Transmisión manual automatizada

La transmisión manual automatizada ( AMT ) es un tipo de transmisión para vehículos de motor . Es esencialmente una transmisión manual convencional ^{[1] [2] [3] [4] [5]} equipada con accionamiento automático para operar el embrague y/o cambiar de marcha .

Muchas de las primeras versiones de estas transmisiones que funcionan de forma semiautomática , como Autostick , que controlan automáticamente solo el embrague (a menudo utilizando varias formas de accionamiento del embrague , como electromecánico , hidráulico , neumático o de vacío ^{[6] [7]} ), pero que aún requieren la intervención manual del conductor y un control total para iniciar los cambios de marcha con la mano. Estos sistemas que requieren cambios manuales también se conocen como sistemas manuales sin embrague . ^[8] Las versiones modernas de estos sistemas que funcionan de forma totalmente automática , como Selespeed y Easytronic , pueden controlar tanto el funcionamiento del embrague como los cambios de marcha de forma automática, por medio de una ECU , por lo que no requieren intervención manual ni intervención del conductor para los cambios de marcha. ^{[9] [10]}

El uso de las modernas AMT controladas por computadora en los automóviles de pasajeros aumentó a mediados de la década de 1990, como una alternativa más deportiva a la transmisión automática hidráulica tradicional. Durante la década de 2010, las AMT fueron reemplazadas en gran medida por la cada vez más extendida transmisión de doble embrague , pero siguieron siendo populares para los automóviles más pequeños en Europa y algunos mercados en desarrollo , particularmente India , donde se las prefiere notablemente sobre las transmisiones automáticas y CVT convencionales debido a su menor costo. ^[11]

Las transmisiones manuales automatizadas pueden funcionar de forma semiautomática o completamente automática . A lo largo de los años se han utilizado varios sistemas diferentes para automatizar el embrague y/o el cambio, pero generalmente utilizarán uno de los siguientes métodos de accionamiento para el embrague y/o el cambio: accionamiento hidráulico o electrohidráulico , ^[12] electromecánico , ^[13] neumático , ^{[6] [14] [15]} electromagnético , ^{[16] [17] [18]} o incluso puramente eléctrico utilizando un motor eléctrico .

El cambio de marchas, el accionamiento del embrague, la sincronización de los cambios y la igualación de revoluciones están todos bajo control automatizado a través de sensores electrónicos, computadoras y actuadores. ^{[13] [19]} Al cambiar de marcha, el conductor selecciona la marcha deseada con la palanca de cambios de la transmisión , mientras que los sensores electrónicos y actuadores conectados a una TCU (computadora de transmisión) o un microprocesador operarán automáticamente el embrague y el acelerador para igualar las revoluciones y volver a acoplar el embrague en milisegundos. La transferencia de par y potencia a las ruedas motrices también se controlará electrónicamente. La mayoría de las implementaciones modernas de esta función de transmisión están en un modo secuencial, donde el conductor puede cambiar a una marcha superior o inferior solo una a la vez. Sin embargo, este no es el caso de todas las transmisiones modernas. Por ejemplo, la transmisión "SMG" de BMW y la "F1" de Ferrari pueden saltar marchas tanto en cambios descendentes como ascendentes, al seleccionar marchas manualmente a través de las levas de cambio montadas en el volante, como se ve en la mayoría de las transmisiones modernas. Las transmisiones manuales sin embrague más antiguas (en su mayoría anteriores a la década de 1990) conservarán las palancas de cambios en forma de H, además de la compuerta de cambios, y requerirán que el conductor seleccione las relaciones de transmisión requeridas manualmente. Sin embargo, el embrague será una unidad servocontrolada , conectada a varios actuadores , un solenoide y sensores que controlan el embrague automáticamente.

