Hộp số bán tự động

Hộp số bán tự động

A hộp số bán tự động là một truyền dẫn nhiều tốc độ nơi một phần hoạt động của nó là tự động (thường là sự kích hoạt của ly hợp), nhưng vẫn cần có thao tác của người lái để khởi động xe từ trạng thái dừng và sang số bằng tay. Hộp số bán tự động hầu như chỉ được sử dụng trên xe máy và dựa trên hộp số truyền thống. hộp số tay hoặc hộp số sàn tuần tự nhưng sử dụng hệ thống ly hợp tự động. Nhưng một số hộp số bán tự động cũng dựa trên hộp số thủy lực tiêu chuẩn. hộp số tự động với bộ biến mômen xoắn  bộ bánh răng hành tinh.

Tên của các loại hộp số bán tự động cụ thể bao gồm hướng dẫn sử dụng không ly hợp,tự động bằng tay,hướng dẫn sử dụng ly hợp tự động, chuyển số truyền tải.[8][9][10] Các hệ thống này tạo điều kiện thuận lợi cho người lái chuyển số bằng cách vận hành hệ thống ly hợp một cách tự động, thường thông qua công tắc điều đó kích hoạt một thiết bị truyền động hoặc servo, trong khi vẫn yêu cầu người lái chuyển số bằng tay. Điều này trái ngược với một hộp số chọn trước, trong đó người lái vận hành ly hợp và chọn tỷ số truyền tiếp theo, nhưng việc chuyển số trong hộp số được thực hiện tự động.

Việc sử dụng hộp số bán tự động đầu tiên là trên ô tô, ngày càng phổ biến vào giữa những năm 1930 khi chúng được một số nhà sản xuất ô tô Mỹ cung cấp. Ít phổ biến hơn so với hộp số tự động thủy lực truyền thống, hộp số bán tự động tuy nhiên đã được cung cấp trên nhiều mẫu ô tô và mô tô khác nhau và vẫn được sản xuất trong suốt thế kỷ 21. Hộp số bán tự động có thao tác chuyển số trên vô lăng đã được sử dụng ở nhiều xe đua và lần đầu tiên được giới thiệu để điều khiển cơ cấu chuyển số điện-thủy lực của Ferrari 640 Xe công thức một vào năm 1989. Những hệ thống này hiện đang được sử dụng trên nhiều hạng xe đua hàng đầu; bao gồm Công thức một, IndyCar và đua xe du lịch. Các ứng dụng khác bao gồm xe máy, xe tải, xe buýt và phương tiện đường sắt.

Thiết kế và vận hành

Bán tự động tạo điều kiện dễ dàng hơn chuyển số bằng cách loại bỏ nhu cầu nhấn bàn đạp ly hợp hoặc cần gạt cùng lúc với việc chuyển số. Hầu hết các xe có hộp số bán tự động đều không được trang bị bàn đạp ly hợp tiêu chuẩn vì ly hợp được điều khiển từ xa. Tương tự, hầu hết các xe máy có hộp số bán tự động đều không được trang bị cần ly hợp thông thường trên tay lái.

Hộp số tay không ly hợp

Hầu hết các hộp số bán tự động đều dựa trên hộp số tay thông thường. Chúng có thể được truyền tự động một phần. Khi ly hợp trở nên tự động, hộp số sẽ chuyển sang chế độ bán tự động. Tuy nhiên, các hệ thống này vẫn yêu cầu người lái lựa chọn số bằng tay. Kiểu truyền dẫn này được gọi là hướng dẫn sử dụng không ly hợp hoặc một hướng dẫn tự động.

Hầu hết các hộp số bán tự động trên ô tô du lịch cũ đều giữ lại cần số kiểu chữ H thông thường của hộp số tay; tương tự, hộp số bán tự động trên những chiếc xe máy cũ vẫn giữ lại cần số bằng chân thông thường, như trên những chiếc xe máy có hộp số sàn hoàn toàn. Tuy nhiên, hệ thống bán tự động ở các xe mô tô, xe đua đời mới và các loại phương tiện khác thường sử dụng phương pháp chọn số như lẫy chuyển số gần số. vô lăng hoặc kích hoạt gần tay lái.[11][12][13][14][15][16][17]

Một số hình thức tự động hóa khác nhau để truyền động ly hợp đã được sử dụng trong nhiều năm, từ thủy lực, khí nén và cơ điện ly hợp để vận hành chân không,[18] điện từ, và thậm chí ly hợp ly tâm. Khớp nối chất lỏng (phổ biến nhất và trước đây được sử dụng trong hộp số tự động đời đầu) cũng đã được nhiều nhà sản xuất khác nhau sử dụng, thường cùng với một số dạng ly hợp ma sát cơ học, để ngăn xe chết máy khi dừng lại hoặc dừng lại. nhàn rỗi.

