dansk
A halvautomatisk gearkasse er en gear med flere hastigheder hvor en del af dens drift er automatiseret (typisk aktiveringen af kobling), men førerens input er stadig påkrævet for at starte køretøjet fra stilstand og manuelt skifte gear. Halvautomatiske gearkasser blev næsten udelukkende brugt i motorcykler og er baseret på konventionelle manuelle gearkasser eller sekventielle manuelle gearkasser, men brug et automatisk koblingssystem. Men nogle halvautomatiske transmissioner har også været baseret på standard hydraulik automatiske gearkasser med momentomformere og planetgearsæt.
Navne på specifikke typer halvautomatiske transmissioner omfatter koblingsløs manual,automatisk manuel,auto-kobling manuel,og padle-skift transmissioner.[8][9][10] Disse systemer letter gearskift for føreren ved at betjene koblingssystemet automatisk, normalt via skifter der udløser en aktuator eller servo, mens det stadig kræver, at føreren manuelt skifter gear. Dette står i kontrast til en forvalgsgearkasse, hvori føreren betjener koblingen og vælger det næste gearforhold, men gearskiftet i transmissionen udføres automatisk.
Den første brug af halvautomatiske transmissioner var i biler, stigende i popularitet i midten af 1930'erne, da de blev tilbudt af flere amerikanske bilproducenter. Mindre almindelige end traditionelle hydrauliske automatiske transmissioner, er halvautomatiske transmissioner ikke desto mindre blevet gjort tilgængelige på forskellige bil- og motorcykelmodeller og er forblevet i produktion gennem det 21. århundrede. Halvautomatiske gearkasser med paddle shift-drift er blevet brugt i forskellige racerbiler, og blev først introduceret for at styre den elektrohydrauliske gearskiftemekanisme Ferrari 640 Formel 1 bil i 1989. Disse systemer bruges i øjeblikket på en række af de bedste racerbilklasser; inklusive Formel 1, IndyCar, og touring car racing. Andre applikationer omfatter motorcykler, lastbiler, busser og jernbanekøretøjer.
Halvautomatik letter lettere gearskift ved at fjerne behovet for at træde en koblingspedal eller håndtag ned samtidig med gearskifte. De fleste biler, der har en halvautomatisk gearkasse, er ikke udstyret med en standard koblingspedal, da koblingen er fjernstyret. Tilsvarende er de fleste motorcykler med halvautomatisk gearkasse ikke udstyret med et konventionelt koblingsgreb på styr.
De fleste halvautomatiske gearkasser er baseret på konventionel manuel gearkasse. De kan være delvist automatiseret transmission. Når først koblingen bliver automatiseret, bliver transmissionen halvautomatisk. Disse systemer kræver dog stadig manuel gearvalg af føreren. Denne type transmission kaldes en koblingsløs manual eller en automatiseret manual.
De fleste halvautomatiske gearkasser i ældre personbiler bevarer det normale H-mønsterskifter i en manuel gearkasse; tilsvarende bibeholder halvautomatiske gearkasser på ældre motorcykler det konventionelle fodskiftegreb, som på en motorcykel med fuld manuel gearkasse. Halvautomatiske systemer i nyere motorcykler, racerbiler og andre typer køretøjer bruger dog ofte gearvalgsmetoder såsom skiftesvinger i nærheden af rat eller udløsere i nærheden af styr.[11][12][13][14][15][16][17]
Flere forskellige former for automatisering til koblingsaktivering er blevet brugt gennem årene, fra hydraulisk, pneumatisk, og elektromekanisk griber til vakuumdrevet,[18] elektromagnetisk og endda centrifugalkoblinger. Væskekoblinger (mest almindeligt og tidligere brugt i tidlige automatgear) er også blevet brugt af forskellige producenter, normalt sammen med en form for mekanisk friktionskobling, for at forhindre køretøjet i at gå i stå, når det står stille eller kl. ledig.
Et typisk semi-automatisk transmissionsdesign kan fungere ved at bruge Hall effekt sensorer eller mikrokontakter for at registrere retningen af det ønskede skift, når gearstangen bruges. Disse sensorers output, kombineret med outputtet fra en sensor tilsluttet gearkasse som måler dens aktuelle hastighed og gear, føres ind i en transmission kontrolenhed, elektronisk styreenhed, motorstyringsenhed, eller mikroprocessor,[19][20] eller en anden type elektronisk styresystem. Dette kontrolsystem bestemmer derefter den optimale timing og det optimale drejningsmoment, der kræves for jævnt koblingsindgreb.
