프리셀렉터 기어박스

Preselector gearbox
자동차 변속기
설명서
자동/반자동
1934 Daimler 15의 스티어링 칼럼에 있는 기어 선택 레버

프리셀렉터 기어박스는 1930년대 승용차와 레이싱카, 1940~1960년대 버스, 1930~1970년대 장갑 차량에 주로 사용된 수동 변속기입니다.프리셀렉터 변속 장치의 특징은 기어 변속 레버가 운전자가 다음 기어를 "프리셀렉터"할 수 있게 한다는 것입니다. 일반적으로 변속기는 운전자가 원하는 시간에 "기어 변속 페달"을 밟을 때까지 현재 기어에 남아 있습니다.

이 설계에서는 비싱크로메쉬 수동 [1]변속기의 원활한 변속을 위해 운전자가 클러치 페달과 변속 레버를 사용하는 타이밍을 마스터할 필요가 없어졌습니다.대부분의 프리 셀렉터 변속기는 운전자가 제어하는 클러치를 완전히 피합니다.정지 [2]상태에서 출발할 때만 사용하는 사람도 있습니다.프리셀렉터 변속기는 자동 변속기가 널리 채택되기 전에 가장 일반적이었습니다. 따라서 수동 변속기의 "충돌 기어박스" 유형과 비교하여 고려되었습니다.

프리셀렉터 기어박스는 종종 "자체 변속"[1] 기어박스로 마케팅되었지만, 운전자가 기어 선택을 해야 하기 때문에(그리고 기어 변속을 수동으로 작동해야 하기 때문에) 이는 부정확한 설명입니다.자동 변속기는 운전자의 개입 없이 기어를 바꿀 수 있기 때문에 진정한 "셀프 체인지 기어박스"입니다.

프리셀렉터 기어박스에는 근본적으로 다른 기계 설계가 몇 가지 있습니다.가장 잘 알려진 것은 윌슨 [3]디자인입니다.코탈과 같은 일부 변속 장치는 컨트롤이 움직이는 즉시 별도의 기어 변속 페달 없이 기어를 변속합니다.

혜택들

프리셀렉터 변속기는 동시대의 수동 변속기(싱크로메쉬 아님)에 비해 이중 디클러치(Double De-Clatch)와 같은 기술이 필요하지 않았기 때문에 운전자가 원활하게 작동하기 쉬웠습니다.또한 프리셀렉터 변속기는 변속 시간이 더 빨랐고, 더 큰 출력과 더 적은 질량을 처리할 수 있었으며,[citation needed] 부하가 걸려도 변속이 가능했습니다.

많은 프리셀렉터 변속 장치의 설계상의 장점은 마찰 구성 요소가 클러치가 아닌 [4]브레이크라는 것입니다.즉, 마모되기 쉬운 부품에는 비회전 브레이크 밴드를 사용할 수 있으며, 이는 일반적인 클러치 같은 회전 구성 요소보다 단순한 설계를 제공합니다.또한 마모된 구성 요소를 메커니즘 외부에 장착할 수 있으므로(메커니즘 내부에 묻히지 않고) 유지관리 및 조정을 위해 쉽게 접근할 수 있습니다.

디자인

윌슨

1931 부가티 타입 51 조종석, 윌슨 프리 셀렉터 기어박스 포함

프리 셀렉터 변속 장치의 가장 일반적인 유형은 윌슨으로,[5][6] 유성 설계를 사용했습니다.윌슨 기어박스의 전신은 영국에서 제작된 1901-1904년식 윌슨-필처 자동차에 사용된 수동 제어 에피사이클릭 기어박스입니다.회사 이사 중 한 명인 월터 고든 윌슨은 작은 [7]입력력을 통해 큰 토크를 전달하면서도 큰 토크를 전달할 수 있는 에피사이클식 변속 장치의 장점을 옹호하게 되었습니다.월터 윌슨은 [8]제1차 세계 대전 중과 후에 장갑 탱크의 주요 공동 발명자였으며, 1918년 영국의 마크 V 탱크의 동축 조향 [7][9]변속 장치를 사용하는 것을 책임졌습니다.영국의 Lanchester Motor Company는 또한 1900년부터 수동으로 제어되는 에피사이클릭 기어박스를 장착한 자동차를 생산하고 에피사이클릭 [10]기어박스가 장착된 실험 탱크(랜체스터 기어박스 기계 또는 Experimental Machine K)를 만들었습니다.