Thiết kế hộp số bán tự động điển hình có thể hoạt động bằng cách sử dụng Cảm biến hiệu ứng Hall hoặc công tắc vi mô để phát hiện hướng chuyển số được yêu cầu khi sử dụng cần số. Đầu ra của các cảm biến này, kết hợp với đầu ra từ cảm biến được kết nối với hộp số đo tốc độ và số hiện tại của nó, được đưa vào một bộ điều khiển truyền động, Bộ điều khiển điện tử, bộ điều khiển động cơ, hoặc bộ vi xử lý,[19][20] hoặc một loại hệ thống điều khiển điện tử khác. Sau đó, hệ thống điều khiển này xác định thời điểm và mô-men xoắn tối ưu cần thiết để khớp ly hợp trơn tru.

Bộ điều khiển điện tử cung cấp năng lượng cho bộ truyền động, đóng và ngắt ly hợp một cách trơn tru. Trong một số trường hợp, ly hợp được kích hoạt bởi một động cơ phụ kết hợp với sự sắp xếp bánh răng cho một bộ truyền động tuyến tính, thông qua một xi lanh thủy lực chứa đầy chất lỏng thủy lực từ hệ thống phanh, nhả ly hợp. Trong các trường hợp khác, bộ truyền động ly hợp bên trong có thể hoàn toàn bằng điện, trong đó bộ truyền động ly hợp chính được cấp nguồn bởi một bộ truyền động ly hợp. động cơ điện hoặc điện từ, hoặc thậm chí khí nén, trong đó bộ truyền động ly hợp chính là một thiết bị truyền động khí nén đó nhả ly hợp.

Một hệ thống thủ công không có ly hợp, được đặt tên là Tự động dán, là hộp số bán tự động được giới thiệu bởi Volkswagen cho mẫu năm 1968. Được tiếp thị như Cần số tự động của Volkswagen, hộp số tay ba cấp thông thường được kết nối với hệ thống ly hợp tự động vận hành bằng chân không. Phần trên của cần số được thiết kế để ấn và kích hoạt công tắc điện, tức là khi người lái chạm vào tay người lái. Khi nhấn, công tắc sẽ vận hành dòng điện 12 volt điện từ, từ đó vận hành bộ truyền động ly hợp chân không, do đó ngắt ly hợp và cho phép chuyển số giữa các bánh răng. Khi người lái bỏ tay khỏi cần số, ly hợp sẽ tự động hoạt động trở lại. Hộp số cũng được trang bị một bộ chuyển đổi mô-men xoắn, cho phép xe chạy không tải giống như hộp số tự động, cũng như dừng và khởi động từ trạng thái dừng ở bất kỳ số nào.[21][22][23]

Hộp số tay tự động

Cần số trên ô tô.

Bắt đầu từ cuối những năm 1990, các nhà sản xuất ô tô đã giới thiệu cái mà ngày nay được gọi là hộp số tay tự động (AMT), tương tự về mặt cơ học và có nguồn gốc từ các hệ thống truyền tay không ly hợp trước đó. AMT hoạt động giống như hộp số tay bán tự động và không ly hợp cũ hơn, nhưng có hai ngoại lệ; nó có thể vừa vận hành ly hợp vừa chuyển số tự động và không sử dụng bộ biến mô. Việc chuyển đổi được thực hiện tự động từ một bộ điều khiển truyền động (TCU) hoặc bằng tay từ núm chuyển số hoặc lẫy chuyển số gắn phía sau vô lăng. AMT kết hợp khả năng tiết kiệm nhiên liệu của hộp số tay với khả năng chuyển số dễ dàng của hộp số tự động. Nhược điểm lớn nhất của chúng là sự thoải mái khi chuyển số kém do ly hợp cơ học bị TCU ngắt, điều này dễ nhận thấy là "giật".[cần trích dẫn] Một số nhà sản xuất hộp số đã cố gắng giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các vòng đồng bộ quá khổ và không mở hoàn toàn ly hợp trong khi sang số — điều này có hiệu quả trên lý thuyết, nhưng tính đến năm 2007, vẫn chưa có bất kỳ chiếc xe sản xuất hàng loạt nào có chức năng như vậy.[cần cập nhật] Trên ô tô du lịch, AMT hiện đại thường có sáu tốc độ (mặc dù một số có bảy tốc độ) và chuyển số khá dài. Kết hợp với chương trình chuyển số thông minh, điều này có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu. Nhìn chung, có hai loại AMT: AMT tích hợp và AMT bổ sung. AMT tích hợp được thiết kế để trở thành AMT chuyên dụng, trong khi AMT bổ sung là sự chuyển đổi của hộp số tay tiêu chuẩn thành AMT.[cần trích dẫn]