Otro método alternativo para automatizar el embrague es el sistema "clutch-by-wire". El sistema generalmente utiliza un actuador eléctrico y sensores electrónicos , que reemplazan el acoplamiento mecánico del embrague o la conexión hidráulica del embrague, para monitorear y controlar la posición del embrague, reemplazando completamente el acoplamiento hidráulico entre el embrague mecánico y el pedal mismo con un solo actuador electromecánico. ^{[20] [21] [22]}

Dependiendo de la construcción y el diseño mecánico, algunas transmisiones manuales automatizadas (en su mayoría modernas) cambiarán de marcha automáticamente en los puntos apropiados (como una transmisión automática convencional ), mientras que las manuales semiautomáticas y sin embrague tradicionales requieren que el conductor seleccione manualmente la marcha incluso cuando el motor está en la línea roja, ya que automatizan solo una parte de la transmisión (es decir, el embrague) y no cambiarán de marcha por sí mismas. ^[23] A pesar de la similitud superficial, las transmisiones manuales automatizadas difieren significativamente en el funcionamiento interno y la "sensación" del conductor de una manumatic , la última de las cuales es una transmisión automática (las automáticas usan un convertidor de torque en lugar de un embrague como en una manual automatizada, para administrar el vínculo mecánico entre la transmisión y el motor) con la capacidad de anular la computadora de la transmisión automática y activar los cambios manualmente. ^[24]

Las AMT complementarias también pueden funcionar como una caja de cambios manual normal (con una palanca de cambios manual), mientras que las AMT integradas no necesitan un diseño de cambio "normal", por lo que se pueden diseñar con un diseño de cambio AMT optimizado (que tendría un patrón inusual para cambiar manualmente). Las AMT integradas tienen tambores selectores de marchas (que solo permiten cambios en serie y no saltos de marcha, pero este sistema es bastante económico, porque solo necesita un actuador) o actuadores individuales. Los sistemas de actuador único requieren un actuador para cada manguito de cambio (por eso este tipo de sistema es más caro, pero también cambia más rápido). Los actuadores pueden ser electrohidráulicos (más caros, pero más rápidos, adecuados para sistemas de actuador único y permiten un mayor par) o electromecánicos (menos costosos, pero generalmente limitados a 250 N·m (184,5 lb-ft ) de par de entrada de la caja de cambios). Este límite se debe a que la fuerza de actuación del embrague aumenta con un par mayor y tiempos de cambio cortos; Los actuadores electromecánicos son simplemente motores eléctricos : el uso de motores más grandes reduce la dinámica del motor debido a un mayor momento de inercia de masa de los motores (lo que no es bueno para cambios rápidos), y los motores más grandes también ejercen más presión sobre el sistema eléctrico de 12 voltios del automóvil. Como resultado, uno puede tener cambios lentos y una batería de plomo-ácido muy grande (no apta para automóviles), o cambios rápidos y una batería más pequeña (funciona hasta 250 N·m de torque).

Los AMT modernos, como Suzuki Auto Gear Shift y Dacia/Renault Easy-R , generalmente funcionan junto con el control electrónico del acelerador para iniciar cambios de marcha en función de ciertas RPM y/o posición del acelerador.

La transmisión manual automatizada tiene su origen en las primeras transmisiones manuales sin embrague que comenzaron a aparecer en los automóviles de producción en masa en las décadas de 1940 y 1950. Un ejemplo temprano de esta transmisión se introdujo con el Hudson Commodore en 1942, llamado Drive-Master . Esta unidad era una transmisión semiautomática temprana , basada en el diseño de una transmisión manual convencional que utilizaba un sistema de embrague operado por vacío servocontrolado, con tres modos de cambio de marcha diferentes, con solo tocar un botón; cambio manual y operación de embrague manual (completamente manual), cambio manual con operación de embrague automatizada (semiautomático) y cambio automático con operación de embrague automático (completamente automático). ^{[25] [7] [26]}

