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A transmission semi-automatique est un transmission à plusieurs vitesses où une partie de son activité est automatique (généralement l'actionnement du embrayage), mais l'intervention du conducteur est toujours nécessaire pour lancer le véhicule à partir de l'arrêt et pour changer manuellement les vitesses. Les transmissions semi-automatiques étaient presque exclusivement utilisées dans les motos et sont basées sur des transmissions conventionnelles. transmissions manuelles ou transmissions manuelles séquentielles, mais utilisent un système d'embrayage automatique. Mais certaines transmissions semi-automatiques sont également basées sur des systèmes hydrauliques standard. transmissions automatiques avec convertisseurs de couple et trains planétaires.
Les noms de types spécifiques de transmissions semi-automatiques incluent manuel sans embrayage,auto-manuel,manuel d'embrayage automatique,et levier de vitesse transmissions.[8][9][10] Ces systèmes facilitent les changements de vitesse pour le conducteur en actionnant automatiquement le système d'embrayage, généralement via commutateurs qui déclenchent un actionneur ou servo, tout en obligeant le conducteur à changer de vitesse manuellement. Cela contraste avec un boîte de vitesses à présélecteur, dans laquelle le conducteur actionne l'embrayage et sélectionne le rapport de vitesse suivant, mais le changement de vitesse au sein de la transmission est effectué automatiquement.
La première utilisation des transmissions semi-automatiques a eu lieu dans les automobiles, gagnant en popularité au milieu des années 1930 lorsqu'elles ont été proposées par plusieurs constructeurs automobiles américains. Moins courantes que les transmissions automatiques hydrauliques traditionnelles, les transmissions semi-automatiques ont néanmoins été proposées sur différents modèles de voitures et de motos et sont restées en production tout au long du 21e siècle. Les transmissions semi-automatiques avec commande de changement de vitesse au volant ont été utilisées dans divers voitures de course, et ont été introduits pour la première fois pour contrôler le mécanisme de changement de vitesse électro-hydraulique des Ferrari 640 Voiture de Formule 1 en 1989. Ces systèmes sont actuellement utilisés sur diverses classes de voitures de course de haut niveau ; y compris Formule Un, IndyCar, et courses de voitures de tourisme. D'autres applications incluent les motos, les camions, les bus et véhicules ferroviaires.
Les semi-automatiques facilitent changements de vitesse en supprimant le besoin d'appuyer sur une pédale ou un levier d'embrayage en même temps que vous changez de vitesse. La plupart des voitures équipées d'une transmission semi-automatique ne sont pas équipées de pédale d'embrayage standard puisque l'embrayage est commandé à distance. De même, la plupart des motos équipées d'une transmission semi-automatique ne sont pas équipées d'un levier d'embrayage classique sur le côté. guidon.
La plupart des transmissions semi-automatiques sont basées sur une transmission manuelle conventionnelle. Il peut s'agir d'une transmission partiellement automatisée. Une fois l’embrayage automatisé, la transmission devient semi-automatique. Cependant, ces systèmes nécessitent toujours une sélection manuelle des vitesses par le conducteur. Ce type de transmission est appelé un manuel sans embrayage ou un manuel automatisé.
La plupart des transmissions semi-automatiques des voitures particulières plus anciennes conservent le levier de vitesses normal en H d'une transmission manuelle ; de même, les transmissions semi-automatiques des motos plus anciennes conservent le levier de vitesses conventionnel, comme sur une moto avec une transmission entièrement manuelle. Cependant, les systèmes semi-automatiques des motos, voitures de course et autres types de véhicules plus récents utilisent souvent des méthodes de sélection de vitesse telles que des palettes de changement de vitesse situées à proximité du volant ou se déclenche à proximité du guidon.[11][12][13][14][15][16][17]
Plusieurs formes différentes d'automatisation pour l'actionnement de l'embrayage ont été utilisées au fil des ans, de hydraulique, pneumatique, et électromécanique embrayages à fonctionnant sous vide,[18] électromagnétique, et même embrayages centrifuges. Raccords hydrauliques (le plus souvent et autrefois utilisés dans les premières transmissions automatiques) ont également été utilisés par divers fabricants, généralement avec une certaine forme d'embrayage à friction mécanique, pour empêcher le véhicule de caler lorsqu'il est à l'arrêt ou à l'arrêt. inactif.