Hộp số sàn tự động có thể bao gồm chế độ hoàn toàn tự động trong đó người lái xe hoàn toàn không cần chuyển số.[24] Những hộp số này có thể được mô tả như một hộp số tay tiêu chuẩn với bộ ly hợp tự động và điều khiển sang số tự động, cho phép chúng hoạt động giống như hộp số tự động truyền thống. TCU tự động chuyển số nếu, ví dụ, động cơ gạch đỏ. AMT có thể được chuyển sang chế độ thủ công không có ly hợp trong đó người ta có thể tăng hoặc giảm số bằng cách sử dụng bộ chọn số gắn trên bảng điều khiển hoặc lẫy chuyển số trên vô lăng.[25] Nó có chi phí thấp hơn so với hộp số tự động thông thường.[26]

Hộp số tay tự động (tên thương mại bao gồm SMG-III) không bị nhầm lẫn với hộp số tự động "thủ công" (được bán trên thị trường dưới tên thương mại như Tiptronic, Bước điện tử, thể thao, Và hộp số điện tử). Mặc dù các hệ thống này có vẻ giống nhau về bề ngoài, nhưng hộp số sàn sử dụng bộ biến mô giống như hộp số tự động, thay vì ly hợp được sử dụng trong hộp số sàn tự động. Sổ tay hướng dẫn tự động có thể cung cấp cho người lái toàn quyền kiểm soát việc lựa chọn số, trong khi số sàn sẽ từ chối yêu cầu chuyển số dẫn đến động cơ bị chết máy (từ quá ít). RPM) hoặc vòng quay quá mức. [24] Chế độ tự động của hộp số sàn tự động ở tốc độ khởi động dừng thấp hoặc dừng thường xuyên sẽ kém mượt mà hơn so với chế độ hộp số sàn và các hộp số tự động khác. 

 

Hộp số xe thương mại

Hộp số tay tuần tự

Một số hộp số bán tự động được sử dụng trong mô tô và xe đua thực chất được cơ khí hóa dựa trên hộp số tay tuần tự. Hộp số xe máy bán tự động thường bỏ qua cần ly hợp nhưng vẫn giữ lại cần số bằng gót chân và ngón chân thông thường.

Hộp số xe máy bán tự động dựa trên hộp số tay tuần tự thông thường và thường sử dụng một ly hợp ly tâm.[34] Ở tốc độ không tải, động cơ bị ngắt khỏi trục đầu vào hộp số, cho phép cả động cơ và xe đạp bánh xe tự do, không giống như hộp số tự động chuyển đổi mô-men xoắn, không có nhàn rỗi với một ly hợp ly tâm được điều chỉnh thích hợp. Khi tốc độ động cơ tăng lên, các đối trọng trong cụm ly hợp dần dần xoay ra ngoài cho đến khi chúng bắt đầu tiếp xúc với bên trong vỏ ngoài và truyền công suất và mô-men xoắn động cơ ngày càng tăng. “Điểm cắn” hoặc “điểm cắn” hiệu quả[35] được tìm thấy tự động theo trạng thái cân bằng, trong đó công suất được truyền qua ly hợp (vẫn trượt) bằng với công suất mà động cơ có thể cung cấp. Điều này cho phép tăng tốc tối đa tương đối nhanh cất cánh (với bộ ly hợp được điều chỉnh để động cơ đạt mô-men xoắn cực đại) mà động cơ không bị chậm lại hoặc bị sa lầy, cũng như khởi động thoải mái hơn và di chuyển ở tốc độ thấp ở ga thấp hơn và RPM.

Sử dụng trên xe khách

thập niên 1900—1920

Bollée Type F Torpedo với lẫy chuyển số nằm bên trong vô lăng

Năm 1901, Amédée Bollée đã phát triển một phương pháp chuyển số không cần sử dụng ly hợp và được kích hoạt bằng một vòng gắn trong vô lăng.[36] Một chiếc xe sử dụng hệ thống này là chiếc 1912 Bollee Ngư lôi loại F.