월터 윌슨은 자동차용 에피사이클릭 기어박스로 실험을 계속했고 1928년 그의 "윌슨 기어박스"가 발명되었다.Walter와 Armstrong Siddeley Motors의 공동 소유주 중 한 명은 Wilson [11]변속기를 설계 및 제작하기 위해 Self-Changing Gears Ltd.(처음에는 Improved Gears Ltd.) 회사를 설립했습니다.1929년식 암스트롱 시들리 서티는 윌슨 [12]변속기를 사용한 최초의 차들 중 하나였다.변속기는 또한 코드, ERA, 다임러 및 [13][14]마이바흐를 포함한 다른 제조사의 라이센스 하에 제작되었습니다.

운전자는 스티어링 휠에 장착된 레버를 사용하여 다음 기어를 미리 선택한 다음 '기어 변경 페달'(일반 클러치 페달 대신 위치하는 경우가 많음)을 눌러 원하는 시간에 [15][16]기어 변속을 활성화했습니다.

윌슨 기어박스는 다양한 클러치로 제작되었습니다.가장 잘 알려진 것은 다임러(암스트롱 시들리는 원심 [2]클러치를 사용했다)와 같은 투어링 카에 사용되는 유체 플라이휠이다.스포츠카들은 뉴턴 원심 [2]클러치를 사용했다.이것은 멀티플레이트 드라이 클러치로 당시의 레이싱 수동 클러치와 비슷하지만 압력 플레이트가 원심적으로 작동하여 [17]약 600rpm에서 작동합니다.ERA와 같은 순수 경주용 자동차는 클러치를 완전히 피했고 출발 [2]시 변속 장치의 밴드 브레이크가 최저 기어에서 점진적으로 맞물리는 것에 의존했습니다.원심 클러치 또는 오일 커플링이 장착된 경우 정지 상태에서 출발하여 1단 기어를 선택하면 가속 페달을 밟으면 클러치가 자동으로 체결됩니다.다른 차량에서는 정지 상태에서 출발할 때 기어 변속 페달이 클러치처럼 작동했습니다.

윌슨 기어박스는 수많은 에피사이클릭 기어에 의존했으며, 이는 윌슨의 발명품이기도 했다.이전 [18]기어가 제공한 복합 또는 '감속 감소'를 통해 작동하는 연속 기어입니다.각 중간 기어에 별도의 에피사이클릭이 필요했으며, 직진 탑 기어에는 원뿔 클러치가, [19]후진에는 추가 에피사이클릭이 필요했습니다.많은 차들(특히 미국 차들)이 보통 3단 변속 장치만을 가지고 있을 때, 4단 기어가 제공되었습니다.이는 윌슨 기어박스의 스포티한 시장, 즉 레이싱 시장 덕분에 기어박스가 보다 가깝게 배치될 수 있었기 때문입니다.이러한 에피사이클릭 배열이 전후 자동 [2]변속기의 전조가 되었음에도 불구하고, 자동 변속기의 토크 컨버터 사용, 넓은 동력 대역 및 US V8 엔진의 과잉 출력은 허용 가능한 폭이 넓다는 것을 의미했다.20세기 전반의 "충돌" 기어박스와 달리, 프리셀렉터 박스의 기어휠은 에피사이클릭 레이아웃으로 영구적으로 맞물려 있습니다.

윌슨 박스와 기어 변속은 각 에피사이클릭의 고리를 고정 위치에 고정하는 브레이크 밴드의 제어에 의존했습니다.선택할 브레이크 밴드는 기어 변속 레버에 의해 움직이는 회전 캠에 의해 제어되었습니다.각 기어 선택마다 하나의 밴드만 체결되었습니다.이 작은 수동 레버는 브레이크 밴드를 체결하고 잠글 수 있는 충분한 동력을 제공할 수 없었기 때문에 풋 페달이 필요했습니다.브레이크 밴드의 실제 이동은 윌슨 [19]디자인의 독특한 특징인 '토글' 메커니즘에 의해 제어되었습니다.페달을 밟았다 놓았을 때 일련의 손가락 모양의 레버 또는 '버스바'가 강력한 코일 스프링에 의해 일련의 가벼운 링크 또는 '작동 스트럿'[20]에 의해 위쪽으로 눌려졌습니다.각 링크의 위치는 기어 선택 캠축에 의해 제어되었습니다.(각 기어에 대해) 캠이 링크를 제 위치에 고정시킨 경우, 버스바 핑거는 작동 스트럿을 통해 브레이크 밴드를 제어하는 토글을 누릅니다.이러한 토글은 다음에 페달을 밟을 때까지 코일 스프링의 힘으로 브레이크 밴드를 제자리에 고정하는 데 필요한 추가 레버리지 기능을 제공합니다.Wilson 디자인의 또 다른 특징은 마모 보정을 위해 각 밴드에 자체 조절식 너트를 사용했다는 것입니다.각 밴드를 결합 및 해제하는 동작은 래칫 너트를 전진시키고 느슨한 부분을 잡아 마모에 맞게 [19][20]조정하기에 충분했습니다.

