rango" de GM, introducido por primera vez en algunos modelos de 1952. La función de rango dual permitió al conductor mantener la transmisión en tercera marcha hasta el máximo de puntos de cambio permitidos, para mejorar el rendimiento en el tráfico o en la conducción en montaña. La nueva transmisión de doble acoplamiento también incorporó una posición de estacionamiento separada, en línea con otras transmisiones automáticas de la época.
El Hydra-Matic de acoplamiento controlado era sustancialmente más suave que el Hydra-Matic original , pero también más complejo y costoso de producir, igual de eficiente que el HydraMatic original porque todas las transmisiones HydraMatic , incluidas Roto Hydra-Matic y Tempest Torque , utilizan el sistema de transmisión dividida. diseño de par.
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En 1961 se fabricó el modelo 375 Roto Hydramatic. El Roto es una unidad de cuatro gamas y tres velocidades. El Roto eliminó el acoplamiento hidráulico delantero que se usaba en el acoplamiento controlado Hydramatic y la conexión entre el motor y la transmisión se realizó mediante el uso del acoplamiento hidráulico pequeño que se usa también para controlar el conjunto de engranajes planetarios delanteros (en el cual el "descarga y El principio de cambio "fill" se mantuvo del antiguo acoplamiento controlado Hydramatic). El Roto se adoptó para todos los Oldsmobiles, así como para los modelos Catalina, Ventura y Grand Prix de tamaño completo de Pontiac, mientras que todos los Cadillacs y los modelos Bonneville y Star Chief de Pontiac conservaron la antigua unidad Hydra-Matic de acoplamiento controlado de cuatro velocidades . Acoplamiento controlado HydraMatic y Roto HydraMatic tienen la "función de par dividido" mediante la cual, en marchas altas, el par se divide en un 40% a través del acoplamiento hidráulico y en un 60% a través de la conexión mecánica, lo que hizo que estas transmisiones fueran más eficientes que cualquier otra transmisión automática antes del bloqueo. Se utilizó un convertidor de par de alineación. Las transmisiones Hydramatic finalmente fueron reemplazadas por una nueva transmisión automática con convertidor de par de tres velocidades llamada Turbo-Hydramatic en 1964 y 1965, cuyo diseño era más similar en principio al Chrysler TorqueFlite y al Ford Cruise-O-Matic del 51 diseñado por Borg-Warner. que el acoplamiento hidráulico Hydra-Matic el "Turbo" reemplazó.
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El Hydra-Matic original continuó utilizándose en camionetas ligeras y otros vehículos comerciales hasta 1962. Posteriormente fue reemplazado en esa función por Powerglide de la División Chevrolet (donde fue apodado "Pow-R-Flow") en la línea de camionetas ligeras GMC. y posteriormente, en 1966, con el Turbo Hydra-Matic (THM) en las camionetas GMC, cuyo diseño simplificado era mucho menos costoso de fabricar. La línea de camionetas ligeras de la División Chevrolet utilizó el Powerglide , poco adecuado, durante toda la década de 1960 hasta que el Turbo-Hydramatic se convirtió en estándar en 1969. La producción del Hydra-Matic de hierro fundido cesó en Willow Run después del año modelo 1962, y el Hydramatic de acoplamiento controlado cesó. a principios de 1964, lo que permitió tiempo de reequipamiento para el Turbo Hydra-Matic 400, que debutó en los modelos Cadillac de 1964 a mediados de año, siendo los modelos Star Chief y Bonneville de la División Pontiac los últimos en utilizar el Hydramatic de acoplamiento controlado (modelo HM315) de cualquier auto GM. La producción Turbo-Hydramatic de 1964 utilizó un cuadrante selector similar al Powerglide de Chevrolet en el sentido de que solo había una posición de "Conducción" y una posición "Baja", aunque era una verdadera unidad de tres velocidades. Esto se mejoró en todos los modelos de 1965 con el cuadrante "D L2 L1" o "DS L", que permitía flexibilidad de "doble rango", al igual que el Hydramatic de doble rango de 1953-1955. Fue esta versión la que reemplazó a todos los modelos Roto Hydramatic e Hydramatic de acoplamiento controlado en los automóviles GM ese año, poniendo fin a veinticuatro años de producción de transmisiones automáticas de cuatro velocidades que obviaron la necesidad de un convertidor de par. A pesar del nombre, el Turbo-Hydramatic no tiene mecánica ni diseño relacionado con el Hydra-Matic original , ni con el Hydramatic de acoplamiento controlado.