Thập niên 1930—1940

Trước khi có hộp số tự động thủy lực được sản xuất hàng loạt đầu tiên (hộp số Động cơ chung Hydra-Matic) vào năm 1940, một số nhà sản xuất Mỹ đã cung cấp nhiều thiết bị khác nhau để giảm lượng đầu vào ly hợp hoặc chuyển số cần thiết.[37] Những thiết bị này nhằm mục đích giảm bớt khó khăn trong việc vận hành thiết bị. hộp số tay không đồng bộ, hay "hộp số va chạm", thường được sử dụng, đặc biệt là khi lái xe dừng-khởi động.

Bước đầu tiên hướng tới hộp số tự động là giai đoạn 1933–1935 NGÔN NGỮ Người tự dịch chuyển,[38][39][40][41] tự động chuyển giữa hai số tiến ở chế độ "tiến" (hoặc giữa hai tỷ số truyền ngắn hơn ở chế độ "khẩn cấp thấp"). Khởi động đứng yêu cầu người lái phải sử dụng bàn đạp ly hợp. Self-Shifter xuất hiện lần đầu tiên vào tháng 5 năm 1933 và được cung cấp dưới dạng tiêu chuẩn trên Royale và là một tùy chọn trên Flying Cloud S-4.[42]

Năm 1937, hộp số bốn tốc độ xe cũ Hộp số an toàn tự động được giới thiệu trên Oldsmobile Sáu và các mẫu Oldsmobile Eight.[38] Nó sử dụng bộ bánh răng hành tinh với bàn đạp ly hợp để bắt đầu từ trạng thái dừng và chuyển đổi giữa phạm vi "thấp" và "cao".[43][44][45] Hộp số An toàn Tự động đã được thay thế bằng Hydra-Matic hoàn toàn tự động cho mẫu xe năm 1940.[46][47]

Giai đoạn 1938–1939 Buick đặc biệt có sẵn với hộp số bán tự động 4 cấp Self-Shifter khác,[48][49][50] sử dụng ly hợp thủ công để khởi động từ trạng thái dừng và ly hợp tự động để chuyển số.

Năm 1941 Chrysler M4 bỏ trống hộp số là hộp số tay hai tốc độ với bộ truyền động dưới tích hợp, ly hợp thủ công truyền thống và khớp nối chất lỏng giữa động cơ và ly hợp.[51][52][53] Hộp số hai tốc độ có phạm vi "cao" và "thấp", và bộ ly hợp được sử dụng khi người lái xe muốn chuyển giữa các phạm vi. Khi lái xe bình thường, người lái sẽ nhấn ly hợp, chọn dải Cao rồi nhả ly hợp. Sau khi nhấn ga, khớp nối chất lỏng sẽ ăn khớp và ô tô sẽ bắt đầu di chuyển về phía trước, với bộ truyền động dưới được gài để tạo ra tỷ số truyền thấp hơn. Ở tốc độ từ 15–20 mph (24–32 km/h), người lái xe sẽ nhấc chân ga và bộ phận dẫn động kém sẽ nhả ra. Vacamatic đã được thay thế bằng một cái tương tự M6 Presto-Matic hộp số cho mẫu năm 1946.

Thiết kế tương tự được sử dụng cho giai đoạn 1941–1950 Hudson Drive-Master[54][55] và năm 1942 xấu số Lincoln Chất lỏng.[56][57] Cả hai đều kết hợp 3 tốc độ hộp số tay với khả năng chuyển số tự động giữa bánh răng thứ 2 và thứ 3, thay vì bộ phận "truyền động thấp" của Vacamatic.

Packard Electro-Matic, được giới thiệu vào năm 1941 Máy cắt Packard  Packard 180, là hộp số tay không ly hợp đời đầu sử dụng ly hợp ma sát truyền thống với hoạt động chân không tự động, được điều khiển bởi vị trí của chân ga.

