DRIVING HISTORY, ONE MILE AT A TIME
Hydra-Jerk or Dyna-Slow?
Een M-5A1 Stuart met Hydra-matic
De M24 Chaffee tank
Oldsmobile advertenties vertelde dat de Hydra-matic de beste technologische ontwikkeling was sinds de startmotor. Voor één keer loog een advertentie niet. Hydra-matic was een alles veranderende innovatie.
Naast het voor de hand liggende gemak beweerde Oldsmobile bovendien dat de Hydra-Matic 10 tot 15% zuiniger was dan een standaard transmissie, grotendeels dankzij een grotere achterasverhouding dan bij een handgeschakelde auto. Auto's met een Hydra-Matic waren echter vrij dorstig in stadsverkeer, maar bij rustig rijden op de snelweg kon het verbruik dalen tot 1 op 8 (12,4 l/100 km).
Hoewel de eerste Hydra-Matics enkele kinderziektes hadden, zoals het scheiden ontmengen van de transmissieolie, motor-'surge' en abrupte harde schakelmomenten, bood de transmissie eenvoudige tweepedaalsbediening. Voor Amerikaanse bestuurders, die weinig gecharmeerd waren van handmatig schakelen, bood de Hydra-Matic een overtuigend voordeel, zeker voor klanten die teleurgesteld waren in eerdere semi-automatische transmissies.
De vroege Hydra-Matic maakte geen gebruik van een koppelomvormer zoals latere automatische transmissies. In plaats daarvan combineerde het systeem een hydraulische vloeistofkoppeling met een volledig mechanisch schakelmechanisme met planeetwielen. Hierdoor vonden schakelmomenten onder belasting plaats, wat in de praktijk kon leiden tot merkbaar harde overgangen, vooral bij lage snelheden of plots accelereren. Pas latere ontwerpen zouden dit gedrag aanzienlijk verfijnen.
Het beleid van GM in die tijd was om nieuwe technologieën gedurende een jaar exclusief beschikbaar te stellen aan één divisie. Hierdoor was de Hydra-Matic in 1940 uitsluitend beschikbaar voor Oldsmobile. Buick wilde niets weten van de nieuwe transmissie; de ingenieurs noemden het spottend de 'Hydra-jerk'. Cadillac voegde de Hydra-Matic wel toe aan haar lijst met opties vanaf 1941. Ondanks de hoge prijs ($100 voor Oldsmobile en $125 voor Cadillac) koos meer dan 40% van de Oldsmobile-kopers en ongeveer 30% van de Cadillac-kopers voor deze nieuwe optie.
Omdat de Hydra-Matic niet langer een project van alleen Oldsmobile was, werd de ontwikkeling en productie in maart 1939 overgeheveld naar de nieuwe Detroit Transmission Division. De eerste Hydra-Matic werd in oktober al geleverd aan Oldsmobile. Toen in februari 1942 de productie van civiele voertuigen werd stopgezet, had deze nieuwe divisie al meer dan 200.000 Hydra-Matics geproduceerd.
Oldsmobile meldde trots dat het 1942 model was uitgerust met de Hydra-Matic transmissie. De chromen emblemen aan bijde zijdes van de auto bevestigden dit. Inmiddels was 45% van de nieuwe Oldsmobiles op deze wijze uitgerust. Let op de matte grille. Net als veel andere modellen uit 1942 beperkte Oldsmobile het gebruik van chroom, zink en andere strategische materialen.
Battle tested
Toen de productie van personenauto's afnam, schakelde de Amerikaanse auto-industrie over op de productie van militair materieel. De omschakeling werd gecoördineerd door William 'Big Bill' Knudsen, voormalig voorzitter van GM (1937–1940), die door de Amerikaanse regering werd aangesteld om deze enorme operatie te leiden. Ironisch genoeg hadden de oprichters van Cadillac, Henry en Wilfred Leland, 25 jaar eerder ontslag genomen omdat Billy Durant, de toenmalige GM-voorzitter, weigerde zich in te laten met militaire productie.
