תיבת הילוכים חצי־אוטומטית

תיבת הילוכים חצי אוטומטית היא סוג של תיבת הילוכים שבה חלק מפעולות העברת ההילוך, בדרך כלל המצמד (קלאץ'), פועל באופן אוטומטי, אך שאר הפעולות, למשל בחירת ההילוך ומתי להעביר אותו, נתונים בשליטת הנהג. ברוב המקרים אין בתיבה חצי-אוטומטית דוושת מצמד (או ידית מצמד באופנועים). במקומן ישנו מנגנון אוטומטי, שבהינתן פקודת הנהג מבצע את העברת ההילוך. פקודת ההעברה נעשית בעזרת מוט הילוכים מסורתי בתבנית H או באמצעות ידיות, לחצנים או הדקים בקרבת ההגה או הכידון. הפעלת המצמד נעשית על ידי מפעיל (אקטואטור) הידראולי, פנאומטי, אלקטרו-מכני או אלקרטו-מגנטי ובמקרים מסוימים אפילו על ידי מצמדים צנטריפוגליים. בדגמים מוקדמים, נעשה שימוש גם במצמדי שמן. בתיבות חצי-אוטומטיות מודרניות, חיישני אפקט הול או מיקרסוויצ'ים חשים את כיוון העברת הילוך, יחד עם חיישן בתוך תיבת הילוכים שחש את המהירות ואת ההילוך הנבחר, המידע מוזן לתוך יחידת עיבוד המרכזית (מחשב), שקובעת את התזמון ומומנט הכוח המיטביים עבור העברה חלקה של ההילוך, בהתבסס על המידע הנקלט מתוך החיישנים וכן גורמים אחרים כגון: סיבובי מנוע, בקרת יציבות אלקטרונית, מיזוג אוויר ולוח המחוונים. יחידת העיבוד המרכזית מפעילה את המפעיל המכני אשר מנתק ומשלב את המצמד, שנשאר בסנכרון מלא עם פעולת שילוב ההילוך שהנהג פקד. לתיבות חצי-אוטומטיות שני יתרונות: הראשון הוא יכולת תגובה ותזמון מדויק יותר מנהג אנושי. השני הוא הורדת נטל הפעלת המצמד מהנהג. במתכונת רגילה של ייצור המוני של מכוניות, המצמד של תיבה הילוכים חצי אוטומטית דומה למצמד של תיבת הילוכים ידנית. את ההבדל ניתן לראות בידית ההילוכים. כאשר בחצי אוטומטית הידית נעה קדימה ואחורה בעת העברת הילוכים, בעוד שתיבת הילוכים ידנית נעה בתבנית הדומה לאות H. בבוגאטי ויירון משתמשים בתיבה 7 הילוכים. בפורמולה אחת, שונתה המערכת כך שתתאים להגה בצורה של שתי ידיות, לחיצה על הידית הימנית מעבירה להילוך גבוה יותר (מעלה הילוך), ואילו לחיצה על הידית השמאלית מורידה הילוך. כדי לחנות, לנסוע ברוורס ולנטרל את ההילוכים, הנהג חייב למשוך את שתי הידיות בהגה ביחד. יש צורך במצמד רק כדי להתניע את המכונית. להעלאת הילוך מהירה, את כוח המנוע ניתן לנתק, ואת הקולר ניתן לשחרר עד שהמנוע יורד למהירות הדרושה עבור ההילוך הבא. על מנת שהשיניים של הקולר יחליקו לתוך השיניים של הטבעת לא רק במהירות, אלא גם למקום המתאים, החיישנים מודדים לא רק את המהירות, אלא גם את המיקומים של השיניים, וכך גורמים למצערת להיפתח בצורה רכה או קשה. העברת הילוכים מהירה יותר מצריכה טכניקות כמו: power shifting. דורשים תיבת הילוכים קשה או מצמד "כבד" או אפילו תיבת הילוכים בעלת שני מצמדים. התוכנית "Car Crazy" עשתה פרק על "Le Mans Museum of the Automobile", ולפי התוכנית ידית החלפת-הילוכים נמצאה בשימוש כבר משנת 1912 עם מכונית מרוץ-לה מאנס. המערכת נמצאה בתוך גלגל ההגה. התיבה הרובוטית נבדקה על ידי צוות Lotus במרוצי פורמולה אחד. השימוש הראשון בתיבה רובוטית במרוצים היה מתחילת 1970. עם זאת, בשנת 1989, ג'ון ברנארד ו-Harvey Postlethwaite, המהנדסים והמעצבים של חברת פרארי, יצרו תיבת הילוכים חצי-אוטומטית הנמצאה בשימוש במכונית Ferrari 640 single-seater. למרות הבעיות הקשות שהיו בבדיקות, המכונית הראשונה בעלת התיבה הרובוטית זכתה במרוץ-פורמולה אחד על ידי הנהג נייג'ל מנסל. מאז שנת 1994 תיבת הילוכים חצי-אוטומטית שולטת מבחינת הטכנולוגית. מכונית ה-F1 האחרונה שצוידה עם תיבת הילוכים ידנית היה בשנת 1995. התיבה הראשונה [M4/Vacamatic