svenska
A halvautomatisk växellåda är en flerväxlad växellåda där en del av dess verksamhet är automatiserad (vanligtvis aktiveringen av koppling), men förarens insats krävs fortfarande för att starta fordonet från stillastående och för att manuellt växla. Halvautomatiska växellådor användes nästan uteslutande i motorcyklar och är baserade på konventionella manuella växellådor eller sekventiell manuell växellåda, men använd ett automatiskt kopplingssystem. Men vissa halvautomatiska växellådor har också varit baserade på standardhydraulik automatiska växellådor med momentomvandlare och planetväxlar.
Namn på specifika typer av halvautomatiska växellådor inkluderar kopplingslös manual,automatisk manuell,auto-koppling manuell,och paddel-skifte sändningar.[8][9][10] Dessa system underlättar växlingar för föraren genom att manövrera kopplingssystemet automatiskt, vanligtvis via växlar som utlöser en ställdon eller servo, samtidigt som den fortfarande kräver att föraren manuellt växlar. Detta står i kontrast till en förväxellåda, i vilken föraren manövrerar kopplingen och väljer nästa utväxling, men växlingen i transmissionen utförs automatiskt.
Den första användningen av halvautomatiska växellådor var i bilar, ökade i popularitet i mitten av 1930-talet när de erbjöds av flera amerikanska biltillverkare. Mindre vanliga än traditionella hydrauliska automatiska växellådor, halvautomatiska växellådor har ändå gjorts tillgängliga på olika bil- och motorcykelmodeller och har varit i produktion under hela 2000-talet. Halvautomatiska växellådor med paddelväxling har använts i olika racingbilar, och introducerades först för att styra den elektrohydrauliska växlingsmekanismen på Ferrari 640 Formel 1 bil 1989. Dessa system används för närvarande i en mängd olika racingbilsklasser av högsta klass; Inklusive Formel ett, IndyCar och touring car racing. Andra applikationer inkluderar motorcyklar, lastbilar, bussar och järnvägsfordon.
Halvautomatik underlättar växlingar genom att ta bort behovet av att trampa ned en kopplingspedal eller spak samtidigt som du växlar. De flesta bilar som har en halvautomatisk växellåda är inte utrustade med en vanlig kopplingspedal eftersom kopplingen är fjärrstyrd. På liknande sätt är de flesta motorcyklar med halvautomatisk växellåda inte utrustade med en konventionell kopplingsspak på styret.
De flesta halvautomatiska växellådor är baserade på konventionell manuell växellåda. De kan vara delvis automatiserad överföring. När väl kopplingen blir automatiserad blir växellådan halvautomatisk. Dessa system kräver dock fortfarande manuellt växelval av föraren. Denna typ av överföring kallas a kopplingslös manual eller en automatiserad manual.
De flesta halvautomatiska växellådor i äldre personbilar behåller den normala H-mönsterväxeln i en manuell växellåda; på samma sätt bibehåller halvautomatiska växellådor på äldre motorcyklar den konventionella fotväxelspaken, som på en motorcykel med helt manuell växellåda. Men halvautomatiska system i nyare motorcyklar, racerbilar och andra typer av fordon använder ofta växelvalsmetoder som växlingspaddlar nära ratt eller triggers nära styret.[11][12][13][14][15][16][17]
Flera olika former av automatisering för kopplingsmanövrering har använts genom åren, från hydraulisk, pneumatisk, och elektromekaniska griper till vakuumdriven,[18] elektromagnetiska och till och med centrifugalkopplingar. Vätskekopplingar (vanligast och tidigare använt i tidiga automatiska växellådor) har också använts av olika tillverkare, vanligtvis tillsammans med någon form av mekanisk friktionskoppling, för att förhindra att fordonet stannar när det står still eller kl. på tomgång.
En typisk halvautomatisk växellåda kan fungera genom att använda Halleffektsensorer eller mikrobrytare för att detektera riktningen för den begärda växlingen när växelspaken används. Dessa sensorers utgång, kombinerat med utgången från en givare ansluten till växellåda som mäter dess nuvarande hastighet och växel, matas in i en transmissionsstyrenhet, elektronisk styrenhet, motorstyrenhet, eller mikroprocessor,[19][20] eller annan typ av elektroniskt styrsystem. Detta styrsystem bestämmer sedan den optimala tidpunkten och det optimala vridmomentet som krävs för jämnt kopplingsingrepp.