De M3 Stuart en de M5
De belangrijkste tank in 1941 was de M3 Stuart, geproduceerd door de American Car & Foundry Co. De M3, door de Britten liefkozend 'Honey' genoemd vanwege zijn betrouwbaarheid, woog 12,7 ton en werd aangedreven door een 7-cilinder Continental W-670 stermotor met 262 pk. In 1942 werd de Stuart ingezet in Noord-Afrika en in het gebied rond de Stille Oceaan, waar hij diende bij zowel de Britse strijdkrachten als het Amerikaanse leger en het United States Marine Corps.
Vanwege de schaarste aan benzine-aangedreven Continental-motoren moest de Stuart overschakelen op minder krachtige dieselmotoren. Eind 1941 introduceerde Cadillac een verbeterde variant van de M3, waarin de Continental-motor werd vervangen door twee standaard Cadillac V8-motoren met elk 150 pk, gecombineerd met versterkte Hydra-Matic-transmissies die de rupsen afzonderlijk aandreven.
De vernieuwde tank, de M5, ging in februari 1942 in productie. Door zwaardere bepantsering en diverse aanpassingen was de M5 ongeveer 2.100 kg zwaarder dan de M3, maar dankzij de twee Cadillac-motoren bleef de topsnelheid gelijk.
Er werden ongeveer 6.800 M5's geproduceerd, samen met 1.800 M8 Howitzers, die hetzelfde chassis deelden.
De M24 Chaffee en verder
In 1943 werd duidelijk dat de M5 onvoldoende bepantsering bood voor de intensieve gevechten in Europa. Cadillac begon in april van dat jaar met de ontwikkeling van een grotere opvolger: de M24 Chaffee. Deze nieuwe tank deelde de aandrijflijn van de M5, maar was uitgerust met een krachtiger 75 mm-kanon, oorspronkelijk ontworpen voor de B-25 Mitchell-bommenwerper. De M24 ging een jaar later in productie en werd vanaf november 1944 aan de frontlinies ingezet. Tegen het einde van de oorlog waren er 3.400 exemplaren gebouwd. Sommige bleven tot in de jaren 80 in gebruik, waaronder afgeleide voertuigen zoals de M19, M37 en M41, die hetzelfde chassis, dezelfde motoren en transmissie deelden.
'Battle tested' in de civiele markt
Hoewel de oorlog geen grote ontwerpwijzigingen bracht aan de Hydra-Matic, dwong het GM om de betrouwbaarheid te verbeteren en kinderziektes op te lossen. Na de oorlog gebruikten Cadillac en Oldsmobile de slogan 'Battle tested' in hun advertenties, een claim die zeker enige waarheid bevatte. Toen de civiele productie eind 1945 werd hervat, bood Oldsmobile zelfs aangepaste automodellen aan voor gehandicapte veteranen, uitgerust met de beproefde automatische transmissie.
Hydra-matic wordt gemeengoed
De naoorlogse hausse markeerde de doorbraak van de Hydra-Matic. In 1947 had GM al het 500.000e exemplaar geproduceerd.
Buick zag echter geen toekomst in de Hydra-Matic. Buick had een unieke aandrijflijn die rechtstreeks was aangesloten op de achteras. Alle bewegingen van de Hydra-Matic tijdens het schakelen zouden door de hele auto voelbaar zijn. Dit zou niet samengaan met de soepele rijeigenschappen van een Buick. De andere merken hadden hier geen last van omdat deze bewegingen werden geabsorbeerd door de achterveren en kruiskoppelingen. Ook Chevrolet zag weinig in de Hydra-Matic en ontwikkelde de Powerglide, een eenvoudiger automatische transmissie.
Pontiac omarmde de Hydra-Matic in 1948 en behaalde grote successen, ondanks de hoge prijs. De transmissie kostte $158,50 bij Pontiac en $174,25 bij Cadillac. Dit weerhield kopers echter niet: 78% van de Pontiac-kopers en 95% van de Cadillac-kopers koos voor deze optie.
