Wynalazek ten wprowadzili Amerykanie „z lenistwa” już w 1938 r. w seryjnym Oldsmobilu, przy czym ogromnym silnikom o fantastycznym momencie obrotowym pojawiającym się już od najniższych obrotów wystarczały nawet dwa biegi! (03/25)
To oczywiście upraszczało przekładnię, ale niekoniecznie dobrze wykorzystywało możliwości jednostek napędowych. Z tego powodu przez lata królowały skrzynie trzybiegowe. Potem liczba biegów zaczęła rosnąć, a w roku 2015 pojawiły się już skrzynie 9- biegowe.
Amerykanie jako prekursorzy przekładni automatycznych opracowali cały szereg skrzyń o różnych rozwiązaniach technicznych i o różnych nazwach. Łączyło je jednak jedno rozwiązanie – wszystkie posiadały w sobie układy przekładni planetarnych i sprzęgło hydrokinetyczne.
W Europie szukano także innych rozwiązań. ZF, Getrag czy Voith budowały przekładnie o mieszanym systemie zmiany biegów, gdzie np. zewnętrzny mechanizm siłowników zmieniał biegi w klasycznej skrzyni. Opisując szczegółowo te rozwiązania zapełnilibyśmy cały rocznik „Automobilisty”, dlatego na przykładzie dość prostej skrzyni automatycznej Hydra – Matic, stosowanej w koncernie GM pokażemy, jak to z grubsza rzecz biorąc działa. Oczywiście takie rozwiązanie znajdziemy tylko w starszych samochodach.
Oddzielną sprawą jest mechanizm powodujący zmianę biegów w zależności od prędkości samochodu, obciążenia, obrotów silnika itp. Tym się nie będziemy teraz zajmować. Pokazujemy działanie skrzyni automatycznej na dość prostym, jeśli chodzi o zasadę przykładzie. Współczesne przekładnie to niezwykle skomplikowane urządzenia mechaniczne wraz z jeszcze bardziej skomplikowanymi układami sterowania.
Opis skrzyni Hydra – Matic
- 1 bieg – napęd jest przenoszony przez sprzęgło hydrokinetyczne. Sprzęgło pierwszego zespołu planetarnego jest zwolnione. Zahamowane zostaje koło zewnętrzne tylnego zespołu planetarnego i napęd od sprzęgła hydrokinetycznego przenosi się przez przekładnię planetarną tylnego zespołu na wał zdawczy skrzyni przekładniowej.
- 2 bieg – sprzęgło hydrokinetyczne pracuje jałowo, gdyż zewnętrzne koło pierwszego zespołu planetarnego zostało zahamowane za pomocą wielotarczowego sprzęgła/hamulca. W związku z tym napęd jest przenoszony „na sztywno” od wału wejściowego przez drugą połowę wirnika sprzęgła hydrokinetycznego na pierwszy zespół planetarny i przez jego wał zdawczy na drugi zespół planetarny, którego zewnętrze koło pozostaje zahamowane hamulcem taśmowym. W tej sytuacji napęd przenoszony jest dalej przez drugi zespół planetarny na wał zdawczy przekładni.
- 3 bieg – sprzęgło hydrokinetyczne zostaje załączone i sprzęgło wielotarczowe pierwszego zespołu planetarnego hamuje koło zewnętrzne. W ten sposób turbina wewnątrz sprzęgła hydrokinetycznego przenosi moment obrotowy na wał przechodzący przez układ planetarny pierwszego zespołu bezpośrednio na koło słoneczne drugiego zespołu planetarnego. Ponieważ jego koło zewnętrzne jest odhamowane, napęd przechodzi bezpośrednio na wał zdawczy przekładni i mamy bieg bezpośredni.
- Bieg wsteczny – załączone jest sprzęgło hydrokinetyczne, rozłączone sprzęgło wielotarczowe pierwszego zespołu i hamulec taśmowy drugiego zespołu planetarnego. Do akcji wchodzi trzecie sprzęgło/hamulec zatrzymujący zewnętrzne koło pierwszego zespołu. W tej sytuacji moment obrotowy jest przenoszony z wału turbiny sprzęgła hydrokinetycznego na koło słoneczne drugiego zespołu. Zahamowanie koła zewnętrznego pierwszego zespołu wymusza odwrócenie kierunku obrotu koła słonecznego pierwszego zespołu, a wtedy i jego koła satelity zaczynają się obracać w odwrotnym kierunku. One zaś połączone są z satelitami drugiego zespołu planetarnego, z których odbiera napęd wał zdawczy przekładni obracający się teraz w przeciwnym kierunku.
