Ford O-Matic: История первой автоматической трансмиссии Ford.

Введение

Ford O Matic была первой автоматической коробкой передач, широко используемой компанией Ford Motor Company. Она была разработана подразделением Warner Gear корпорации Borg Warner и представлена в автомобилях 1951 модельного года. В автомобилях марки Mercury она называлась Merc O Matic, а в автомобилях марки Lincoln – Turbo Drive. В 1968 году эти трансмиссии были переименованы. Производство этой линейки продолжалось до 1980 года, когда была представлена AOD. Как и Ford, различные варианты этой конструкции Borg Warner использовались и другими автопроизводителями, такими как AMC, International Harvester, Studebaker, Volvo и Jaguar, каждый из которых вносил необходимые уникальные изменения для конкретных моделей.

Форд-О-Мэтик

В 1948 году компания Ford осознала, что слишком поздно внедрять полностью автоматическую трансмиссию в свою линейку автомобилей. Изначально Ford обратился к Studebaker с предложением приобрести права на использование автоматической трансмиссии серии DG, разработанной подразделением Detroit Gear компании Borg Warner. Совет директоров Studebaker согласился, но выдвинул условие, что Studebaker получит год эксклюзивного использования разработки, прежде чем Ford сможет её использовать. Поскольку DG была установлена на автомобилях Studebaker в середине 1950 года, это означало, что Ford придётся ждать до середины 1951 года, чтобы представить свою автоматическую трансмиссию. Такое ожидание было неприемлемым, поэтому Ford выбрал другой путь. Вице-президент Ford Engineering Гарольд Янгрен, недавно перешедший на работу из Borg Warner, рекомендовал Ford лицензировать и производить трансмиссию, используя конструкцию, над которой он работал у своего предыдущего работодателя. В 1948 году Ford и подразделение Warner Gear компании Borg Warner заключили контракт, по которому Borg Warner обязалась поставлять половину трансмиссий Ford в течение пяти лет, а другую половину Ford должен был производить самостоятельно или привлекать другого поставщика. Благодаря этому соглашению Ford лицензировал конструкцию и немедленно приступил к строительству сборочного завода для производства оставшихся трансмиссий. Новый завод, получивший название Fairfax Transmission Plant, был открыт в 1950 году. Оригинальная Ford O Matic решила две задачи, которые не удавалось решить двум предыдущим автоматическим трансмиссиям Ford: благодаря использованию интегрированного гидротрансформатора и планетарной передачи, автоматическая трансмиссия Ford переключала передачи плавно, без прерывания крутящего момента от двигателя. Другой особенностью стала схема переключения, измененная с PNDLR на PRNDL, что позволило снизить "рывок при переключении" при смене передач и уменьшить "рывок крутящего момента" при попытке раскачать застрявшую машину. Оригинальная Ford O Matic, хотя и имела три скорости вперед, начинала движение со второй и переключалась на третью, при этом первая скорость использовалась только при выборе положения L на рычаге переключения передач. Однако, при резком нажатии на педаль газа со старта, она сразу переключалась со второй на пониженную, а затем обратно на вторую и, наконец, на третью по мере разгона автомобиля. Ford O Matic производилась с 1951 по 1964 год, когда её сменила модель C4.

In 1948, Ford realized it was late in introducing a fully automatic transmission to its automobile lineup. Ford initially approached Studebaker to purchase rights to use the DG series automatic developed by the Detroit Gear division of Borg Warner. The Studebaker board of directors was agreeable, but stipulated that Studebaker would have one year exclusive use of the design before Ford could use it. Since the DG was available in Studebaker cars in mid 1950, this meant that Ford would have to wait until mid 1951 to introduce an automatic. The wait was unacceptable, so Ford went a different direction. Ford Engineering Vice President Harold Youngren, recently hired away from Borg Warner, recommended that Ford license and build a transmission using a design he was working on at his previous employer. Ford and the Warner Gear division of Borg Warner signed a contract in 1948 which entered B W into a supply agreement wherein they would build half of Ford's transmissions for five years, with the other half either being built by Ford or by a different supplier. Because of this agreement, Ford licensed the design themselves and broke ground immediately on an assembly plant to build the remaining transmissions. The new plant, called Fairfax Transmission Plant, was dedicated in 1950. The original Ford O Matic accomplished two things that Ford's two previous automatic transmissions failed to do: Through the use of an integrated torque converter and planetary gearset, Ford's automatic shifted smoothly without an interruption in torque from the engine. The other was the shifting pattern, revised from PNDLR to PRNDL, which served to reduce "shift shock" when changing gears and reduce "torque shock" when trying to rock a stuck car back and forth. The original Ford O Matic, while capable of three forward speeds, started out in second and shifted to third, with first only being used when selecting L on the gear shift column. However, if floored from a standing start, it would immediately shift from second to low then shift back to second and then third as the vehicle accelerated. The Ford O Matic was manufactured from 1951 until it was replaced by the C4 in 1964.