In 1949 werd duidelijk dat autofabrikanten een automaat moesten aanbieden om concurrerend te blijven. Hoewel de Hydra-Matic niet de soepelste of meest zuinige optie was, namen kopers de tekortkomingen graag voor lief om niet te hoeven schakelen.
Ford en Studebaker gingen met Borg-Warner in zee om een drietraps automatische transmissie met koppelomvormer te ontwikkelen. Packard introduceerde zijn eigen Ultramatic in mei 1949. Chevrolet lanceerde zijn eerste Powerglide eind 1949 voor het modeljaar 1950. Cadillac was in 1950 de eerste die de Hydra-Matic standaard leverde op de Series 60 en 62.
De Detroit Transmission Division bouwde het 1.000.000e Hydra-Matic-exemplaar in 1949. GM zag mogelijkheden om het productievolume verder te verhogen door de Hydra-Matic te leveren aan autofabrikanten die niet de middelen hadden om zelf een automatische transmissie te ontwikkelen. Dit leidde tot samenwerkingen met Nash (1950), Hudson en Kaiser-Frazer (1951), en Willys Aero (1954). Opmerkelijk genoeg gebruikte zelfs Lincoln al in 1949 de Hydra-Matic. Ondanks dat Ford en Mercury hun door Borg-Warner ontwikkelde Ford-O-Matic / Merc-O-Matic hadden, was die transmissie niet geschikt voor de grotere Lincoln-motoren met hoger vermogen. In 1953 werden GMC-trucks er ook mee uitgerust en in 1954 de Chevrolet-trucks. De meeste fabrikanten deden geen moeite om de naam en GM-oorsprong van de Hydra-Matic te verbergen. Integendeel, ze profiteerden juist van de uitstekende reputatie en merkbekendheid die de transmissie had opgebouwd.
Vanaf het begin van de jaren vijftig werd duidelijk dat de Hydra-Matic niet langer de enige maatstaf was. Met name Chrysler zette met de TorqueFlite een nieuwe standaard op het gebied van soepelheid en betrouwbaarheid. Waar de Hydra-Matic de eerste generatie automatische transmissies definieerde, verschoof met deze nieuwe generatie de nadruk naar comfort en verfijning. Dit dwong General Motors om de eigen ontwerpen opnieuw te herzien om concurrerend te blijven.
Dual-Range Hydra-Matic
De Hydra-Matic onderging door de jaren heen verschillende kleine aanpassingen, maar de grootste verandering vond plaats in 1952. De 'Dual-Range' Hydra-Matic werd ontwikkeld door ingenieur Kenneth Gage. De vernieuwde transmissie bood nu twee schakelpatronen, waarvan het tweede, afhankelijk van het merk, werd aangeduid als D3, D4 of S (Super). Bij Pontiac werden de twee standen aangeduid met tekens aan weerszijden van 'Dr', die bekend kwamen te staan als 'Drive Left' en 'Drive Right'. In Drive Right kwam de auto niet uit de derde versnelling totdat hij 72 mph / 115 km/u bereikte, net als bij vol gas. De stand 'Low' voorkwam dat de transmissie verder schakelde dan de tweede versnelling, tot een snelheid van ongeveer 48 mph (77 km/u). Hoewel 'Drive Right' en 'Low' de maximale snelheid per versnelling niet beïnvloedden, boden ze wel meer flexibiliteit, vooral in heuvelachtig terrein.
De afgebeelde Pontiac uit 1952 (zie linkerfoto) is uitgerust met de nieuwe Dual-Range Hydra-Matic, inclusief de twee 'Dr'-standen. Bij Oldsmobile werden de standen aangeduid als D en S, terwijl andere fabrikanten termen als D4 en D3 gebruikten. Opvallend genoeg ontbrak er nog steeds een Park-stand en stond 'Reverse' direct na 'Low'. Deze indeling leidde in 1961 tot een veiligheidscontroverse, omdat onoplettend gebruik kon resulteren in ongelukken.