Otro ejemplo temprano es el Citroën DS de 1955 , que utilizaba una transmisión "BVH" de 4 velocidades. Esta transmisión semiautomática utilizaba un embrague automatizado, que se accionaba mediante hidráulica . La selección de marchas también utilizaba hidráulica, sin embargo, la relación de transmisión debe ser seleccionada manualmente por el conductor. La transmisión manual de 3 velocidades del Renault Dauphine de 1956 estaba disponible con un embrague automatizado Ferlec opcional , que utilizaba un sistema de embrague operado electromagnéticamente. ^{[27] [28]} Otras transmisiones manuales sin embrague incluían el NSU Ro 80 de 1967 ( Fichtel & Sachs de 3 velocidades ) y el Porsche 911 de 1967 ( Sportomatic de 4 velocidades ), ambos usaban embragues accionados por vacío y convertidores de par hidráulicos. El Volkswagen Beetle de 1968 y el Volkswagen Karmann Ghia ofrecían una transmisión Autostick de 3 velocidades , que utilizaba un interruptor eléctrico en la palanca de cambios conectado a un solenoide , para operar el servoembrague de vacío electroneumático . ^{[29] [30]}

En 1963, Renault cambió del embrague automatizado a una transmisión Jager de 3 velocidades completamente automática, que consistía en una unidad de control electromecánica que operaba tanto el embrague como el cambio, convirtiéndola efectivamente en una de las primeras transmisiones manuales automatizadas. ^{[31] [32] [33]} La transmisión Jager se controlaba a través de botones electrónicos montados en el tablero. ^[34]

La transmisión automática Isuzu NAVi5 de 5 velocidades se introdujo en el sedán mediano Isuzu Aska de 1984 (vendido solo en el mercado interno japonés). Esta transmisión, diseñada originalmente para camiones, se basaba en una transmisión manual con la incorporación de actuadores hidráulicos para la palanca de cambios y el embrague. Las versiones iniciales no permitían la selección directa de las relaciones de transmisión, sino que permitían a los conductores bloquear únicamente las marchas más altas (como en muchas transmisiones automáticas tradicionales). Las versiones posteriores agregaron un modo manual, que permitía al conductor controlar la selección de marchas.

Varias empresas propiedad de Fiat SpA fueron influyentes en el desarrollo de transmisiones manuales automatizadas. La participación de Ferrari en la transmisión manual automatizada comenzó con la transmisión semiautomática de 7 velocidades con levas de cambio utilizada en el auto de carreras de Fórmula Uno Ferrari 640 de 1989. En 1992, el Ferrari Mondial T introdujo la opción de una transmisión semiautomática de 5 velocidades "Valeo". ^[35] Esta transmisión usaba un actuador electromecánico para operar automáticamente el embrague, ^[36] mientras que el mecanismo de cambio de marchas era una palanca de cambios estándar con patrón en H operada como las transmisiones normales. ^[37] En 1997, el Ferrari F355 estuvo disponible con una transmisión "F1" de 6 velocidades, que usa levas de cambio ubicadas detrás del volante o puede conducirse en un modo completamente automático. ^[38] Los sucesores del F355 ofrecían transmisiones similares, ^[39] hasta que la compañía cambió a una transmisión de doble embrague para el Ferrari 458 en 2009.

La empresa hermana Alfa Romeo introdujo la transmisión automática Selespeed de 5 velocidades para el Alfa Romeo 156 en 1999. ^{[40] [41]} Esto fue seguido por la introducción en 2001 de Maserati de la transmisión automática Cambiocorsa de 6 velocidades en el Maserati Coupé . ^[42] Selespeed también se utilizó en los modelos Fiat Punto y Stilo .