Den elektroniske styreenhed driver en aktuator, som til- og frakobler koblingen på en jævn måde. I nogle tilfælde aktiveres koblingen af en servomotor koblet til et geararrangement til en lineær aktuator, som via en hydraulisk cylinder fyldt med hydraulisk væske fra bremsesystem, udkobler koblingen. I andre tilfælde kan den interne koblingsaktuator være fuldstændig elektrisk, hvor hovedkoblingsaktuatoren er drevet af en elektrisk motor eller solenoide, eller endda pneumatisk, hvor hovedkoblingens aktuator er en pneumatisk aktuator der frigør koblingen.
Et koblingsløst manuelt system, kaldet Autostick, var en halvautomatisk transmission introduceret af Volkswagen for modelåret 1968. Markedsført som Volkswagen Automatisk Stickshift, en konventionel tre-trins manuel gearkasse var forbundet til et vakuumbetjent automatisk koblingssystem. Toppen af gearstangen er designet til at trykke og aktivere en elektrisk kontakt, dvs. når den berøres af førerens hånd. Når den blev trykket ned, fungerede kontakten en 12-volt solenoide, som igen betjente vakuumkoblingens aktuator, og dermed frakoblede koblingen og tillod skift mellem gear. Med førerens hånd fjernet fra gearskiftet, ville koblingen automatisk gå i indgreb igen. Gearkassen var også udstyret med en momentomformer, der gjorde det muligt for bilen at køre i tomgang som med en automat, samt stoppe og starte fra stilstand i ethvert gear.[21][22][23]
Fra slutningen af 1990'erne introducerede bilproducenter det, der nu kaldes en automatiseret manuel gearkasse (AMT), som mekanisk ligner, og har sine rødder i, tidligere koblingsløse manuelle gearsystemer. En AMT fungerer på samme måde som ældre halvautomatiske og koblingsløse manuelle gearkasser, men med to undtagelser; den er i stand til både at betjene koblingen og skifte automatisk og bruger ikke en momentomformer. Skiftet sker enten automatisk fra en transmissionskontrolenhed (TCU), eller manuelt fra enten skifteknappen eller skiftesvingerne monteret bag rattet. AMT'er kombinerer brændstofeffektiviteten ved manuelle gearkasser med skiftenemheden ved automatiske gearkasser. Deres største ulempe er dårlig skiftekomfort på grund af, at den mekaniske kobling bliver udkoblet af TCU'en, hvilket let kan mærkes som "stød".[citat nødvendig] Nogle transmissionsproducenter har forsøgt at løse dette problem ved at bruge overdimensionerede synkroniseringsringe og ikke åbne koblingen helt under skift - hvilket fungerer i teorien, men fra 2007 har der ikke været nogen serieproducerede biler med sådanne funktioner.[trænger til opdatering] I personbiler har moderne AMT'er generelt seks hastigheder (selvom nogle har syv) og en ret lang gearing. I kombination med et smart-shifting-program kan dette reducere brændstofforbruget markant. Generelt er der to typer AMT'er: integrerede AMT'er og add-on AMT'er. Integrerede AMT'er blev designet til at være dedikerede AMT'er, hvorimod add-on AMT'er er konverteringer af standard manuelle gearkasser til AMT'er.[citat nødvendig]
En automatiseret manuel gearkasse kan omfatte en fuldautomatisk tilstand, hvor føreren slet ikke behøver at skifte gear.[24] Disse transmissioner kan beskrives som en standard manuel gearkasse med en automatiseret kobling og automatiseret gearskiftekontrol, så de kan fungere på samme måde som traditionelle automatiske gearkasser. TCU'en skifter automatisk, hvis motoren f.eks redlined. AMT kan skiftes til en koblingsløs manuel tilstand, hvor man kan op- eller nedgear ved hjælp af en konsolmonteret gearvælger eller skifteskiftere.[25] Det har en lavere pris end konventionelle automatgearkasser.[26]
Den automatiske manuelle gearkasse (varenavne inkluderer SMG-III) må ikke forveksles med "manumatisk" automatgearkasse (markedsført under handelsnavne som f.eks Tiptronic, Steptronic, Sportmatic, og Geartronic). Mens disse systemer virker overfladisk ens, bruger en manumatic en momentomformer som en automatisk transmission i stedet for koblingen, der bruges i den automatiske manuelle gearkasse. En automatiseret manual kan give føreren fuld kontrol over gearvalget, hvorimod en manumatisk vil afvise en gearskifteanmodning, der ville resultere i, at motoren stopper (fra for få RPM) eller overdrejning. [24] Den automatiske tilstand for en automatiseret manuel gearkasse ved lave eller hyppige stopstarthastigheder er mindre jævn end for manumatiske og andre automatiske gearkasser.