Oscar Banker en het PRNDL-patroon
Oscar Banker (patenthouder van vele automaatgerelateerde uitvindingen en vriend van een van de SAE-bestuursleden) werd genoemd in het boek Unsafe at Any Speed van Ralph Nader.
Nader beschrijft hoe Banker tijdens een SAE-presentatie over de nieuwe Roto Hydra-Matic kritisch vroeg waarom GM het NDLR-schakelpatroon bleef hanteren. Banker waarschuwde dat dit patroon gevaarlijk was, omdat bestuurders per ongeluk naar 'Reverse' konden schakelen terwijl het voertuig nog in beweging was. Banker stuurde later een brief aan Jack Gordon, hoofd van GM, waarin hij dit probleem nader toelichtte. GM antwoordde dat het bestaande patroon voordelen bood, zoals het vergemakkelijken van het heen-en-weer schommelen van een voertuig dat vastzat in sneeuw of modder. Bovendien benadrukte GM dat miljoenen Amerikaanse bestuurders inmiddels gewend waren aan deze volgorde. Ondanks deze uitleg bleven Banker en andere ingenieurs druk uitoefenen, wat uiteindelijk leidde tot de standaardisatie van het PRNDL-patroon. Het federale General Accounting Office drong aan op het gebruik van dit patroon in alle federale wagenparken. GM gaf uiteindelijk toe en implementeerde het PRNDL-patroon in al zijn transmissies vanaf modeljaar 1966.
In augustus 1953 werd de productie van de Hydra-Matic abrupt onderbroken door een catastrofale brand die de volledige fabriek verwoestte. Dit incident, waarbij zes mensen omkwamen en de schade werd geschat op $80 miljoen, geldt als een van de ergste industriële rampen van die tijd.
Om de productie voort te zetten, huurde GM tijdelijk de Willow Run-fabriek van Kaiser. Deze voormalige bommenwerperfabriek, die Kaiser in 1945 had verworven, stond sinds juni 1953 leeg nadat Kaiser zijn activiteiten had verplaatst naar Toledo, Ohio, als gevolg van de fusie met Willys-Overland. De fabriek werd in september aangepast voor de productie van Hydra-Matic-transmissies en in november kocht GM het gebouw voor $26 miljoen.
Tijdens de aanpassingen in Willow Run moesten GM-klanten tijdelijk gebruikmaken van alternatieve transmissies: Dynaflow voor Oldsmobile en Cadillac, en Powerglide voor Pontiac. Voor niet-GM-merken schakelde GM Borg-Warner in als leverancier. De productie van de Hydra-Matic werd hervat aan het begin van modeljaar 1954.
Het einde van de oorspronkelijke Hydra-Matic
Tegen het midden van de jaren vijftig naderde het einde van de oorspronkelijke Hydra-Matic-transmissie. Klanten werden steeds minder tolerant tegenover het ruwe schakelen, terwijl de stijgende pk-race de grenzen van de transmissiecapaciteit overschreed. In 1940 leverden slechts enkele auto's meer dan 165 pk, maar tegen modeljaar 1955 had Cadillac bijvoorbeeld een topmodel met 270 pk. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, begon Detroit Transmission in 1952 met de ontwikkeling van een grondig vernieuwde Hydra-Matic, die in 1956 werd geïntroduceerd.
De Hydra-Matic werd in 1956 volledig herontworpen. Bijna alle schakelingen, op één na (van de 2e naar de 3e versnelling), werden nu uitgevoerd door het vullen en legen van een tweede vloeistofkoppeling. Hierdoor kon de voorste koppeling volledig worden geëlimineerd. Daarnaast verdwenen alle banden die met koppel werkten, wat betekende dat er geen bandaanpassingen meer nodig of mogelijk waren. Er bleef slechts één frictieschakeling over.
Het resultaat? Een overgang van de 1e naar de 2e versnelling die nauwelijks merkbaar was, hoewel de korte eerste versnelling vanwege het ontbreken van een koppelomvormer een beperking bleef. De overgang van de 2e naar de 3e versnelling was dankzij conventionele koppelingen iets soepeler dan bij de oude Hydra-Matic. De overgang van de 3e naar de 4e versnelling verliep echter buitengewoon vloeiend. Efficiënt was het systeem nauwelijks, maar qua souplesse was het een meesterwerk.