Копия ГАЗ

Несмотря на Холодную войну, Советский Союз, развивая свою автомобильную промышленность, часто основывал свои продукты на западных технологиях, у которых он либо приобретал полную лицензию (завод ГАЗ был спроектирован компанией Ford Motor Company, позже завод Lada был построен компанией Fiat и т. д.), либо создавал копию с помощью обратной инженерии. В 1950-х годах, когда завод ГАЗ готовился к запуску нового поколения автомобилей, включавшего седан среднего размера ГАЗ-21 «Волга» и лимузин полного размера ГАЗ-13 «Чайка», было предусмотрено, что оба автомобиля оснащены автоматической коробкой передач. Оценив множество моделей, были выбраны Borg Warner Ford O Matic и Cruise O Matic. Несмотря на большое сходство с американскими коробками передач, копии ГАЗ имели ряд отличий. Прежде всего, их компоненты были адаптированы к метрической системе. Их передаточные числа – к двигателям автомобиля. Ручной тормоз обоих автомобилей приводил в действие центральный барабан между корпусом и карданным валом, а не задние колеса. Таким образом, парковочный фиксатор был признан излишним. Коробка передач «Волги», основанная на Ford O Matic, требовала дополнительной адаптации к гидротрансформатору с воздушным охлаждением, поскольку приводилась в действие 4-цилиндровым двигателем мощностью 65 л.с. Управляемая рычагом, установленным на рулевой колонке, она имела четыре режима: Зх Н Д П (R N D L). В режиме Drive автомобиль начинал движение со второй передачи и автоматически переключался на третью в зависимости от положения дроссельной заслонки (клапан регулировался рычагом, связанным с педалью акселератора). Также была предусмотрена функция kick-down. Первая передача могла быть включена только вручную в режиме Low (хотя она могла быть включена и на ходу, но только для понижения передачи) и использовалась для торможения двигателем или быстрого старта. Передаточные числа были: 2,4 – 1,0 для гидротрансформатора, 2,84 для первой передачи, 1,68 для второй, третья передача была прямой, а обратная – 1,72. Копия Cruise O Matic для «Чайки» потребовала меньше адаптаций благодаря сочетанию с двигателем V8 мощностью 195 л.с. Управление коробкой передач осуществлялось с помощью панели кнопок с четырьмя режимами: Зх, Н, Д, Т, соответствующих режиму Reverse, Neutral, Drive и "Braking" (торможение двигателем). В режиме Drive автомобиль начинал движение с первой передачи и последовательно переключался на третью и обратно. В режиме "Braking" третья передача блокировалась, а первая включалась задней лентой, блокирующей планетарный дифференциал, а не односторонней муфтой (которой не было на трансмиссии «Волги»). Более мощный двигатель и, следовательно, больший крутящий момент требовали системы жидкостного охлаждения. Передаточные числа были идентичны ГАЗ-21, за исключением гидротрансформатора, который имел максимальное увеличение крутящего момента 2,5. Обе коробки передач дебютировали в 1958 и 1959 годах соответственно. Первоначально планировалось, что все «Волги» для частных владельцев будут выпускаться с автоматической коробкой передач, а более простая версия такси – с трехступенчатой механической. Однако большинство этих автомобилей были вручены в качестве призов работникам отдаленных регионов за высокие достижения, а не оставлены в крупных городах, где они были бы более практичными. «Счастливчики» испытывали большие трудности с приобретением достаточного количества запасных частей, квалифицированного обслуживания и, прежде всего, трансмиссионной жидкости. В результате многие просто переводили свои коробки передач на обычную трехступенчатую механическую (которая была универсальной моделью, используемой в джипе ГАЗ-69 и предшественнике «Волги» – ГАЗ-М20 «Победа»). Хотя