Une conception de transmission semi-automatique typique peut fonctionner en utilisant Capteurs à effet Hall ou micro-interrupteurs pour détecter la direction du changement de vitesse demandé lorsque le levier de vitesses est utilisé. La sortie de ces capteurs, combinée à la sortie d'un capteur connecté au boîte de vitesses qui mesure sa vitesse et son rapport actuels, est introduit dans un unité de commande de transmission, unité de contrôle électronique, unité de commande du moteur, ou microprocesseur,[19][20] ou un autre type de système de contrôle électronique. Ce système de contrôle détermine ensuite le timing et le couple optimaux requis pour un engagement en douceur de l'embrayage.
L'unité de commande électronique alimente un actionneur qui engage et désengage l'embrayage de manière fluide. Dans certains cas, l'embrayage est actionné par un servomoteur couplé à un agencement d'engrenages pour un actionneur linéaire qui, via un vérin hydraulique rempli avec fluide hydraulique du système de freinage, désengage l'embrayage. Dans d'autres cas, l'actionneur d'embrayage interne peut être entièrement électrique, l'actionneur d'embrayage principal étant alimenté par un moteur électrique ou solénoïde, voire pneumatique, où l'actionneur principal d'embrayage est un actionneur pneumatique qui débraye l'embrayage.
Un système manuel sans embrayage, nommé le Autocollant automatique, était une transmission semi-automatique introduite par Volkswagen pour l'année modèle 1968. Commercialisé comme le Volkswagen Stickshift automatique, une transmission manuelle conventionnelle à trois vitesses était reliée à un système d'embrayage automatique à dépression. Le haut du levier de vitesses a été conçu pour enfoncer et activer un interrupteur électrique, c'est-à-dire lorsqu'il est touché par la main du conducteur. Lorsqu'il est enfoncé, l'interrupteur actionne un courant de 12 volts solénoïde, qui à son tour actionnait l'actionneur d'embrayage à dépression, désengageant ainsi l'embrayage et permettant le changement de vitesse. Une fois la main du conducteur retirée du levier de vitesses, l'embrayage se réengagerait automatiquement. La transmission était également équipée d'un convertisseur de couple, permettant à la voiture de tourner au ralenti comme avec une boîte automatique, ainsi que de s'arrêter et de démarrer à l'arrêt dans n'importe quel rapport.[21][22][23]
À partir de la fin des années 1990, les constructeurs automobiles ont introduit ce que l'on appelle aujourd'hui un transmission manuelle automatisée (AMT), qui est mécaniquement similaire et qui a ses racines dans les anciens systèmes de transmission manuelle sans embrayage. Une AMT fonctionne de la même manière que les anciennes transmissions semi-automatiques et manuelles sans embrayage, mais à deux exceptions près : il est capable à la fois de faire fonctionner l'embrayage et de passer les vitesses automatiquement, et n'utilise pas de convertisseur de couple. Le changement de vitesse s'effectue soit automatiquement à partir d'un unité de commande de transmission (TCU), ou manuellement à partir du pommeau de levier de vitesses ou des palettes de changement de vitesse montées derrière le volant. Les AMT combinent l’efficacité énergétique des transmissions manuelles avec la facilité de changement de vitesse des transmissions automatiques. Leur plus gros inconvénient est le manque de confort de changement de vitesse dû au désengagement de l'embrayage mécanique par le TCU, ce qui se manifeste facilement par des « à-coups ».[citation requise] Certains fabricants de transmissions ont essayé de résoudre ce problème en utilisant des anneaux de synchronisation surdimensionnés et en n'ouvrant pas complètement l'embrayage pendant le changement de vitesse, ce qui fonctionne en théorie, mais depuis 2007, aucune voiture de série n'avait de telles fonctions.[a besoin d'une mise à jour] Dans les voitures particulières, les AMT modernes ont généralement six vitesses (bien que certaines en aient sept) et un rapport assez long. En combinaison avec un programme de changement de vitesse intelligent, cela peut réduire considérablement la consommation de carburant. En général, il existe deux types d’AMT : les AMT intégrés et les AMT complémentaires. Les AMT intégrés ont été conçus pour être des AMT dédiés, tandis que les AMT supplémentaires sont des conversions de transmissions manuelles standard en AMT.[citation requise]