기타 에피사이클릭 설계

코탈

1935년부터 Delahaye 스포츠카에 장착된 코탈 변속 장치의 사전 선택 레버
1954 Salmson 2300S, 스티어링 칼럼 좌측에 장착된 기어 선택 레버

1920년대와 1930년대에 몇몇 프랑스 럭셔리 자동차 제조업체는 코탈이 제조한 3단 또는 4단 프리셀렉터 변속 장치를 사용했습니다.코탈 변속 장치의 독특한 점은 기어를 [21]결합하기 위해 밴드 브레이크 대신 전자파 클러치를 사용했다는 것입니다.이 접근법의 단점은 전기 출력의 상실은 엔진이 더 이상 바퀴를 구동할 수 없다는 것을 의미했습니다.클러치는 "칵테일 [2]스틱 위의 체리"라고 하는 간단한 대시보드 또는 기둥에 장착된 스위치와 릴레이에 의해 제어되었습니다.기계적인 서보 작용이 없었기 때문에 Wilson의 캠이나 토글 배열과 변속 페달이 필요하지 않았습니다.

노먼빌

1930년대에 험버 자동차에는 레이콕 드 노먼빌이 [22]제작한 4단 프리셀렉터 변속 장치가 장착되었습니다.Wilson과 대체로 유사하지만 브레이크 밴드의 직접 유압 작동 방식(스티어링 칼럼의 레버를 통해 선택됨)을 사용하므로 변속 페달이 필요하지 않습니다.

탈봇

1932-1935년형 Talbot AX65 Darracq와 같은 1930년대의 몇몇 Talbot 자동차들은 Wilson [23][24][25]특허를 기반으로 Georges Roesch가 설계한 "가속 기어박스"를 사용했습니다.Roesch 기어박스는 디자인과 재료 모두에서 대폭 수정되었으며, [26][27]윌슨 기어박스의 3배에 달하는 힘을 견딜 수 있는 경량 기어박스로 제작되었습니다.

이 기어박스는 후진 작동 시 자동으로 1단 기어가 사전 선택됩니다.2단 기어를 결합하면 변속 장치가 3단, 3단 [2]기어가 결합되면 4단을 미리 선택합니다.그런 다음 [28]수동으로 다른 기어를 미리 선택할 때까지 3번째와 4번째 사이를 순환합니다.초기 버전은 클러치 없이 제작되었지만, 곧 설계에 원심 클러치가 추가되었습니다.Talbot에서 '트래픽 클러치'[27]라고 표현했습니다.이것은 방사형으로 흔들리는 두 개의 신발이 있는 단순한 장치였다(드럼 브레이크와 유사).

비라텔레

초기 프리 셀렉터 기어박스는 1906년 프랑스에서 Fr:Marcel Viratelle에 의해 특허를 받은 3단 모터사이클 기어박스 시제품이었습니다.디자인과 제작은 매우 [29][30][31]콤팩트했다.

타이거 탱크

1942-1945년형 독일제 Tiger I 기갑전차는 마이바흐에 의해 제작되어 8비율을 제공하는 사전 선택식 변속 장치의 형태를 사용했다.시프트 메커니즘은 운전자의 노력을 줄이기 위해 유압식이었다.클러치는 액추에이터보다 훨씬 많은 비율로 조합하여 사용되었습니다.각각 2개의 위치와 4개의 축에 배치된 기어 트레인을 위한 제어 도그 클러치가 있는 3개의 유압 실린더가 있었다.실린더는 단순한 사분면 기어 레버의 회전 밸브에 의해 제어되고 레버를 게이트 안으로 옆으로 밀어 넣어 작동되었습니다.3개의 실린더의 조합은 8개의 다른 비율을 허용했지만, 반대로 이 비율은 가장 낮은 [32]4개로 제한되었습니다.1943년 포획된 타이거 1호 탱크가 영국에 의해 연구되었을 때, 기어박스에 대한 보고서는 암스트롱 시들리 [33]모터에 의해 수행되었다.