Thập niên 1950–1960

Các sản phẩm ô tô hệ thống thủ công, có sẵn trên 1953 Ford Anglia 100E, là một hệ thống ly hợp tự động chạy bằng chân không được kích hoạt bằng một công tắc được kích hoạt bất cứ khi nào cần số được di chuyển. Hệ thống có thể điều khiển dây ga (để giữ cho động cơ ở tốc độ RPM cần thiết khi chuyển số) và thay đổi tốc độ ăn khớp ly hợp.[58] Hệ thống Newtondrive kế tiếp, có trên Ford Anglia 1957–1958, cũng có một điều khoản cho nghẹt thở điều khiển. Một sản phẩm tương tự là của Đức kèn saxomat hệ thống ly hợp tự động, được giới thiệu vào giữa những năm 1950 và có mặt trên nhiều loại ô tô châu Âu.[59]

Các Citroën DS, được giới thiệu vào năm 1955, sử dụng một hệ thống thủy lực với bộ điều khiển tốc độ vận hành bằng thủy lực và thiết bị tăng tốc độ không tải để chọn bánh răng và vận hành bộ ly hợp thông thường. Điều này cho phép chuyển số không cần ly hợp chỉ bằng một lần cần số gắn trên cột, đồng thời người lái đồng loạt nhấc chân ga để chuyển số. Hệ thống này có biệt danh là "Citro-Matic" ở Mỹ

Đối với mẫu xe năm 1962, Động cơ Mỹ đã giới thiệu E-Stick, giúp loại bỏ bàn đạp ly hợp trong Người Mỹ lang thang với hộp số tay ba cấp tiêu chuẩn.[60] Bộ ly hợp tự động này sử dụng áp suất dầu động cơ làm nguồn thủy lực và có giá dưới 60 USD.[61] So với hộp số hoàn toàn tự động vào thời điểm đó, E-Stick mang lại khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi sang số bằng cần số, với công tắc chân không và điện điều khiển ly hợp. Hộp số ba tốc độ E-Stick được cung cấp trên phiên bản lớn hơn Rambler cổ điển mô hình, cùng với một đơn vị tăng tốc.[62] Hệ thống này chỉ có sẵn với động cơ 6 xi-lanh và việc thiếu bộ ly hợp tỏ ra không được ưa chuộng nên nó đã bị ngừng sử dụng sau năm 1964.[63]

Năm 1967 Volkswagen WSK (Hộp số ly hợp chuyển đổi; Tiếng Anh: Hộp số ly hợp/chuyển đổi mô-men xoắn), được sử dụng trong bọ cánh cứng, Loại 3  Karmann Ghia, là một trong những hộp số đầu tiên thuộc loại này, có bộ ly hợp cơ tự động và bộ biến mô. Nó còn được gọi là Tự động dính. Việc chuyển số được người lái thực hiện thủ công. Bộ ly hợp cơ tự động cho phép xe tăng tốc khi dừng, trong khi bộ biến mô cho phép xe làm như vậy ở bất kỳ số nào. Giảm rung động của động cơ và cung cấp khả năng nhân mô-men xoắn, nó hoạt động như một loại "hộp số giảm tốc", do đó hộp số cơ thực tế chỉ cần ba bánh răng tiến (đây là lý do tại sao hộp số tự động thông thường có bộ biến mô thường có ít bánh răng hơn hộp số tay). WSK không có thiết bị "đầu tiên"; thay vào đó, số đầu tiên được chuyển thành số lùi và số thứ hai được dán nhãn đầu tiên (với số thứ ba và thứ tư lần lượt được dán nhãn thứ hai và thứ ba).[64]

Các Chevrolet Torque-Drive hộp số, được giới thiệu vào năm 1968 Chevrolet Nova  Camaro, là một trong số ít ví dụ trong đó hộp số bán tự động dựa trên hộp số tự động thủy lực thông thường (chứ không phải hộp số tay tiêu chuẩn). Torque-Drive về cơ bản là loại 2 tốc độ Powerglide hộp số tự động không có bộ điều biến chân không, yêu cầu người lái chuyển số bằng tay giữa "Thấp" và "Cao". Chỉ báo góc phần tư trên xe Torque-Drive là "Park-RN-Hi-1st". Người lái xe sẽ khởi động xe ở số "1", sau đó chuyển cần số sang "Xin chào" khi muốn. Torque-Drive đã ngừng sản xuất vào cuối năm 1971 và được thay thế bằng hộp số tự động thủy lực truyền thống. Các ví dụ khác về hộp số bán tự động dựa trên hộp số tự động thủy lực là Hộp số bán tự động 3 cấp của Ford được sử dụng trong những năm 1970–1971. Ford Maverick, phiên bản đầu tiên của Honda 1972–1988 Hondamatic Hộp số 2 tốc độ và 3 tốc độ, và Daihatsu Hộp số 2 tốc độ Diamatic được sử dụng trong năm 1985–1991 Trò chơi Daihatsu.

Chia sẻ:
Trò chuyện