norsk
A halvautomatisk girkasse er en flertrinns girkasse hvor en del av driften er automatisert (vanligvis aktiveringen av clutch), men førerens innspill er fortsatt nødvendig for å starte kjøretøyet fra stillestående og manuelt skifte gir. Halvautomatiske girkasser ble nesten utelukkende brukt i motorsykler og er basert på konvensjonelle manuelle girkasser eller sekvensielle manuelle girkasser, men bruk et automatisk clutchsystem. Men noen halvautomatiske girkasser har også vært basert på standard hydraulikk automatiske girkasser med momentomformere og planetgirsett.
Navn på spesifikke typer halvautomatiske girkasser inkluderer clutchløs manual,automatisk manuell,auto-clutch manuell,og padle-skift overføringer.[8][9][10] Disse systemene letter girskiftene for sjåføren ved å betjene clutchsystemet automatisk, vanligvis via brytere som utløser en aktuator eller servo, mens den fortsatt krever at sjåføren manuelt skifter gir. Dette står i kontrast til en forvalgsgirkasse, der føreren betjener clutchen og velger neste girutveksling, men girskiftet i girkassen utføres automatisk.
Den første bruken av halvautomatiske girkasser var i biler, og økte i popularitet på midten av 1930-tallet da de ble tilbudt av flere amerikanske bilprodusenter. Mindre vanlig enn tradisjonelle hydrauliske automatiske girkasser, halvautomatiske girkasser har likevel blitt gjort tilgjengelig på forskjellige bil- og motorsykkelmodeller og har holdt seg i produksjon gjennom det 21. århundre. Halvautomatiske girkasser med paddle shift-drift har blitt brukt i ulike racerbiler, og ble først introdusert for å kontrollere den elektrohydrauliske girskiftemekanismen til Ferrari 640 Formel 1 bil i 1989. Disse systemene brukes for tiden på en rekke racingbilklasser i toppklassen; gjelder også Formel en, IndyCar, og turbilracing. Andre bruksområder inkluderer motorsykler, lastebiler, busser og jernbanekjøretøyer.
Halvautomatikk letter enklere girskift ved å fjerne behovet for å trå ned en clutchpedal eller spak samtidig som girskifte. De fleste biler som har halvautomatisk girkasse er ikke utstyrt med standard clutchpedal siden clutchen er fjernstyrt. Tilsvarende er de fleste motorsykler med halvautomatisk girkasse ikke utstyrt med en konvensjonell clutchspak på styre.
De fleste halvautomatiske girkasser er basert på konvensjonell manuell girkasse. De kan være delvis automatisert overføring. Når clutchen blir automatisert, blir girkassen halvautomatisk. Imidlertid krever disse systemene fortsatt manuell girvalg av sjåføren. Denne typen overføring kalles a clutchløs manual eller en automatisert manual.
De fleste halvautomatiske girkasser i eldre personbiler beholder det normale H-mønsteret til en manuell girkasse; på samme måte beholder halvautomatiske girkasser på eldre motorsykler den konvensjonelle fotskiftespaken, som på en motorsykkel med hel manuell girkasse. Imidlertid bruker halvautomatiske systemer i nyere motorsykler, racerbiler og andre typer kjøretøy ofte girvalgmetoder som girskifter i nærheten av ratt eller triggere nær styre.[11][12][13][14][15][16][17]
Flere ulike former for automatisering for clutchaktivering har blitt brukt opp gjennom årene, fra hydraulisk, pneumatisk, og elektromekanisk klør til vakuumdrevet,[18] elektromagnetisk og til og med sentrifugalclutcher. Væskekoblinger (mest vanlig og tidligere brukt i tidlige automatiske girkasser) har også blitt brukt av forskjellige produsenter, vanligvis sammen med en form for mekanisk friksjonsclutch, for å forhindre at kjøretøyet stopper når det står stille eller kl. tomgang.
En typisk semi-automatisk girkassedesign kan fungere ved å bruke Hall effekt sensorer eller mikrobrytere for å oppdage retningen til ønsket skift når girspaken brukes. Disse sensorenes utgang, kombinert med utgangen fra en sensor koblet til girkasse som måler gjeldende hastighet og gir, mates inn i en overføringskontrollenhet, elektronisk kontrollenhet, motorstyringsenhet, eller mikroprosessor,[19][20] eller annen type elektronisk kontrollsystem. Dette kontrollsystemet bestemmer deretter den optimale timingen og dreiemomentet som kreves for jevn innkopling av clutchen.