Den elektroniska styrenheten driver ett manöverdon, som kopplar in och ur kopplingen på ett smidigt sätt. I vissa fall påverkas kopplingen av en servomotor kopplad till ett växelarrangemang för en linjärt ställdon, som via en hydraulcylinder fylld med hydraulisk vätska från bromssystem, kopplar ur kopplingen. I andra fall kan det interna kopplingsställdonet vara helt elektriskt, där huvudkopplingens ställdon drivs av en elektrisk motor eller solenoid, eller till och med pneumatisk, där huvudkopplingens manöverdon är en pneumatiskt ställdon som kopplar ur kopplingen.
Ett kopplingslöst manuellt system, som heter Autostick, var en halvautomatisk växellåda som introducerades av Volkswagen för 1968 års modell. Marknadsförs som Volkswagen Automatisk Stickshift, en konventionell treväxlad manuell växellåda kopplades till ett vakuummanövrerat automatiskt kopplingssystem. Överdelen av växelspaken var utformad för att trycka ner och aktivera en elektrisk strömbrytare, dvs när den berörs av förarens hand. När den trycktes in, styrde strömbrytaren en 12-volts solenoid, som i sin tur manövrerade vakuumkopplingens manöverdon och därmed kopplade ur kopplingen och möjliggjorde växling mellan växlarna. Med förarens hand borttagen från växeln skulle kopplingen kopplas in automatiskt igen. Växellådan var också utrustad med en vridmomentomvandlare, som gjorde att bilen kunde gå på tomgång i växeln som med en automat, samt stanna och starta från stillastående i valfri växel.[21][22][23]
Med början i slutet av 1990-talet introducerade biltillverkarna det som nu kallas an automatiserad manuell växellåda (AMT), som mekaniskt liknar, och har sina rötter i, tidigare kopplingslösa manuella transmissionssystem. En AMT fungerar på samma sätt som äldre halvautomatiska och kopplingslösa manuella växellådor, men med två undantag; den kan både manövrera kopplingen och växla automatiskt och använder ingen momentomvandlare. Växling sker antingen automatiskt från en transmissionsstyrenhet (TCU), eller manuellt från antingen växelspaken eller växelspaddlarna monterade bakom ratten. AMT:er kombinerar bränsleeffektiviteten hos manuella växellådor med växlingslättheten hos automatiska växellådor. Deras största nackdel är dålig växlingskomfort på grund av att den mekaniska kopplingen kopplas ur av TCU, vilket lätt märks som "skakande".[citat behövs] Vissa transmissionstillverkare har försökt lösa det här problemet genom att använda överdimensionerade synkroniseringsringar och inte öppna kopplingen helt under växlingen - vilket fungerar i teorin, men från och med 2007 har det inte funnits några serietillverkade bilar med sådana funktioner.[behöver uppdateras] I personbilar har moderna AMT:er i allmänhet sex hastigheter (även om vissa har sju) och en ganska lång utväxling. I kombination med ett smart växlingsprogram kan detta minska bränsleförbrukningen avsevärt. I allmänhet finns det två typer av AMT:er: integrerade AMT:er och add-on AMT:er. Integrerade AMT:er designades för att vara dedikerade AMT:er, medan tilläggs-AMT:er är omvandlingar av standard manuella växellådor till AMT:er.[citat behövs]
En automatiserad manuell växellåda kan innehålla ett helautomatiskt läge där föraren inte behöver växla överhuvudtaget.[24] Dessa växellådor kan beskrivas som en standard manuell växellåda med en automatisk koppling och automatisk växlingskontroll, vilket gör att de fungerar på samma sätt som traditionella automatiska växellådor. TCU:n växlar automatiskt om till exempel motorn är det redlined. AMT kan växlas till ett kopplingslöst manuellt läge där man kan växla upp eller ner med en konsolmonterad växelväljare eller paddelväxlare.[25] Den har en lägre kostnad än konventionella automatväxellådor.[26]
Den automatiska manuella växellådan (varunamn inkluderar SMG-III) ska inte förväxlas med "manumatisk" automatisk växellåda (marknadsförs under handelsnamn som t.ex Tiptronic, Steptronic, Sportmatic, och Geartronic). Även om dessa system verkar ytligt lika, använder en manumatic en momentomvandlare som en automatisk växellåda, istället för kopplingen som används i den automatiserade manuella växellådan. En automatiserad manual kan ge föraren full kontroll över växelvalet, medan en manumatic kommer att neka en växlingsbegäran som skulle resultera i att motorn stannar (från för få RPM) eller övervarvning. [24] Det automatiska läget för en automatiserad manuell växellåda vid låga eller frekventa stoppstarthastigheter är mindre jämnt än för manumatics och andra automatiska växellådor.