Une transmission manuelle automatisée peut inclure un mode entièrement automatique dans lequel le conducteur n'a pas du tout besoin de changer de vitesse.[24] Ces transmissions peuvent être décrites comme une transmission manuelle standard avec un embrayage automatisé et une commande de changement de vitesse automatisée, leur permettant de fonctionner de la même manière que les transmissions automatiques traditionnelles. Le TCU passe automatiquement les vitesses si, par exemple, le moteur est en panne. souligné. L'AMT peut être commuté en mode manuel sans embrayage dans lequel on peut monter ou rétrograder à l'aide d'un sélecteur de vitesses monté sur la console ou palettes de changement de vitesse.[25] Son coût est inférieur à celui des transmissions automatiques conventionnelles.[26]
La transmission manuelle automatisée (les noms commerciaux incluent SMG-III) ne doit pas être confondu avec la transmission automatique « manuelle » (commercialisée sous des noms commerciaux tels que Tiptronique, Steptronique, Sportmatique, et Geartronique). Bien que ces systèmes semblent superficiellement similaires, un manuel utilise un convertisseur de couple comme une transmission automatique, au lieu de l'embrayage utilisé dans la transmission manuelle automatisée. Un manuel automatisé peut donner au conducteur un contrôle total sur la sélection des vitesses, tandis qu'un manuel refusera une demande de changement de vitesse qui entraînerait le calage du moteur (à cause d'un nombre trop faible de vitesses). RPM) ou un surrégime. [24] Le mode automatique d'une transmission manuelle automatisée à des vitesses de démarrage et d'arrêt faibles ou fréquentes est moins fluide que celui des transmissions manuelles et autres transmissions automatiques.
Plusieurs transmissions semi-automatiques utilisées par les motos et les voitures de course sont en réalité basées mécaniquement sur transmissions manuelles séquentielles. Les transmissions semi-automatiques de motos omettent généralement le levier d'embrayage, mais conservent le levier de changement de vitesse classique au pied et au pied.
Les transmissions semi-automatiques de motos sont basées sur des transmissions manuelles séquentielles conventionnelles et utilisent généralement un embrayage centrifuge.[34] Au ralenti, le moteur est déconnecté de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, ce qui permet à lui et à la moto de roue libre, contrairement aux convertisseurs de couple automatiques, il n'y a pas fluage au ralenti avec un embrayage centrifuge correctement réglé. À mesure que le régime moteur augmente, les contrepoids à l'intérieur de l'ensemble d'embrayage pivotent progressivement vers l'extérieur jusqu'à ce qu'ils commencent à entrer en contact avec l'intérieur du carter extérieur et transmettent une quantité croissante de puissance et de couple du moteur. Le « point de morsure » ou « point de morsure » efficace[35] se trouve automatiquement par équilibre, où la puissance transmise par l'embrayage (toujours glissant) est égale à ce que le moteur peut fournir. Cela permet un démarrage à plein régime relativement rapide des décollages (avec l'embrayage réglé pour que le moteur soit au couple maximal) sans que le moteur ralentisse ou s'enlise, ainsi que des démarrages plus détendus et des manœuvres à basse vitesse avec des gaz plus bas et RPM.
En 1901, Amédée Bollée a développé une méthode de changement de vitesse qui ne nécessitait pas l'utilisation d'un embrayage et était activée par un anneau monté dans le volant.[36] Une voiture utilisant ce système était la 1912 Bollée Torpille de type F.