эта опция была официально отменена в 1964 году, большинство из 700 автомобилей были произведены в 1958 году выпуска. По состоянию на 2017 год известно всего шесть сохранившихся экземпляров. «Чайки», напротив, были доступны только с автоматической коробкой передач, и в 1962 году она получила небольшую модернизацию в виде увеличения количества фрикционных дисков и изменения формы поршней. Автомобиль никогда не был доступен для частных владельцев и производился небольшими сериями до 1981 года. В 1963 году ГАЗ представил третий советский тип автомобиля для КГБ, ГАЗ-23, пересадив большой двигатель V8 и силовую установку «Чайки» в кузов «Волги». Этот автомобиль использовался в качестве сопровождения кортежей Девятым управлением КГБ (ответственным за личную безопасность партийного руководства), а также группами наблюдения Седьмого управления. В 1970 году ГАЗ-21 «Волга» была заменена на ГАЗ-24, и вскоре последовало внедрение двигателя V8, получившего обозначение ГАЗ-24-24. Поскольку стандартной коробкой передач седана стала четырехступенчатая механическая, рычаг переключения передач был соответствующим образом изменен. Неофициально эти автомобили называли «Преследователями», и, несмотря на их новизну, крутящий момент двигателя был непропорционален возможностям шасси. Это приводило к небольшому сроку службы и требовало очень профессионального вождения. В целях маскировки селектор внешне напоминал рычаг переключения передач механической коробки передач, и автомобили даже не имели отдельной тормозной педали, вместо этого имея компоновку педалей «сцепления»/тормоза. ГАЗ-24 имел обычные тросовые стояночные тормоза, поэтому центральный барабанный тормоз был удален и заменен удлиненным корпусом для установки более короткого карданного вала ГАЗ-24. ГАЗ-24-24 производился параллельно со стандартным ГАЗ-24 до 1985 года. В этом году автомобиль получил серьезный рестайлинг и внутреннюю модернизацию с элементами двигателя и шасси от ГАЗ-3102 «Волги», в результате чего появилась модель ГАЗ-24-10. «Преследователь» стал ГАЗ-24-34 и производился до 1993 года. В 1977 году ГАЗ запустил в производство преемника ГАЗ-13 – ГАЗ-14 «Чайка». Новый лимузин получил более мощный двигатель мощностью 220 л.с., а его коробка передач была переработана. Как и в случае с ГАЗ-24, центральный тормоз коробки передач был удален, но, в отличие от седана, теперь он имел парковочный фиксатор. Напольный селектор получил международную маркировку P R N D 2 1. Режим "1" теперь работал только на первой передаче через заднюю ленту, а режим "2" блокировал первую передачу (как на оригинальной ГАЗ-21 «Волга»). Передаточные числа были теперь 2,35 – 1,0 для гидротрансформатора, 2,64 для первой передачи, 1,55 для второй, третья оставалась прямой, а обратная стала 2,0. Автомобиль производился с 1977 по 1989 год. В 1981 году ГАЗ запустил в производство преемника ГАЗ-24, но выделил его в отдельную модель и производил параллельно с 24 – ГАЗ-3102 «Волга». Он также получил модификацию «Преследователь» – ГАЗ-31013 с двигателем мощностью 220 л.с. от ГАЗ-14 и его коробкой передач, адаптированной к кузову «Волги». Эта модель производилась до 1996 года очень небольшими тиражами, исключительно для VIP-службы безопасности. Поскольку опубликована лишь частичная статистика, трудно подсчитать общее количество произведенных коробок передач (включая замену). Известно, что было построено 3189 ГАЗ-13 «Чаек», 1120 ГАЗ-14 «Чаек», 608 ГАЗ-23 «Преследователей», а также около 700 оригинальных ГАЗ-21 «Волг». Можно добавить от 2 до 2,5 тысяч ГАЗ-24-24, 24-34 и 31013 «Преследователей». Таким образом, с 1958 по 1996 год на заводе было произведено около 8000 автомобилей с коробкой передач на базе Cruis O Matic.