Flera halvautomatiska växellådor som används av motorcyklar och racerbilar är faktiskt mekaniskt baserade på sekventiell manuell växellåda. Halvautomatiska motorcykeltransmissioner utelämnar i allmänhet kopplingsspaken, men behåller den konventionella häl-och-tå-fotsväxelspaken.
Halvautomatiska motorcykelväxellådor är baserade på konventionella sekventiella manuella växellådor och använder vanligtvis en centrifugalkoppling.[34] Vid tomgång kopplas motorn från växellådans ingående axel, vilket gör att både den och cykeln kan frihjul, till skillnad från med momentomvandlarautomatik, finns det ingen tomgångskrypning med en korrekt justerad centrifugalkoppling. När motorvarvtalet stiger, svänger motvikterna i kopplingsenheten gradvis längre utåt tills de börjar få kontakt med insidan av det yttre huset och överför en ökande mängd motorkraft och vridmoment. Den effektiva "bitpunkten" eller "bitpunkten"[35] hittas automatiskt av jämvikt, där kraften överförs genom den (fortfarande slirande) kopplingen är lika med vad motorn kan ge. Detta tillåter relativt snabb fullgas starter (med kopplingen justerad så att motorn har maximalt vridmoment) utan att motorn saktar ner eller fastnar, samt mer avslappnade starter och låghastighetsmanövrar vid lägre gas och RPM.
År 1901, Amédée Bollée utvecklat en metod för att växla växlar som inte krävde användning av en koppling och som aktiverades av en ring monterad i ratten.[36] En bil som använde detta system var 1912 Bollee Typ F Torped.
Innan ankomsten av den första masstillverkade hydrauliska automatiska växellådan (den General Motors Hydra-Matic) 1940, erbjöd flera amerikanska tillverkare olika enheter för att minska mängden koppling eller växling som krävs.[37] Dessa anordningar var avsedda att minska svårigheten att använda osynkroniserade manuella växellådor, eller "krockväxellådor", som var vanligt förekommande, särskilt vid stopp-start-körning.
Ett tidigt steg mot automatiserade transmissioner var 1933–1935 SPRÅK Självförskjutare,[38][39][40][41] som automatiskt växlade mellan två växlar framåt i läget "framåt" (eller mellan två kortare utväxlingar i läget "nödläge låg"). Ståstarter krävde att föraren använde kopplingspedalen. Self-Shifter dök upp först i maj 1933 och erbjöds som standard på Royale och som tillval på Flying Cloud S-4.[42]
1937, den fyrväxlade Oldsmobile Automatisk säkerhetsväxellåda introducerades på Oldsmobile Six och Oldsmobile Eight-modeller.[38] Den använde en planetväxel med en kopplingspedal för att starta från stillastående och växla mellan "lågt" och "högt" område.[43][44][45] Den automatiska säkerhetsväxellådan ersattes av den helautomatiska Hydra-Matic för 1940 års modell.[46][47]
1938–1939 Buick Special var tillgänglig med en annan Self-Shifter 4-växlad halvautomatisk växellåda,[48][49][50] som använde en manuell koppling för start från stillastående och en automatiserad koppling för växlingar.
1941 Chrysler M4 Vacamatic växellådan var en tvåväxlad manuell växellåda med en integrerad underväxelenhet, en traditionell manuell koppling och en vätskekoppling mellan motorn och kopplingen.[51][52][53] Den tvåväxlade växellådan hade "höga" och "låga" intervall, och kopplingen användes när föraren ville växla mellan intervallen. Vid normal körning skulle föraren trycka på kopplingen, välja High range och sedan släppa kopplingen. När gaspedalen väl trycktes in, skulle vätskekopplingen kopplas in och bilen skulle börja röra sig framåt, med underväxeln inkopplad för att ge ett lägre utväxlingsförhållande. Vid mellan 15–20 mph (24–32 km/h) lyfte föraren av gaspedalen och underväxeln kopplade ur. Vacamaticen ersattes av en liknande M6 Presto-Matic transmission för 1946 års modell.
Liknande mönster användes för 1941–1950 Hudson Drive-Master[54][55] och det ödesdigra 1942 Lincoln Liquimatic.[56][57] Båda dessa kombinerade en 3-växlad manuell växellåda med automatisk växling mellan 2:an och 3:ans växel, istället för Vacamatics "underdrive"-enhet.