Transmission 1941] החצי אוטומטית שווקה על ידי קרייזלר. היה זה ניסיון להתחרות בתיבות ההילוכים האוטומטיות של יצרניות רכב אחרות, בכל זאת עדיין היה קלאץ' בתיבת ההילוכים החצי-אוטומטית של קרייזלר, ההבדל העיקרי היה בתוספת של נוזל המקשר בין המנוע לקלאץ', וכן במנגנון העברת הילוכים. בנהיגה רגילה, המצמד לא היה בשימוש. התמסורת עצמה הייתה מסונכרנת באופן מלא בדגם הידני. עם ארבעה הילוכים קדימה, אחד לאחור, העברת הילוכים נעשתה 'אוטומטית' על ידי משאבת בוכנה,[מוקדם, M4-Vacamatic] או בוכנה הידראולית [מאוחר, M6-Presto-Matic ]. כמעט בו זמנית לשיווק התיבה של קרייזלר, היצרנית פאקרד הציגה את Electro-Matic clutch, שהייתה מופעלת על ידי בוכנה-ואקום, לרוב המכוניות ציידו בכפתור "כבוי". ככל הנראה בשל העובדה כי המערכת הייתה במידת מסוימת לא יציבה כאשר המנוע התחמם. המערכת של היצרנית Packard שולבה עם התמסורת הרגילה שלהם ולכן צורת הזזת ההילוכים נשארה בצורה של H. בשלב מאוחר יותר יוצרה 'החיפושית' תוצרת פולקסוואגן עם אופציה לתיבת הילוכים "Autostick" שהייתה במהותה תיבה ידנית ללא מצמד עם שלושה הילוכים לנסיעה קדימה. מרצדס השתמשו במערכת דומה של VW Autostick, לתיבה של מרצדס קראו Hydrak. לתיבת הילוכים של מרצדס-Hydrak היה פגם גדול באספקת השמן עבור ממיר המומנט שהיה אטום בתוך הממיר עצמו ולא יכול היה להסתובב באמצעות משאבה. בנוסף, לא היה מצנן שמן וכך נגרמה התחממות בפרקי זמן קצרים מה שהוביל לשריפת האטמים של ממיר וכתוצאה מכך נדרשה תחלופה תכופה של האטמים. סיטרואן היא היצרנית היחידה שהתחייבה להשתמש רק בתיבת הילוכים חצי-אוטומטית. בשנת 1955 הופיעה לראשונה התיבה במכונית-סיטרואן DS, על מנת לבחור את ההילוכים התיבה צוידה במערכת הידראולית וכן במצמד רגיל עם מנוע סרוו-הידראולי. התיבה הייתה ללא מצמד והזזה של ידית הילוכים הייתה בטור אחד. בסיטרואן 2CV התיבה נקראת בשם Trafficlutch, התיבה צוידה עם מצמד צנטריפוגלי מה שאפשר לשנות ללא המצמד את ההילוך הראשון והשני [רק בנסיעה בעיר]. הכינוי שנתנו לתיבה הרובוטית של סיטרואן DSבארצות הברית היה "Citro-Matic". אחר כך, בשנת 1970 סיטרואן הוסיפה את האופציה של תיבה החצי אוטומטית בדגמי משפחתיות ומכוניות הסלון, הדגמים: GS ו CX הגיעו עם אפשרות של 3 הילוכים, תיבת ההילוכים החצי-אוטומטית כונתה בשם: "C matic". השיטה הזאת הייתה פשוטה יותר מאשר השיטה הקודמת-ידית הילוכים המותקנת ברצפה, המופעלת בלחיצה קדימה ולאחור, ומפעילה מתג ושורת מוטות בוררי הילוכים רגילים, היה נוזל המקשר בין ממיר מומנט לצלחת המצמד הרטובה שהיה מנתק ומחבר על ידי שסתום אלקטרוני מבוקר על ידי מתג. תיבת-ההילוכים החצי אוטומטית של סיטרואן נבנתה בתקופה שלא נעשה שימוש באלקטרוניקה, כל המכלול של בחירת הילוכים התבצע על ידי העברה פשוטה של ידית הילוכים מהילוך אחד להילוך הבא. יצרן הרכב הגרמני NSU ייצר בשנת 1960 תיבה חצי אוטומטית למנוע רוטורי עבור הדגם Ro80 שהייתה מכונית סלון סגורה. המערכת הייתה דומה למערכת של סיטרואן, עם הבדל בכפתור חשמלי על מוט ההילוכים ונועד לנתק/לחבר את המצמד מהמנוע. הונדה שיווקו מכוניות ואופנועים עם תיבת הילוכים חצי אוטומטית שנקראה Hondamatic בשנות ה-70 ובתחילת שנות ה-80. התיבה לעיתים קרובות כונתה 'Bang-O-Matic' על ידי מכונאים. העיצוב היה ראוי לציון, שכן הוא שמר מהמנוע לבצע בלימה על ידי ביטול של האטה בין ההילוכים הראשון והשני. דייהטסו 993cc הוצגה בשנת 1985 עם תיבת הילוכים חצי-אוטומטית בעלת אפשרות של 2 הילוכים, אשר הייתה דומה לתיבה האוטומטית הרגילה עם ממיר מומנט וגיר פלאנטרי.