La participación de BMW en las transmisiones manuales automatizadas comenzó en 1993, cuando se ofreció la semiautomática de 6 velocidades "Shift-tronic" en el cupé Alpina B12 (basado en el E31 850CSi). ^{[43] [44]} Utilizando un embrague automatizado emparejado con una palanca de cambios estándar con patrón en H (como en el Ferrari Mondial T), la transmisión fue suministrada por LuK y se instaló en menos de 40 automóviles. ^[45] La producción en masa de transmisiones manuales automatizadas comenzó para BMW en 1997 con la introducción de la transmisión automática de 6 velocidades "SMG" en el cupé E36 M3 . ^[46] Aunque el nombre "SMG" era una abreviatura de "Sequential Manual Gearbox", la transmisión interna era como la de una transmisión manual típica (equipada con sincronizador), no una verdadera transmisión manual secuencial . La SMG fue reemplazada por la SMG-II cuando se introdujo el E46 M3 en 2000. ^[47] La ​​última AMT de BMW (antes de ser reemplazada por una transmisión de doble embrague) fue la SMG-III de 7 velocidades utilizada en el BMW E60 M5 2004-2010 y el BMW E63 M6 relacionado . La SMG-III podía lograr un tiempo de cambio de 65 milisegundos en su modo más agresivo ^[48]

De 2002 a 2007, la tercera generación del Toyota MR2 estuvo disponible con una transmisión manual automatizada "SMT" de 6 velocidades. El sistema SMT utilizaba un sistema de activación electrohidráulica tanto para el embrague como para los cambios, pero no tenía una palanca de cambios en forma de H como la transmisión estándar. En su lugar, había una palanca de cambios que se podía tirar y empujar hacia adelante o hacia atrás para subir o bajar de marcha, así como la incorporación de botones de cambio electrónicos montados en el volante.

Las marcas dentro del Grupo Volkswagen generalmente han utilizado transmisiones de doble embrague en lugar de transmisiones manuales automatizadas, sin embargo, se introdujo una transmisión manual automatizada "E-gear" de 6 velocidades para el Lamborghini Murciélago de 2004. ^[49] y el Lamborghini Gallardo . [ ^{50] [51]} La E-gear se utilizó en los sucesores del Murciélago y el Gallardo, y también estuvo disponible en el Audi R8 (Tipo 42) de 2007-2012 , comercializado como la transmisión "R-tronic". ^{[52] [53] [54]}

• Volvo I-Shift : transmisión manual automatizada; introducida en 2001 y utilizada en camiones y autobuses. Este sistema es un complemento de la transmisión manual convencional no sincronizada. ^[76]
• ZF AS Tronic : una transmisión manual automatizada; introducida en 2003 y utilizada en camiones, autobuses y autocares.
• Eaton AutoShift : introducido a principios de la década de 2000 como complemento a la transmisión manual tradicional no sincronizada para camiones pesados. ^[77]
• Isuzu Smoother : sucesor del NAVi5 exclusivo para Japón , orientado principalmente a los mercados en desarrollo.
• Mack mDRIVE y mDRIVE HD : una transmisión manual automatizada con sincronizadores; introducida en 2010 y utilizada en semirremolques Mack .
• Renault Optidriver : una transmisión manual automatizada; introducida en 2004 y utilizada en semirremolques comerciales pesados ​​de Renault.
• Daimler Trucks DT12 : una transmisión manual automatizada; introducida en 2012 y utilizada en el semirremolque Freightliner Cascadia y en la línea Western Star 49X de semirremolques, grúas y camiones de volteo comerciales.
• Mercedes-Benz PowerShift : una transmisión manual automatizada no sincrónica , utilizada en semirremolques pesados ​​​​Mercedes-Benz .
• ESCOT de UD Trucks : un complemento para la transmisión manual sincronizada y no sincronizada ; introducido en 1995. Se han fabricado seis versiones diferentes de esta transmisión: ESCOT , ESCOT-II , ESCOT-III , ESCOT-IV , ESCOT-V y ESCOT-VI . Se utiliza en la gama de vehículos comerciales de UD Trucks. ^{[78] [79]}

• Transmisión semiautomática
• Transmisión de doble embrague