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Hydra-Matic era un diseño complejo y costoso de producir. A pesar de algunos problemas iniciales, era confiable y tan resistente que se usó ampliamente en las carreras de resistencia durante la década de 1960. No era tan suave como las transmisiones de algunos competidores (en particular, la Dynaflow de Buick ), pero era más eficiente, especialmente a velocidades de autopista. El Hydra-Matic allanó el camino para la aceptación generalizada del cambio automático.
Una versión ligera de 3 velocidades del Turbo Hydra-Matic , llamada Turbo-Hydramatic 180, fue producida por la división Hydra-Matic de GM de 1981 a 1998 para su uso en una amplia variedad de automóviles y camionetas pequeñas.
Hydramatic es un nombre comercial de la división de transmisiones automáticas de GM, que produce una variedad de transmisiones, la más notable de las cuales es la Turbo Hydra-Matic de las décadas de 1960 a 1990.
La Hydramatic utilizó un acoplamiento hidráulico de dos elementos (no un convertidor de par , que tiene al menos tres elementos, la bomba, la turbina y el estator, aunque el Roto Hydra-Matic tiene un acoplamiento hidráulico y un estator fijo) y tres juegos de engranajes planetarios , proporcionando cuatro velocidades de avance más marcha atrás. Las relaciones estándar para el Hydra-Matic original eran 3,82:1, 2,63:1, 1,45:1 y 1,00:1 en aplicaciones automotrices, y 4,08:1, 2,63:1, 1,55:1 y 1,00:1 en camionetas y camiones ligeros. otras aplicaciones comerciales. El Hydra-Matic de acoplamiento controlado utilizó 3,97:1, 2,55:1, 1,55:1 y 1,00:1. Roto Hidramatic 375 ; una automática de tres velocidades y cuatro rangos tiene 3.56:1, 2.93:1, 1.56:1 y 1.00:1. Roto Hidramatic 240 ; una automática de tres velocidades y cuatro rangos tiene relaciones de 3,64:1, 3,03:1, 1,57:1 y 1,00:1. El Hydramatic estaba equipado con dos bombas para presurizar su sistema de control hidráulico y proporcionar lubricación de los componentes internos. La bomba delantera era una unidad de paletas de desplazamiento variable impulsada desde la carcasa del acoplamiento de fluido, lo que significaba que la presión del aceite estaría disponible inmediatamente después de arrancar el motor. Se mantenía una presión relativamente constante moviendo una corredera dentro de la bomba, lo que tenía el efecto de cambiar el desplazamiento de la bomba y, por lo tanto, el volumen de aceite que se entregaba.
La bomba trasera era una bomba de engranajes no regulada impulsada desde el eje de salida de la transmisión, lo que significaba que era capaz de presurizar la transmisión si el vehículo estaba en movimiento. Esta característica hacía posible arrancar un vehículo con la batería agotada si se podía acelerar al menos a 15 a 20 mph (24 a 32 km/h). A velocidades más altas, la bomba trasera proporcionaba todo el volumen de aceite necesario para operar la transmisión y la corredera de la bomba delantera estaba casi centrada, lo que hacía que la bomba produjera poca potencia.