Den elektroniske kontrollenheten driver en aktuator, som kobler inn og ut av clutchen på en jevn måte. I noen tilfeller aktiveres clutchen av en Servo motor koblet til et girarrangement for en lineær aktuator, som via en hydraulisk sylinder fylt med hydraulikkvæske fra bremsesystem, kobler ut clutchen. I andre tilfeller kan den interne clutchaktuatoren være helt elektrisk, der hovedclutchaktuatoren drives av en elektrisk motor eller solenoid, eller til og med pneumatisk, der hovedclutchaktuatoren er en pneumatisk aktuator som kobler ut clutchen.
Et clutchløst manuelt system, kalt Autostick, var en halvautomatisk girkasse introdusert av Volkswagen for 1968 årsmodell. Markedsført som Volkswagen Automatisk Stickshift, en konvensjonell tre-trinns manuell girkasse ble koblet til et vakuumdrevet automatisk clutchsystem. Toppen av girspaken var designet for å trykke inn og aktivere en elektrisk bryter, altså når den berøres av førerens hånd. Når den ble trykket på, drev bryteren en 12-volts solenoid, som igjen drev vakuumclutchaktuatoren, og dermed koblet ut clutchen og muliggjorde veksling mellom gir. Med førerhånden fjernet fra girspaken, ville clutchen kobles inn igjen automatisk. Transmisjonen var også utstyrt med en dreiemomentomformer, slik at bilen kunne gå på tomgang i gir som med automat, samt stoppe og starte fra stillestående i alle gir.[21][22][23]
Fra slutten av 1990-tallet introduserte bilprodusenter det som nå kalles en automatisert manuell girkasse (AMT), som er mekanisk lik, og har sine røtter i, tidligere clutchløse manuelle girsystemer. En AMT fungerer på samme måte som eldre halvautomatiske og clutchløse manuelle girkasser, men med to unntak; den er i stand til både å betjene clutchen og gire automatisk, og bruker ikke en momentomformer. Skifting gjøres enten automatisk fra en overføringskontrollenhet (TCU), eller manuelt fra enten girknappen eller girspadene montert bak rattet. AMT-er kombinerer drivstoffeffektiviteten til manuelle girkasser med girevennligheten til automatiske girkasser. Deres største ulempe er dårlig skiftekomfort på grunn av at den mekaniske clutchen kobles ut av TCU, noe som lett merkes som "støt".[kilde trengs] Noen girkasseprodusenter har prøvd å løse dette problemet ved å bruke overdimensjonerte synkroniseringsringer og ikke åpne clutchen helt under giring - noe som fungerer i teorien, men fra og med 2007 har det ikke vært noen serieproduksjonsbiler med slike funksjoner.[trenger oppdatering] I personbiler har moderne AMT-er generelt seks hastigheter (selv om noen har syv) og en ganske lang giring. I kombinasjon med et smart-shifting-program kan dette redusere drivstofforbruket betraktelig. Generelt er det to typer AMT-er: integrerte AMT-er og tilleggs-AMT-er. Integrerte AMT-er ble designet for å være dedikerte AMT-er, mens tilleggs-AMT-er er konverteringer av standard manuelle girkasser til AMT-er.[kilde trengs]
En automatisert manuell girkasse kan inkludere en helautomatisk modus der føreren ikke trenger å skifte gir i det hele tatt.[24] Disse girkassene kan beskrives som en standard manuell girkasse med en automatisert clutch og automatisert girskiftkontroll, slik at de kan fungere på samme måte som tradisjonelle automatiske girkasser. TCU gir automatisk gir hvis for eksempel motoren er det rødlinjet. AMT kan byttes til en clutchløs manuell modus der man kan gire opp eller ned ved hjelp av en konsollmontert girvelger eller skovlskiftere.[25] Den har en lavere kostnad enn konvensjonelle automatgir.[26]
Den automatiserte manuelle girkassen (varenavn inkluderer SMG-III) må ikke forveksles med "manumatisk" automatgir (markedsført under handelsnavn som f.eks Tiptronic, Steptronic, Sportmatic, og Geartronic). Mens disse systemene virker overfladisk like, bruker en manumatic en momentomformer som en automatisk girkasse, i stedet for clutchen som brukes i den automatiserte manuelle girkassen. En automatisert manual kan gi føreren full kontroll over girvalget, mens en manumatisk vil avslå en girskifteforespørsel som vil føre til at motoren stopper (fra for få RPM) eller for høyt turtall. [24] Den automatiske modusen til en automatisert manuell girkasse ved lave eller hyppige stoppstarthastigheter er mindre jevn enn for manumatikk og andre automatiske girkasser.