다른 전송과의 비교

멀티클러치 기어박스

멀티클러치 기어박스는 변속의 필요성을 전혀 피함으로써 기어 변속의 어려움을 방지합니다.이 시스템은 여러 개의 개별 변속 장치로 작동하며, 각 변속 장치는 개별 클러치에 의해 제어되며, 다중 선택을 방지합니다.기어 선택은 적절한 클러치를 선택하는 문제입니다.이 유형의 장점은 기어 변속 링크 자체가 없고 클러치 링크만 중복되므로 원격 조작을 쉽게 배치할 수 있다는 것입니다.

클러치당 단일 비율

이러한 유형의 변속기는 1917년 3월 8개의 영국 중형 [8]탱크에서 서로 다른 변속기를 테스트하는 올드베리 기어박스 시험 주행에서 나타났습니다.각 비율에는 고유한 샤프트와 클러치가 있습니다.한 번에 한 개만 맞물릴 수 있도록 클러치가 연동되어 있다면 시스템은 단순합니다.

1980년대 초, 이 변속기는 4단 변속기가 장착된 맥스웰(Maxwell)로 영국의 도시형 버스를 위해 개발되었습니다.영국의 버스들은 대부분 후면에 가로 엔진이 [34]장착된 2층 버스이다.또한 Stop-Start 주행이 많이 필요하므로 기존 변속 장치의 클러치 마모가 심합니다.이 방법의 장점은 엔진을 탈거할 필요 없이 엔진 어셈블리 외부에서 쉽게 수리할 수 있는 4개의 클러치를 사용할 수 있다는 것입니다.클러치는 멀티플레이트 오일 공급 습식 클러치였습니다.최초의 변속기는 신뢰성이 떨어진다는 평판을 얻었고 1985년 최초의 개발자인 브록하우스는 이를 Avon Maxwell Transmissions에 라이선스했다.대형 오일 펌프가 장착된 개발 버전은 대부분의 영국 [35]버스에 대한 개조품으로 제공되었습니다.이 변속기의 특이한 특징은 1단 기어와 2단 기어를 동시에 결합할 수 있다는 것입니다.이는 50hp 유압 리타더 역할을 했습니다.

듀얼클러치

주요 기사:듀얼클러치 변속기

클러치만으로 급변속한다는 발상은 최근 고성능 자동차에서도 듀얼클러치 변속기로 개발되고 있다.변속 장치의 단순성과 클러치 기반 설계의 빠른 변속이 결합되어 있습니다.실질적으로 두 개의 개별 변속기가 있으며, 각각 전체 세트와 번갈아 비율을 제공하며, 두 개의 클러치가 어떤 변속기가 적용되는지를 선택합니다.기어박스 내부의 변속은 운전자가 다음에 필요로 하는 비율을 예측하기 위해 자동으로 수행됩니다.다음 비율이 올바르게 선택되었다면(즉, 컴퓨터가 고단 변속 대 저단 변속에 대해 올바르게 추측) 변속 자체는 클러치가 빠르게 움직이는 것에 불과합니다.그러나 예상치 못한 변속은 시스템을 혼란스럽게 할 수 있으며, 클러치를 작동시키기 전에 올바른 비율을 먼저 선택해야 하므로 변속 속도가 훨씬 느립니다.

반자동 변속기

주요 기사:반자동 변속기

반자동 변속기는 보통 클러치리스 수동 변속기의 형태로 클러치 시스템만 자동화하며, 다양한 제어 시스템을 사용하여 클러치 작동을 촉진하면서도 수동으로 기어를 변경해야 합니다.이러한 시스템은 1930년대 중반부터 1990년대 초중반까지 유압 자동 변속기가 도착 및 생산되기 전에 수많은 생산 자동차 제조업체에 의해 도입되었습니다.이러한 시스템은 클러치 페달을 완전히 제거하거나 클러치 페달을 유지하지만, 클러치는 기어 변속이 아닌 정지 위치에서 스탠딩 스타트 시에만 작동해야 합니다.