En primera marcha, el flujo de potencia pasaba a través del conjunto del engranaje planetario delantero (reducción de 1,45:1 o 1,55:1, según el modelo), luego el acoplamiento hidráulico , seguido por el conjunto del engranaje trasero (reducción de 2,63:1) y a través del conjunto de marcha atrás (normalmente bloqueado) al eje de salida. Es decir, el toro de entrada del acoplamiento hidráulico funcionaba a una velocidad más lenta que el motor, debido a la reducción del conjunto del engranaje de avance. Esto produjo un arranque excepcionalmente suave debido a la cantidad relativamente grande de deslizamiento producido inicialmente en el acoplamiento hidráulico. Este deslizamiento disminuyó rápidamente a medida que aumentaron las RPM del motor .
Cuando la transmisión subió a segunda marcha, el conjunto de marcha adelante se bloqueó y el toroide de entrada ahora funcionó a la velocidad del motor. Esto tuvo el efecto deseable de "apretar" el acoplamiento y reducir el deslizamiento, pero desafortunadamente también produjo un cambio algo abrupto. No era nada raro que el vehículo se tambaleara hacia adelante durante el cambio 1-2, especialmente cuando el acelerador estaba completamente abierto.
Al cambiar a tercera, el conjunto del engranaje de avance volvió a reducirse y el conjunto del engranaje trasero se bloqueó. Debido a la forma en que se dispuso el conjunto del engranaje trasero, el acoplamiento pasó de manejar el 100 por ciento del par del motor a aproximadamente el 40 por ciento, y el equilibrio lo maneja únicamente el tren de engranajes. Esto redujo en gran medida el deslizamiento, que fue audible por la reducción sustancial que se produjo en las RPM del motor cuando se produjo el cambio.
El cambio de tercera a cuarta velocidad bloqueó el conjunto de marcha de avance, produciendo una transmisión de 1,00:1. [5] El acoplamiento hidráulico ahora solo manejaba alrededor del 25 por ciento del torque del motor, reduciendo el deslizamiento a una cantidad insignificante. El resultado fue un nivel notablemente eficiente de transferencia de potencia a velocidades de autopista, algo que las automáticas equipadas con convertidor de par no podrían lograr sin el beneficio de un embrague convertidor.
Muchas Hydramatics no ejecutaron muy bien el cambio 2-3, ya que el cambio implicaba el funcionamiento simultáneo de dos bandas y dos embragues. Era difícil lograr una coordinación precisa de estos componentes, incluso en las transmisiones nuevas. A medida que los sellos de la transmisión y otros elastómeros envejecían, las características del control hidráulico cambiaban y el cambio 2-3 causaba una llamarada momentánea (aumento repentino en la velocidad del motor) o un bloqueo (un período corto en el que la transmisión está en dos marchas simultáneamente). , este último contribuye a menudo al fallo de la banda frontal. Gran parte de la dificultad para realizar un cambio "limpio" 2-3 o 3-2 en cualquier Hydramatic de hierro fundido fue la elasticidad cambiante de los resortes reguladores en los cuerpos de las válvulas. Incluso la temperatura ambiente afectaría esta variable, de modo que una Hydramatic que cambiara perfectamente en un día de verano normalmente presentaría 2 o 3 "destellos" cuando hacía frío. Otra queja de larga data de los conductores sería la "flaqueza" al intentar hacer una reducción de marcha "3-2" al girar en una esquina, lo que generalmente resultaba en una sacudida que le rompía el cuello al aplicar la banda.
De 1939 a 1950, el anclaje inverso se usó para bloquear el giro de la corona de la unidad de reversa al acoplar dientes externos mecanizados en esa corona. A partir de 1951, un embrague cónico hacía lo mismo cuando la presión del aceite aumentaba, y se permitía que un trinquete de estacionamiento con resorte bloqueara la misma corona en ausencia de presión de aceite. Esto funcionó mejor ya que el ancla no rechinaría los dientes externos si la corona dentada estuviera girando (es decir, a menos que el motor se detuviera cuando se puso la marcha atrás). Lo inverso se obtuvo aplicando torsión desde la unidad delantera (banda activada, en reducción) a través del acoplamiento de fluido al engranaje solar de la unidad trasera. El portasatélites de este juego de engranajes estaba estriado al portasatélites de la unidad de marcha atrás. El cubo de la corona dentada de la unidad trasera tenía un pequeño engranaje mecanizado en su extremo que servía como engranaje solar de la unidad de marcha atrás. Debido a que la banda de la unidad trasera no se aplicó para la marcha atrás, la unidad trasera y la unidad de marcha atrás se combinaron provocando que los portasatélites combinados giraran en sentido opuesto al par de entrada y a una velocidad aún más reducida. El eje de salida fue mecanizado en los portasatélites de la unidad trasera y de la unidad inversa.