Flere halvautomatiske girkasser som brukes av motorsykler og racerbiler er faktisk mekanisk basert på sekvensielle manuelle girkasser. Halvautomatiske motorsykkeltransmisjoner utelater vanligvis clutchspaken, men beholder den konvensjonelle hæl-og-tå-fotspaken.
Halvautomatiske motorsykkelgir er basert på konvensjonelle sekvensielle manuelle girkasser og bruker vanligvis en sentrifugalclutch.[34] Ved tomgang kobles motoren fra girkassens inngangsaksel, slik at både den og sykkelen kan frihjul, i motsetning til med momentomformer automatikk, er det ingen ledig krypning med riktig justert sentrifugalclutch. Når motorhastigheten øker, svinger motvekter i clutchenheten gradvis lenger utover til de begynner å komme i kontakt med innsiden av det ytre huset og overfører en økende mengde motorkraft og dreiemoment. Det effektive "bitepunktet" eller "bitepunktet"[35] blir funnet automatisk ved likevekt, hvor kraften overføres gjennom den (fortsatt-glidende) clutchen er lik det motoren kan yte. Dette tillater relativt rask fullgass avganger (med clutchen justert slik at motoren er på toppmoment) uten at motoren bremser eller sitter fast, samt mer avslappede starter og lavhastighetsmanøvrer ved lavere gass og RPM.
I 1901, Amédée Bollée utviklet en metode for girskifting som ikke krevde bruk av clutch og ble aktivert av en ring montert i rattet.[36] En bil som brukte dette systemet var 1912 Bollee Type F Torpedo.
Før ankomsten av den første masseproduserte hydrauliske automatgirkassen (den General motors Hydra-Matic) i 1940, tilbød flere amerikanske produsenter forskjellige enheter for å redusere mengden clutch eller giring som kreves.[37] Disse enhetene var ment å redusere vanskeligheten med å betjene usynkroniserte manuelle girkasser, eller "crash gearboxes", som ble ofte brukt, spesielt ved stopp-start-kjøring.
Et tidlig skritt mot automatiserte girkasser var 1933–1935 SPRÅK Selvskifter,[38][39][40][41] som automatisk skiftet mellom to gir fremover i "forover"-modus (eller mellom to kortere girforhold i "nødlav"-modus). Stående starter krevde at sjåføren brukte clutchpedalen. Self-Shifter dukket først opp i mai 1933 og ble tilbudt som standard på Royale og som et alternativ på Flying Cloud S-4.[42]
I 1937, fire-trinns Oldsmobile Automatisk sikkerhetsgirkasse ble introdusert på Oldsmobile Six og Oldsmobile Eight-modeller.[38] Den brukte et planetgirsett med en clutchpedal for å starte fra stillestående og bytte mellom "lav" og "høy" rekkevidde.[43][44][45] Den automatiske sikkerhetsgirkassen ble erstattet av den helautomatiske Hydra-Matic for 1940-modellåret.[46][47]
1938–1939 Buick Special var tilgjengelig med en annen Self-Shifter 4-trinns halvautomatisk girkasse,[48][49][50] som brukte en manuell clutch for start fra stillestående og en automatisert clutch for girskift.
1941 Chrysler M4 Vacamatic girkasse var en to-trinns manuell girkasse med en integrert underdrivenhet, en tradisjonell manuell clutch og en væskekobling mellom motoren og clutchen.[51][52][53] Den to-trinns girkassen hadde "høy" og "lav" rekkevidde, og clutchen ble brukt når sjåføren ville bytte mellom rekkevidder. For normal kjøring vil sjåføren trykke på clutchen, velge High range, og så slippe clutchen. Når gasspedalen ble trykket inn, ville væskekoblingen kobles inn og bilen ville begynne å bevege seg fremover, med underdriveenheten innkoblet for å gi et lavere girforhold. Ved mellom 15–20 mph (24–32 km/t) ville sjåføren løfte av gasspedalen og underdriveenheten ville kobles ut. Vacamatic ble erstattet av en lignende M6 Presto-Matic girkasse for 1946 årsmodell.
Lignende design ble brukt for 1941–1950 Hudson Drive-Master[54][55] og det skjebnesvangre 1942 Lincoln Liquimatic.[56][57] Begge disse kombinerte en 3-trinns manuell girkasse med automatisert veksling mellom 2. og 3. gir, i stedet for Vacamatics «underdrive»-enhet.