Avant l'arrivée de la première transmission automatique hydraulique produite en série (la Moteurs généraux Hydra-Matic) en 1940, plusieurs fabricants américains ont proposé divers dispositifs permettant de réduire la quantité d'embrayage ou de changement de vitesse nécessaire.[37] Ces dispositifs étaient destinés à réduire la difficulté de faire fonctionner le transmissions manuelles non synchronisées, ou « boîtes de vitesses crash », qui étaient couramment utilisées, notamment dans la conduite stop-start.
Les années 1933-1935 constituent une première étape vers les transmissions automatisées. LANGUE Auto-Shifter,[38][39][40][41] qui passait automatiquement entre deux vitesses avant en mode « marche avant » (ou entre deux rapports de démultiplication plus courts en mode « secours bas »). Les démarrages debout obligeaient le conducteur à utiliser la pédale d'embrayage. Le Self-Shifter est apparu pour la première fois en mai 1933 et était proposé en standard sur la Royale et en option sur le Flying Cloud S-4.[42]
En 1937, la boîte à quatre vitesses Oldsmobile La transmission automatique de sécurité a été introduite sur le Oldsmobile Six et modèles Oldsmobile Eight.[38] Il utilisait un engrenage planétaire avec une pédale d'embrayage pour démarrer à l'arrêt et basculer entre les gammes « basse » et « haute ».[43][44][45] La transmission automatique de sécurité a été remplacée par l'Hydra-Matic entièrement automatique pour l'année modèle 1940.[46][47]
Les années 1938-1939 Spécial Buick était disponible avec une autre transmission semi-automatique à 4 vitesses Self-Shifter,[48][49][50] qui utilisait un embrayage manuel pour le démarrage à l'arrêt et un embrayage automatisé pour les changements de vitesse.
Le 1941 Chrysler M4 Vacamatic La transmission était une transmission manuelle à deux vitesses avec une unité de transmission intégrale, un embrayage manuel traditionnel et un couplage hydraulique entre le moteur et l'embrayage.[51][52][53] La transmission à deux vitesses avait des gammes « hautes » et « basses », et l'embrayage était utilisé lorsque le conducteur souhaitait basculer entre les gammes. Pour une conduite normale, le conducteur appuie sur l'embrayage, sélectionne la gamme haute, puis relâche l'embrayage. Une fois l'accélérateur enfoncé, le coupleur hydraulique s'enclenchait et la voiture commençait à avancer, avec l'unité de transmission engagée pour fournir un rapport de démultiplication inférieur. Entre 24 et 32 km/h (15 à 20 mph), le conducteur relevait l'accélérateur et l'unité de transmission se désengageait. Le Vacamatic a été remplacé par un similaire M6 Presto-Matic transmission pour l’année modèle 1946.
Des modèles similaires ont été utilisés pour les années 1941-1950. Hudson Maître de conduite[54][55] et le malheureux 1942 Lincoln Liquimatique.[56][57] Les deux combinaient une boîte à 3 vitesses transmission manuelle avec changement de vitesse automatisé entre la 2e et la 3e vitesse, au lieu de l'unité « underdrive » du Vacamatic.
Le Packard Electro-Matic, introduit en 1941 Packard Tondeuse et Packard 180 était une des premières transmissions manuelles sans embrayage qui utilisait un embrayage à friction traditionnel avec fonctionnement automatique à vide, qui était contrôlé par la position de l'accélérateur.
