「汽车名人堂」阿尔弗雷德·霍纳·芒罗-第一台自动变速箱发明者

阿尔弗雷德·霍纳·芒罗(Alfred Horner Munro)是一名加拿大发明家,是第一台实用自动变速器的发明者。

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阿尔弗雷德·霍纳·芒罗

1876年,阿尔弗雷德·霍纳·芒罗出生于加拿大萨斯喀彻温省里贾纳。阿尔弗雷德·霍纳·芒罗后来成为一名加拿大蒸汽工程师,以其富有创新精神和对简化汽车技术的兴趣而闻名。20世纪初汽车在全球范围内越来越受欢迎。大多数汽车仍然依赖手动变速器,这需要熟练地使用离合器和变速杆。行星齿轮组的采用奠定了当代自动变速器基础。1901-1904年,英国威尔逊-皮尔彻汽车的手动变速器是首批采用这种设计的变速器之一,它利用两个行星齿轮实现四种传动比。脚踏离合器方便起步,而手动换挡杆则用于档位选择,斜齿轮可以最大限度地降低噪音,常啮合设计则增强了功能性。1908年福特T型车的两速手动变速器也采用了行星齿轮组,但没有采用斜齿轮。

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年轻时期阿尔弗雷德·霍纳·芒罗

20世纪初,马萨诸塞州波士顿的斯图尔特文特兄弟发明了“无马马车”式变速箱。这种变速箱在发动机高转速时会切换到高档位,在发动机低转速时会切换到低档位。自动挡汽车深受美国人和首次购车者的青睐,但许多经验丰富的驾驶员更喜欢手动挡汽车。然而该变速箱还不具有现代变速箱的雏形。阿尔弗雷德·霍纳·芒罗意识到需要一种能够让驾驶更轻松便捷的系统。1921年,阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗发明了第一款“现代”自动变速器,他的系统使用压缩空气(气动装置)而非液压油。该变速箱有四个前进档,没有倒车或驻车功能,无需操作离合器踏板即可自动换档。正式名称为自动换档装置(有时被误称为“自动安全变速器”)。

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自动变速箱2D图纸

1923年,阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗在加拿大申请了自动变速器专利。1924年和1927年,阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗还在英国和美国获得了专利。阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗发明的变速箱具有一定的局限性,其中与液压系统相比,压缩空气会导致明显的功率不足。该装置动力不足,耐用性较差,不适合大规模生产。 因此,芒罗的发明从未大规模投入商业使用。其他发明家用液压油代替空气,进一步完善了阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗提出的理念。1932年,巴西工程师何塞·布拉兹·阿拉里佩(José Braz Araripe)和费尔南多·莱利·莱莫斯(Fernando Lehly Lemos)对其进行了改进,并在20世纪30年代发明了液压变速器。

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自动变速箱带来的汽车脚部踏板变化

通用汽车购买其液压变速器的专利。1939年,通用汽车推出 Hydra-Matic 变速箱,这是第一款真正成功的液压自动变速箱。1940年,奥兹莫比尔成为首款搭载全套Hydra-Matic自动变速箱的量产汽车。该系统被证明实用、可靠,并取得了商业成功,虽然这与阿尔弗雷德·霍纳·芒罗的气动原型车不同,但他却为此奠定了坚实的基础。20世纪40年代至50年代,自动变速箱在北美迅速普及,成为便捷和现代驾驶的象征。1958年,阿尔弗雷德·霍纳·芒罗去世,享年82岁。阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗在世时见证了他最初设想的这项技术的兴起,尽管他并未得到认可。此时,自动变速箱正逐渐成为美国汽车的标配。

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搭载首台自动变速箱的奥兹莫比尔汽车

阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗被人们铭记为第一个获得自动变速箱专利的人(1921年,1923年获得专利)。阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗的气动设计虽然在商业上不可行,但却为后来的液压系统铺平了道路。现代变速器(液压、双离合、CVT、电子)的起源都源于阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗的开创性工作。阿尔弗雷德·霍纳·蒙罗的故事常常被视为加拿大创新史上错失的良机,被通用汽车后来的成功所掩盖。

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自动变速箱

虽然驾驶自动挡汽车有很多好处,但驾驶手动挡汽车比驾驶自动挡汽车更令人愉悦。使用离合器和换挡是一种互动体验。驾驶员对手动挡汽车的操作也更加灵活。驾驶手动挡汽车更容易假装自己是赛车手,而且踏板更多也总是充满乐趣。其次自动挡汽车比手动挡汽车需要更多维护。自动变速箱结构复杂,包含多个运动部件。定期进行调校是保持变速箱正常运转的必要条件,而手动变速箱则无需过多维护。手动挡汽车有时可能需要更换离合器,但自动变速箱可能同时出现多个问题。由于变速箱的复杂性,自动挡汽车的初始成本高于手动挡汽车。自动挡汽车的车主在变速箱维护和燃油方面的支出比手动挡汽车的车主更高。

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新型6速手动变速箱(6MT)

自动变速箱的优点也是很突出的,诸如自动挡汽车比手动挡汽车更容易操作。现代汽车中最常见的自动变速箱类型是液压行星自动变速箱。驾驶员无需在正确的时间切换档位,汽车会自动在各个档位之间切换。自动变速箱使用变速箱油来控制齿轮比的增减。油泵使变速箱油保持压力,以控制行星齿轮系中的各个离合器和传动带。因此,驾驶员无需担心车辆应该挂在哪个档位,驾驶体验更加舒适。其次自动挡汽车比手动挡汽车更安全一些。驾驶手动挡汽车时,驾驶员必须用右手和左腿换挡。由于自动挡汽车可以自动换挡,驾驶员可以双手握住方向盘。此外,驾驶员可以专注于周围的环境,而不是换挡。自动挡汽车的驾驶更安全,更不容易分心,尤其对于新手或缺乏经验的驾驶员而言。

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手动变速箱与自动变速箱

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