Flere halvautomatiske transmissioner, der bruges af motorcykler og racerbiler, er faktisk mekanisk baseret på sekventielle manuelle gearkasser. Halvautomatiske motorcykelgearkasser udelader generelt koblingsgrebet, men bevarer det konventionelle gearskiftegreb til hæl og tå.
Halvautomatiske motorcykelgearkasser er baseret på konventionelle sekventielle manuelle gearkasser og bruger typisk en centrifugalkobling.[34] Ved tomgang afbrydes motoren fra gearkassens indgangsaksel, så både den og cyklen kan frihjul, i modsætning til ved momentomformer automatik er der ingen tomgangskryb med en korrekt justeret centrifugalkobling. Efterhånden som motorhastigheden stiger, drejer kontravægte i koblingsenheden gradvist længere udad, indtil de begynder at komme i kontakt med indersiden af det ydre hus og overfører en stigende mængde motorkraft og drejningsmoment. Det effektive "bidepunkt" eller "bidepunkt"[35] findes automatisk ved ligevægt, hvor kraften overføres gennem den (stadig glidende) kobling er lig med, hvad motoren kan yde. Dette tillader relativt hurtig fuldgas starter (med koblingen justeret, så motoren har maksimalt drejningsmoment) uden at motoren bremser eller hænger fast, samt mere afslappede starter og lavhastighedsmanøvrer ved lavere gas og RPM'er.
I 1901, Amédée Bollée udviklet en metode til at skifte gear, der ikke krævede brug af en kobling og blev aktiveret af en ring monteret i rattet.[36] En bil, der brugte dette system, var 1912 Bollee Type F Torpedo.
Før ankomsten af den første masseproducerede hydrauliske automatgearkasse (den General Motors Hydra-Matic) i 1940, tilbød adskillige amerikanske producenter forskellige enheder for at reducere mængden af koblings- eller skifteindgang.[37] Disse enheder var beregnet til at reducere vanskeligheden ved at betjene usynkroniserede manuelle gearkasser, eller "crash gearboxes", der var almindeligt anvendte, især ved stop-start-kørsel.
Et tidligt skridt mod automatiserede transmissioner var 1933-1935 SPROG Selvskifter,[38][39][40][41] som automatisk skiftede mellem to fremadgående gear i "fremad"-tilstand (eller mellem to kortere gearforhold i "nød-lav"-tilstand). Stående starter krævede, at føreren brugte koblingspedalen. Self-Shifteren dukkede første gang op i maj 1933 og blev tilbudt som standard på Royale og som ekstraudstyr på Flying Cloud S-4.[42]
I 1937, fire-speed Oldsmobile Automatisk sikkerhedstransmission blev introduceret på Oldsmobile Six og Oldsmobile Eight-modeller.[38] Den brugte et planetgearsæt med en koblingspedal til at starte fra stilstand og skifte mellem "lavt" og "højt" område.[43][44][45] Den automatiske sikkerhedsgearkasse blev erstattet af den fuldautomatiske Hydra-Matic for 1940-modelåret.[46][47]
1938-1939 Buick Special var tilgængelig med en anden Self-Shifter 4-trins halvautomatisk gearkasse,[48][49][50] som brugte en manuel kobling til start fra stilstand og en automatiseret kobling til gearskift.
1941 Chrysler M4 Vacamatic gearkassen var en to-trins manuel gearkasse med en integreret underdrivenhed, en traditionel manuel kobling og en væskekobling mellem motoren og koblingen.[51][52][53] Den to-trins gearkasse havde "høj" og "lav" rækkevidde, og koblingen blev brugt, når føreren ville skifte mellem områderne. Ved normal kørsel ville føreren trykke på koblingen, vælge det høje område og derefter slippe koblingen. Når først speederen blev trykket ned, ville væskekoblingen gå i indgreb, og bilen ville begynde at bevæge sig fremad, med underdrevenheden aktiveret for at give et lavere gearforhold. Ved mellem 15–20 mph (24–32 km/t) løftede føreren speederen, og underdrevsenheden ville deaktivere. Vacamatic blev erstattet af en lignende M6 Presto-Matic gearkasse til 1946-modelåret.