이후 추가적인 진보와 개발이 도입되었고 클러치 작동과 기어 선택을 동시에 자동화하기 위해 여러 다른 방법들이 사용되었는데, 특히 1990년대에 여러 자동차 제조업체에 의해 소개된 현대적인 자동 수동 변속기와 함께 사용되었지만 이스즈에 의해 NA로 처음 개척되었다.1985년에 Vi5가 전송되었습니다.

사용하다

승용차

  • 1929-1959 암스트롱 시들리 - 다양한[2][36][37] 모델
  • 1929-1941 마이바흐 - 다양한 모델
  • 1930년대-1958년 다임러 - 1930년 다임러 더블식스부터[38][39] 1958년 [40]One-O-Four 모델까지 다양한 모델.다임러 회장은 1933년 11월 주주총회에서 "다임러 유체 플라이휠 변속기는 현재 3년 동안 성공을 거두고 있으며, 승용차 10대에서 2층 옴니버스에 이르기까지 11,000대 이상의 차량을 보유하고 있으며, 총 16만 대가 넘는 차량이 이 변속기를 통합하고 있습니다.다른 어떤 시스템도 Daimler Fluid Flywheel Transmission의 모든 장점을 제공한다는 것은 아직 증명되지 않았습니다.델의 다임러, 랜체스터, BSA의 자동차는, 클래스나 타입의 귀족을 대상으로 한 것입니다.해외 시장에서도 많은 문의가 있었습니다.([41]박수)
  • 1931-1937년 크로스리 텐과 크로스리 레지스는 ENV Type 75 변속기를 사용했습니다[37].
  • 1931-1953 Lanchester - 수동 [42]변속기가 장착된 로드라이더 차량 몇 대를 제외한 모든 모델
  • 1932~1934 MG K형
  • 1932~1938년 Riley Nine, Riley 12/4, Riley 12/6 및 이 기간 동안 다른 여러 모델
  • 라곤다 레이피어
  • 1936-1937 코드 810/812
  • 1948년 터커 48

자동차 경주

1939년식 D형 등산차

프리셀렉터 기어박스는 International Six Days Trial 1921년과 1922년을 포함한 여러 경주용 자동차와 오토바이에 사용되었습니다. 스위스는 Marcel Viratelle 오토바이, 1935년식 ERA R4D,[43] 1930년식 오토 유니온 '실버 애로우'와 같은 언덕을 오르는 자동차와 함께 도입되었습니다.

버스

1940년부터 1960년까지 영국에서 제조된 몇몇 버스에는 [citation needed]레이랜드, 다임러, AEC가 제조한 버스를 포함하여 프리셀렉터 전송 기능이 있었다.이 기간 동안 런던에서 일반적으로 사용되는 버스인 AEC RT 유형은 압축 공기를 사용하여 기어 [44][45]변속을 작동시켰으며, 다른 변속 장치는 기계적 작동을 사용했습니다.

런던 버스의 일반적인 작동 방식은 1단 기어가 매우 낮았고 언덕에서만 사용되었기 때문에 출발 시 운전자는 2단 기어를 선택하고 변속 페달을 밟았다 놨다 놨다 놨다 하며, 이동 중 3단 기어 변속 준비는 버스가 정지해 있을 때 수행되었습니다.시동 시 가속 페달만 밟으면 기어 변속 페달을 밟기만 하면 최종적으로 3단 기어로 변속됩니다.

장갑차

오토바이

1950년대 James 모터사이클은 빌리어 엔진과 프리셀렉터 [citation needed]변속 장치를 사용하여 제작되었습니다.이 시스템은 기어 페달을 밟아 1단 기어를 선택한 다음 클러치 레버를 당기고 복귀 시 기어가 맞물려 전진하는 방식으로 작동되었습니다.기어 페달을 다시 밟으면 레버가 다시 당겨진 후에만 체결되는 2단 기어가 선택됩니다.

철도 차량

1930년대의 일부 초기 가솔린 및 디젤 기관차에는 윌슨 프리셀렉터 변속 장치가 사용되었습니다.AEC가 운영하는 GWR '플라잉 바나나' 철도 차량은 그런 [47]변속기를 가지고 있었다.

레퍼런스

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