Apagar el motor provocó que la presión del aceite de la transmisión se disipara rápidamente. Si la palanca selectora estaba en reversa o se movía a reversa después de que el motor se detuviera, dos partes mecánicas se combinaban para proporcionar un freno de estacionamiento. La corona dentada de la unidad de marcha atrás se mantuvo estacionaria mediante el anclaje de marcha atrás. El eje de transmisión aún podría girar para hacer que el engranaje solar de la unidad de marcha atrás y la corona dentada de la unidad trasera adjunta giraran a una velocidad muy alta, si no fuera por el hecho de que la banda de la corona dentada de la unidad trasera ahora estaba aplicada por un resorte pesado. Por lo general, las bandas se aplican mediante un servo y se liberan mediante la presión del resorte, pero en este caso, el servo retuvo la banda y se aplicó mediante la presión del resorte (en realidad, cuando el motor estaba en marcha, la banda se aplicó mediante una combinación de resorte). presión asistida por presión de aceite). Con el motor apagado, esta banda de freno que actuaba sobre la corona de la unidad trasera tenía una enorme ventaja mecánica. Dado que la corona de la unidad trasera con su engranaje solar de la unidad de reversa adjunta y la corona de la unidad de reversa estaban bloqueadas a la caja de la transmisión, los portasatélites y el eje de transmisión no podían girar. Como tal, proporcionó un freno de estacionamiento eficaz montado en el eje de transmisión para usarse solo o como complemento del freno de mano.
La Hydramatic de primera generación (no la versión de acoplamiento controlado que la sucedió en 1956) no tenía una posición de estacionamiento separada como se encuentra en las transmisiones automáticas modernas. El conductor tuvo que apagar el motor y luego poner la transmisión en reversa para bloquear la línea motriz y evitar que el automóvil se moviera. Además, el Hydramatic original requería ajustes periódicos de la banda como elemento de mantenimiento de rutina que las versiones posteriores no requerían. Los Oldsmobiles modelo de principios de 1940 con Hydra-Matic Drive se podían arrancar con la palanca selectora de transmisión en cualquier posición. El automóvil entonces comenzaría a moverse a menos que la palanca de transmisión se hubiera dejado en N, punto muerto.
La Hydramatic, totalmente de hierro fundido, fue la transmisión automática más pesada jamás producida para automóviles. El más pesado de todos fue la versión Truck Hydra-Matic ofrecida por la División de Camiones y Autocares de GM en su línea de camiones ligeros y medianos y autobuses convencionales, así como con sus autobuses de tránsito con motor L6 de gas de montaje transversal producidos hasta 1963. Esa versión en particular pesaba unas increíbles 655 libras cuando estaba equipada con el accionamiento angular para la aplicación de autobús de tránsito, mientras que el modelo de camioneta de ¾ de tonelada y más (HM270) todavía inclinaba la balanza a unas sólidas 435 libras. Cuando se acoplaba al pesado motor V6 de GMC de 1960-1962, el peso del tren motriz no era mucho más liviano que el peso de toda la carrocería de una camioneta modelo P-2500 de ¾ de tonelada. Incluso su sucesor, el Hydramatic de acoplamiento controlado, fue vilipendiado por los mecánicos del taller que tenían que retirar o reinstalar dicha unidad, ya que también eran bastante pesados en comparación con otras unidades contemporáneas. Al final, la auténtica Hydramatic quedó obsoleta por su coste, tanto en materia prima utilizada como en mecanizado necesario. El sucesor, Turbo Hydramatic , era una transmisión mucho más simple, liviana y económica, aunque menos eficiente.