Packard Electro-Matic, som introducerades 1941 Packard Clipper och Packard 180, var en tidig kopplingslös manuell växellåda som använde en traditionell friktionskoppling med automatisk vakuumdrift, som styrdes av gaspedalens läge.
De fordonsprodukter manuellt system, tillgängligt på 1953 Ford Anglia 100E, var ett vakuumdrivet automatiskt kopplingssystem som manövrerades av en strömbrytare som utlöstes när växelspaken flyttades. Systemet skulle kunna styra gasvajern (för att hålla motorn vid det varvtal som krävs för växlingen) och variera kopplingstakten.[58] Det successiva Newtondrive-systemet, tillgängligt på Ford Anglia 1957–1958, hade också en avsättning för sätta i halsen kontrollera. En liknande produkt var den tyska Saxomat automatiskt kopplingssystem, som introducerades i mitten av 1950-talet och finns på olika europeiska bilar.[59]
De Citroën DS, introducerad 1955, använde en hydrauliskt system med en hydrauliskt manövrerad hastighetsregulator och tomgångsstegningsanordning för att välja växlar och manövrera den annars konventionella kopplingen. Detta möjliggjorde kopplingsfri växling med en singel pelarmonterad väljare, medan föraren samtidigt lyfte av gaspedalen för att växla. Detta system fick smeknamnet "Citro-Matic" i USA
För 1962 års modell, American Motors introducerade E-Stick, som eliminerade kopplingspedalen i Rambler American med standard treväxlad manuell växellåda.[60] Denna automatiska koppling använde motoroljetryck som en hydraulisk källa och var tillgänglig för mindre än $60.[61] Jämfört med dåtidens helautomatiska växellådor erbjöd E-Stick bränsleekonomin av en stick-shift, med vakuum och elektriska strömbrytare som styrde kopplingen. E-Stick treväxlad växellåda erbjöds på den större Rambler Classic modeller, tillsammans med en överväxelenhet.[62] Systemet var endast tillgängligt med 6-cylindriga motorer, och avsaknaden av en koppling visade sig impopulär, så det avbröts efter 1964.[63]
1967 Volkswagen WSK (Transformatorkopplingsväxellåda; Engelsk: Momentomvandlare växel/kopplingsväxellåda), används i Skalbagge, Typ 3 och Karmann Ghia, var en av de första växellådorna i sitt slag, med en automatisk mekanisk koppling och en momentomvandlare. Det var också känt som Autostick. Växlingen gjordes manuellt av föraren. Den automatiska mekaniska kopplingen tillät bilen att accelerera från ett stopp, medan momentomvandlaren gjorde det möjligt för bilen att göra det i vilken växel som helst. Dämpade motorvibrationer och gav vridmomentmultiplicering fungerade den som en slags "reduktionsväxellåda", så den faktiska mekaniska växellådan behövde bara tre växlar framåt (det är därför konventionella automatiska växellådor med momentomvandlare normalt har färre växlar än manuella växlar). WSK hade ingen "första" växel; istället konverterades den första växeln till backväxeln och den andra växeln märktes först (med den tredje respektive fjärde växeln märkta som andra och tredje).[64]
De Chevrolet Torque-Drive transmission, introducerad 1968 Chevrolet Nova och Camaro, är ett av få exempel där en halvautomatisk växellåda baserades på en konventionell hydraulisk automatisk växellåda (snarare än en vanlig manuell växellåda). Torque-Drive var i huvudsak en 2-växlad Powerglide automatisk växellåda utan vakuummodulator, vilket kräver att föraren manuellt växlar mellan "Låg" och "Hög". Kvadrantindikatorn på Torque-Drive-bilar var "Park-RN-Hi-1st". Föraren startade bilen i "1:a" och flyttade sedan spaken till "Hej" när så önskades. Torque-Drive lades ner i slutet av 1971 och ersattes av en traditionell hydraulisk automatisk växellåda. Andra exempel på halvautomatiska växellådor baserade på hydraulisk automatik var Fords 3-växlade halvautomatiska växellåda som användes 1970–1971 Ford Maverick, tidiga versioner av Hondas 1972–1988 Hondamatic 2-växlade och 3-växlade växellådor och Daihatsu Diamatic 2-växlad växellåda som användes 1985–1991 Daihatsu Charade.