Lignende design blev brugt til 1941-1950 Hudson Drive-Master[54][55] og det skæbnesvangre 1942 Lincoln Liquimatic.[56][57] Begge disse kombinerede en 3-trins manuel gearkasse med automatisk skift mellem 2. og 3. gear, i stedet for Vacamatics "underdrive" enhed.
Packard Electro-Matic, introduceret i 1941 Packard Clipper og Packard 180, var en tidlig koblingsløs manuel gearkasse, der brugte en traditionel friktionskobling med automatisk vakuumdrift, som blev styret af speederens position.
Det bilprodukter manumatisk system, tilgængelig på 1953 Ford Anglia 100E, var et vakuumdrevet automatisk koblingssystem, der blev aktiveret af en kontakt, der blev udløst, hver gang gearstangen blev flyttet. Systemet kunne styre gaskablet (for at holde motoren ved det nødvendige omdrejningstal for gearskiftet) og variere koblingsindgrebshastigheden.[58] Det successive Newtondrive-system, tilgængeligt på 1957-1958 Ford Anglia, havde også en bestemmelse for kvæle styring. Et lignende produkt var det tyske Saxomat automatisk koblingssystem, som blev introduceret i midten af 1950'erne og fås på forskellige europæiske biler.[59]
Det Citroën DS, introduceret i 1955, brugte en hydraulisk system med en hydraulisk betjent hastighedsregulator og tomgangshastigheds-forøgelsesanordning til at vælge gear og betjene den ellers konventionelle kobling. Dette tillod koblingsløst skift med en enkelt søjlemonteret vælger, mens føreren samtidig løftede speederen for at skifte gear. Dette system fik tilnavnet "Citro-Matic" i USA
For modelåret 1962, American Motors introducerede E-Stick, som eliminerede koblingspedalen i Rambler amerikansk med standard tre-trins manuelle gearkasser.[60] Denne automatiske kobling brugte motorolietryk som en hydraulisk kilde og var tilgængelig for mindre end $60.[61] Sammenlignet med datidens fuldautomatiske gearkasser tilbød E-Stick brændstoføkonomien som et stick-shift, med vakuum og elektriske kontakter, der styrer koblingen. E-Stick tre-trins transmission blev tilbudt på den større Rambler Classic modeller, sammen med en overdrive enhed.[62] Systemet var kun tilgængeligt med 6-cylindrede motorer, og manglen på en kobling viste sig at være upopulær, så det blev udgået efter 1964.[63]
1967 Volkswagen WSK (Omformer kobling transmission; Engelsk: Momentomformer gearkasse/koblingsgearkasse), brugt i Bille, Type 3 og Karmann Ghia, var en af de første gearkasser af sin slags, med en automatisk mekanisk kobling og en momentomformer. Det var også kendt som Autostick. Skiftet blev udført manuelt af chaufføren. Den automatiske mekaniske kobling gjorde det muligt for bilen at accelerere fra et stop, mens momentomformeren gjorde det muligt for den at gøre det i ethvert gear. Da den dæmpede motorvibrationer og gav momentmultiplikation, fungerede den som en slags "reduktionsgearkasse", så den egentlige mekaniske gearkasse behøvede kun tre fremadgående gear (det er grunden til, at konventionelle automatiske gearkasser med momentomformere normalt har færre gear end manuelle gear). WSK havde intet "første" gear; i stedet blev det første gear konverteret til bakgear, og det andet gear blev mærket først (hvor tredje og fjerde gear blev mærket som andet og tredje).[64]
Det Chevrolet Torque-Drive transmission, introduceret i 1968 Chevrolet Nova og Camaro, er et af få eksempler, hvor en semi-automatisk transmission var baseret på en konventionel hydraulisk automatgearkasse (i stedet for en standard manuel gearkasse). Torque-Drive var i det væsentlige en 2-trins Powerglide automatgear uden vakuummodulator, hvilket kræver, at føreren manuelt skifter gear mellem "Lav" og "Høj". Kvadrantindikatoren på Torque-Drive-biler var "Park-RN-Hi-1st". Føreren ville starte bilen i "1.", og derefter flytte håndtaget til "Hej", når det var ønsket. Torque-Drive blev udgået i slutningen af 1971 og erstattet af en traditionel hydraulisk automatgearkasse. Andre eksempler på halvautomatiske transmissioner baseret på hydraulisk automatik var Ford 3-trins semi-automatiske transmission, der blev brugt i 1970-1971 Ford Maverick, tidlige versioner af Hondas 1972-1988 Hondamatic 2-trins og 3-trins transmissioner, og Daihatsu Diamatisk 2-trins gearkasse brugt i 1985-1991 Daihatsu Charade.