Despite the Cold War, the Soviet Union, in developing its automotive industry, would often base its products on western technology, from whom it would either purchase a full licence (the GAZ factory was designed by the Ford Motor Company, later the Lada factory would be built by Fiat etc.) or make an indigenous copy by reverse engineering. In the 1950s, as the GAZ plant was preparing to launch its new generation of cars, that comprised the mid size GAZ 21 Volga sedan and the full size GAZ 13 Chaika limousine, it was specified that both vehicles feature the automatic transmission. Having evaluated many models, Borg Warner's Ford O Matic and Cruise O Matic were selected. Despite very closely resembling the American transmissions, GAZ's copies did have distinctive differences. First of all – their components were adopted to the metric units. Their gear ratios – to the car's engines. Both cars' handbrake actuated a central drum between the housing and the drive shaft, instead of the rear wheels. Thus a parking pawl was deemed redundant. Volga's transmission, based on the Ford O Matic, required additional adaptation to the air cooled torque converter, as it was driven by a 65 hp 4 cylinder engine. Controlled by a steering column mounted lever, it had four regimes: Зх Н Д П (R N D L). In Drive the car would start in second and automatically shift to third depending on throttle position (the valve was regulated by a lever linked to the accelerator pedal). A kick down feature was also present. First gear could only be engaged manually in Low (though it could be engaged if the car was in motion, but would only downshift) and was used for engine braking or rapid starts. Gear ratios were: 2.4 – 1.0 for the torque converter, 2.84 for first gear, 1.68 for second, third was direct and reverse was 1.72. Chaika's Cruise O Matic copy required fewer adaptations, due to its mating with a 195 hp V8 engine. The transmission was controlled by a dial button panel with four regimes: Зх, Н, Д, Т corresponding to Reverse, Neutral, Drive and "Braking". In Drive the car was would start in first and sequentially shift to third and back. In "Braking" (i. e. engine braking), third gear would be locked out, and the first gear would be engaged by the rear band immobilizing the planetary carrier, rather than the one way sprag clutch (absent on Volga's transmission). The more powerful engine and thus torque required a liquid cooling system. Gear ratios were identical to GAZ 21, except for the torque converter, which had a maximum multiplication of 2.5. Both transmissions made a début in 1958 and 1959 respectively. Initially, it was planned that all of the privately owned Volgas be produced with the automatic, whilst a more Spartan trimmed taxi version featured the three speed manual. However, most of these cars were given as prizes to workers of distant regions for excellent results, instead of being kept in large cities, where they would be more practical. The "lucky" customers had great difficulty in obtaining adequate spare parts, qualified service and most of all, transmission fluid. As a result, many chose to simply convert their transmission to the common three speed manual (that was a common universal model used in the GAZ 69 jeep and Volga's predecessor, the GAZ M20 Pobeda). Although the option was formally discontinued in 1964, most of the 700 cars were produced in the 1958 MY. As of 2017, only six such survivors were known. Chaikas, on the other hand, were available only with the transmission, and in 1962 it received a slight upgrade in number of clutch packs and piston shapes. Never available for private ownership, the car was produced in small scale all the way until 1981. In 1963, GAZ introduced the third Soviet type of a KGB Q car, the GAZ 23, by transplanting the large V8 engine and the powertrain of the Chaika into the unibody Volga. This car was used as a motorcade escort by the KGB's ninth directive (responsible for personal security of the party leadership) as well as surveillance teams of the 7th directorate. In 1970 GAZ 21 Volga was replaced by GAZ 24 and the V8 adoption followed soon, dubbed GAZ 24 24. As the sedan's standard gearbox was now a four on the floor manual, the selector lever was accordingly altered. Unofficially these cars were called "Chasers", and despite their novelty, the engine torque was disproportional to the chassis ability. This meant a low service life and also required very professional driving. For concealment reasons the select indicator externally resembled a manual transmission gearshift lever, and the cars even lacked a single brake pedal, instead having the "clutch"/brake pedal layout that dubbed each other. The GAZ 24 had the common cord actuated parking brakes, thus the central shaft brake was removed and replaced by an extension housing to fit the shorter driveshaft of the GAZ 24. GAZ 24 24 would be produced alongside standard GAZ 24 until 1985. That year the car got a major facelift and internal modernisation with engine and chassis elements from the GAZ 3102 Volga, resulting in the GAZ 24 10 model. The Chaser became GAZ 24 34 and was produced until 1993. In 1977 GAZ launched its successor to the GAZ 13, the GAZ 14 Chaika. The new limousine had a more powerful engine, 220 hp, and its transmission was revised. Like for the GAZ 24, the central transmission brake was removed, but unlike the sedan, it now had a parking pin. The floor mounted selector got an international P R N D 2 1 lettering. Regime "1" now operated first gear only, via the rear band, whilst regime "2" locked out the first gear (like on the original GAZ 21 Volga). Gear ratios were now 2.35 – 1.0 for torque converter, 2.64 for first gear, 1.55 for second, third remained direct, and reverse became 2.0. The car was produced from 1977 until 1989. In 1981 GAZ launched what was to be a successor to the GAZ 24, but separated into a separate model and built alongside the 24, the GAZ 3102 Volga. It too gained a "chaser" modification – GAZ 31013 with the 220 hp engine from the GAZ 14, and its transmission, adapted to Volga's body. This model was built until 1996 in tiny numbers, for the VIP security detail only. As only partial statistics have been published, it is difficult to count the total number of transmissions built (including replacements). What is known that 3189 GAZ 13 Chaikas, 1120 GAZ 14 Chaikas, 608 GAZ 23 Chasers were built, in addition to the ~700 original GAZ 21 Volgas. Anywhere between 2 and 2.5 thousand GAZ 24 24, 24 34 and 31013 Chasers can be added. Thus approximately 8000 vehicles were manufactured by the plant from 1958 to 1996 featuring a Cruis O Matic based transmission.