Le produits automobiles système manuel, disponible sur le 1953 La Ford Anglia 100E était un système d'embrayage automatique alimenté par le vide qui était actionné par un interrupteur qui se déclenchait chaque fois que le levier de vitesses était déplacé. Le système pourrait contrôler le câble d'accélérateur (pour maintenir le moteur au régime requis pour le changement de vitesse) et faire varier le taux d'engagement de l'embrayage.[58] Le système Newtondrive successif, disponible sur la Ford Anglia 1957-1958, prévoyait également étouffer contrôle. Un produit similaire était l'allemand Saxomate système d'embrayage automatique, introduit au milieu des années 1950 et disponible sur diverses voitures européennes.[59]
Le Citroën DS, introduite en 1955, utilisait un système hydraulique avec un régulateur de vitesse à commande hydraulique et un dispositif d'augmentation du régime de ralenti pour sélectionner les vitesses et faire fonctionner l'embrayage par ailleurs conventionnel. Cela a permis un changement de vitesse sans embrayage avec un seul sélecteur monté sur la colonne, tandis que le conducteur levait simultanément l'accélérateur pour changer de vitesse. Ce système était surnommé « Citro-Matic » aux USA
Pour l'année modèle 1962, Moteurs américains a introduit l'E-Stick, qui a éliminé la pédale d'embrayage dans le Rambler américain avec des transmissions manuelles à trois vitesses standard.[60] Cet embrayage automatique utilisait la pression de l'huile moteur comme source hydraulique et était disponible pour moins de 60 $.[61] Par rapport aux transmissions entièrement automatiques de l'époque, l'E-Stick offrait l'économie de carburant d'un levier de vitesses, avec des interrupteurs à dépression et électriques contrôlant l'embrayage. La transmission à trois vitesses E-Stick était proposée sur le plus grand Rambler Classique modèles, avec une unité overdrive.[62] Le système n'était disponible qu'avec les moteurs 6 cylindres, et l'absence d'embrayage s'est avérée impopulaire, c'est pourquoi il a été abandonné après 1964.[63]
Le 1967 Volkswagen WSK (Transmission à embrayage convertisseur; Anglais: Convertisseur de couple, changement de vitesse/embrayage, boîte de vitesses), utilisé dans le Scarabée, Tapez 3 et Karmann Ghia, fut l'une des premières boîtes de vitesses de ce type, dotée d'un embrayage mécanique automatique et d'un convertisseur de couple. Il était également connu sous le nom de Autocollant automatique. Le changement de vitesse était effectué manuellement par le conducteur. L'embrayage mécanique automatique permettait à la voiture d'accélérer à partir d'un arrêt, tandis que le convertisseur de couple lui permettait de le faire dans n'importe quel rapport. Amortissant les vibrations du moteur et assurant la multiplication du couple, il fonctionnait comme une sorte de "réducteur", de sorte que la boîte de vitesses mécanique réelle n'avait besoin que de trois rapports avant (c'est pourquoi les transmissions automatiques conventionnelles avec convertisseurs de couple ont normalement moins de rapports que les transmissions manuelles). La WSK n'avait pas de « première » vitesse ; au lieu de cela, la première vitesse a été convertie en marche arrière et la deuxième vitesse a été étiquetée première (les troisième et quatrième vitesses étant respectivement étiquetées deuxième et troisième).[64]
Le Chevrolet Torque-Drive transmission, introduite sur le 1968 Chevrolet Nova et La Camaro est l'un des rares exemples où une transmission semi-automatique était basée sur une transmission automatique hydraulique conventionnelle (plutôt qu'une transmission manuelle standard). Le Torque-Drive était essentiellement un système à 2 vitesses Powerglide transmission automatique sans modulateur à vide, obligeant le conducteur à changer manuellement de vitesse entre « Low » et « High ». L'indicateur de quadrant sur les voitures Torque-Drive était « Park-RN-Hi-1st ». Le conducteur démarrait la voiture en « 1er », puis déplaçait le levier sur « Salut » lorsqu'il le souhaitait. Le Torque-Drive a été abandonné à la fin de 1971 et remplacé par une transmission automatique hydraulique traditionnelle. D'autres exemples de transmissions semi-automatiques basées sur l'automatisation hydraulique étaient la transmission semi-automatique Ford à 3 vitesses utilisée dans les années 1970-1971. Ford Maverick, premières versions de Honda 1972-1988 Hondamatique Transmissions à 2 et 3 vitesses, et le Daihatsu Transmission Diamatic à 2 vitesses utilisée dans les années 1985-1991 Daihatsu Charade.