De introductie van de 'Controlled Coupling Hydra-Matic' in 1956 verliep echter moeizaam. Er was een groot aantal updates nodig. De meeste van deze transmissies kwamen uiteindelijk terug naar de dealers voor nieuwe voorste koppelingdeksels, pakkingen en conuskoppelingen voor de achteruit. Tegen die tijd had de Hydra-Matic echter te maken met stevige concurrentie. Chrysler lanceerde halverwege 1956 de Torqueflite, die algemeen werd beschouwd als een superieure automaat. Fords Cruise-O-Matic was een eenvoudigere versie van de Torqueflite. Studebaker gebruikte een soortgelijke Borg-Warner-eenheid en de Dynaflow, hoewel geen toonbeeld van efficiëntie, was toch een plezier om te gebruiken in een grote Buick.
Hoewel de Hydra-Matic in de jaren zestig nog verder werd doorontwikkeld, kwam er geleidelijk een duidelijke opvolger in beeld. Met de introductie van de Turbo-Hydra-Matic in 1964 verschoof GM naar een volledig nieuw ontwerp met een koppelomvormer en sterk vereenvoudigde interne werking. Deze transmissie zou uiteindelijk de klassieke Hydra-Matic vervangen in vrijwel alle toepassingen en markeerde daarmee het einde van de oorspronkelijke Hydra-Matic-architectuur.
De THM 400 (Turbo Hydra-Matic), die werd geïntroduceerd in de auto's van Buick en Cadillac, was vrijwel volledig afgekeken van het Chrysler-ontwerp, omdat de 'Flush N Fill' Hydra-Matic tegen die tijd duidelijk verouderd was.
7.000.000 Hydra-Matics
De directeur van Oldsmobile, Charles McCuen, wiens enthousiasme essentieel was voor het succes van de Hydra-Matic, werd gepromoveerd tot vice president 'Corporate Engineering' in augustus 1940. In 1947 verving hij Charles 'Boss Kett' Kettering als hoofd van GM's ontwikkelingsdivisie. McCuen ging in 1955 met pensioen na een bijna fatale crash met een turbineprototype op GM's Milford-testterrein. Hij overleed in 1975.
Earl Thompson, een van de grondleggers van de Hydra-Matic, verliet GM waarschijnlijk in de jaren veertig. Hij richtte vervolgens zijn eigen bedrijf op, 'Earl A. Thompson Manufacturing Co.', in Ferndale, Michigan. Oliver K. Kelly volgde hem op als hoofd van GM's transmissie-ontwikkelingsgroep. In 1963 werden Thompson en zijn team bekroond met de 'Elmer A. Sperry Award' voor hun baanbrekende werk aan de Hydra-Matic. Thompson overleed in april 1967 op 75-jarige leeftijd.
De totale productie van de originele Hydra-Matic-transmissie overschreed de zeven miljoen eenheden. Hoewel de meeste civiele klanten tegen het einde van de jaren vijftig overstapten op andere transmissies, bleef Rolls-Royce de Hydra-Matic nog geruime tijd gebruiken. Een bescheiden aantal 'Dual-Range' Hydra-Matics werd geproduceerd voor de Rolls-Royce Phantom V en Phantom VI tot en met 1978.
De impact van de Hydra-Matic reikte echter veel verder dan het aantal geproduceerde eenheden. Hoewel het niet de eerste automatische transmissie was, was het wel de eerste volledig automatische transmissie die commercieel succesvol werd. De Hydra-Matic werd daarmee niet alleen een technisch succes binnen General Motors, maar ook een industriestandaard die de ontwikkeling van automatische transmissies wereldwijd beïnvloedde. De basisprincipes van automatische schakeling, zoals hier voor het eerst op grote schaal toegepast, zouden decennialang bepalend blijven voor de verdere evolutie van de aandrijflijn.