Packard Electro-Matic, introdusert i 1941 Packard Clipper og Packard 180, var en tidlig clutchløs manuell girkasse som brukte en tradisjonell friksjonsclutch med automatisk vakuumdrift, som ble kontrollert av posisjonen til gasspedalen.
De bilprodukter manuell system, tilgjengelig på 1953 Ford Anglia 100E, var et vakuumdrevet automatisk clutchsystem som ble aktivert av en bryter som ble utløst hver gang girspaken ble flyttet. Systemet kan kontrollere gasskabelen (for å holde motoren på det nødvendige turtall for girskiftet) og variere graden av clutchinngrep.[58] Det suksessive Newtondrive-systemet, tilgjengelig på Ford Anglia 1957–1958, hadde også en bestemmelse for kvele kontroll. Et lignende produkt var det tyske Saxomat automatisk clutchsystem, som ble introdusert på midten av 1950-tallet og tilgjengelig på ulike europeiske biler.[59]
De Citroën DS, introdusert i 1955, brukte en hydraulisk system med en hydraulisk drevet hastighetskontroller og tomgangshastighetsopptrappingsanordning for å velge gir og betjene den ellers konvensjonelle clutchen. Dette tillot clutchløst giring med en singel søylemontert velger, mens føreren samtidig løftet av gasspedalen for å skifte gir. Dette systemet fikk kallenavnet "Citro-Matic" i USA
For modellåret 1962, American Motors introduserte E-Stick, som eliminerte clutchpedalen i Rambler American med standard tre-trinns manuell girkasse.[60] Denne automatiske clutchen brukte motoroljetrykk som en hydraulisk kilde og var tilgjengelig for mindre enn $60.[61] Sammenlignet med datidens helautomatiske girkasser, tilbød E-Stick drivstofføkonomien til et pinneskift, med vakuum og elektriske brytere som styrte clutchen. E-Stick tre-trinns girkasse ble tilbudt på den større Rambler Classic modeller, sammen med en overdrive-enhet.[62] Systemet var kun tilgjengelig med 6-sylindrede motorer, og mangelen på en clutch viste seg å være upopulær, så det ble avviklet etter 1964.[63]
1967 Volkswagen WSK (Omformer clutch girkasse; Engelsk: Momentomformer girkasse/clutch girkasse), brukt i Bille, Type 3 og Karmann Ghia, var en av de første girkassene i sitt slag, med en automatisk mekanisk clutch og en momentomformer. Det ble også kjent som Autostick. Skifting ble utført manuelt av sjåføren. Den automatiske mekaniske clutchen tillot bilen å akselerere fra stopp, mens dreiemomentomformeren gjorde det i alle gir. Dempende motorvibrasjoner og gir dreiemomentmultiplikasjon fungerte den som en slags "reduksjonsgirkasse", så den faktiske mekaniske girkassen trengte bare tre gir fremover (det er grunnen til at konvensjonelle automatiske girkasser med momentomformere normalt har færre gir enn manuelle gir). WSK hadde ikke noe "første" gir; i stedet ble det første giret konvertert til revers, og det andre giret ble merket først (med henholdsvis tredje og fjerde gir merket andre og tredje).[64]
De Chevrolet Torque-Drive overføring, introdusert i 1968 Chevrolet Nova og Camaro, er et av få eksempler der en halvautomatisk girkasse var basert på en konvensjonell hydraulisk automatgirkasse (i stedet for en standard manuell girkasse). Torque-Drive var egentlig en 2-trinns Powerglide automatisk girkasse uten vakuummodulator, som krever at sjåføren manuelt skifter gir mellom "Lav" og "Høy". Kvadrantindikatoren på Torque-Drive-biler var "Park-RN-Hi-1st". Sjåføren ville starte bilen i "1st", og deretter flytte spaken til "Hei" når ønsket. Torque-Drive ble avviklet i slutten av 1971 og erstattet av en tradisjonell hydraulisk automatgir. Andre eksempler på halvautomatiske girkasser basert på hydraulisk automatikk var Ford 3-trinns halvautomatiske girkasse brukt i 1970–1971 Ford Maverick, tidlige versjoner av Hondas 1972–1988 Hondamatic 2-trinns og 3-trinns girkasser, og Daihatsu Diamatisk 2-trinns girkasse brukt i 1985–1991 Daihatsu Charade.