Кожен автолюбитель бачив або навіть керував автомобілем з МКПП, адже навчання в більшості автошкіл проходить, як правило, на "механіці". Але не кожен знає історію походження цього агрегату, принцип його роботи, переваги і недоліки. Саме про це ми і поговоримо в даній статті. 
Автоледі і механічна коробка передач - поняття несумісні. Повірте, керувати автомобілем, фарбувати губи, розмовляти по телефону і перемикати передачі - реально складно.
Для початку давайте розберемося яка розшифровка у абревіатури МКПП і що це взагалі означає. МКПП розшифровується як механічна коробка перемикання передач і означає це те, що перемикання передач здійснюється механічним шляхом, тобто вручну.
Якщо спробувати провести короткий опис механічної коробки, то можна сказати, що вона являє собою блок з безліччю шестерень всередині, який впритул прилягає до двигуна і передає його енергію на колеса. Взаимодествие з МКПП відбувається за допомогою важеля перемикання передач і педалі зчеплення.
Історія «механіки»
Появі механічної коробки передач ми зобов'язані жінці. Так-так, ви не помилилися і цією жінкою була ніхто інша, як дружина Карла Бенца Берта Бенц. Саме вона, після завершення свого знаменитого «турне» на автомобілі «Motorwagen», висловила чоловікові своє невдоволення з приводу того, що тяги двигуна не вистачало, щоб подолати навіть невеликий пагорб. Це сталося 5 серпня 1888 року. Чи не наважившись сперечатися з жінкою, Карл Бенц в 1893 році випускає автомобіль «Benz Velo», на якому крутний момент від двигуна до коліс передавала 2-ступінчаста планетарна механічна коробка передач.
Берта Бенц - дружина Карла Бенца, перший автомобіль Бенца «Motorwagen» і знамените турне з Мангейма в Пфорцгейм і назад, яке вчинила Берта Бенц в 1888 році.
Далі ручна трансмісія або МТ (механічна трансмісія) еволюціонувала лише за рахунок збільшення кількості передач і процес цей був досить швидким. Перші двоступеневі коробки з задньою передачею ставилися ще на найперші серійні автомобілі марки Ford вже на самому початку 20 століття. Триступінчаті коробки також не змусили себе довго чекати і з'явилися вже в 1910 році. Вони застосовувалися на європейських автомобілях, а в наслідку і на американських. Триступінчасті МКПП мали велике поширення аж до початку 1960-х років.
Далі в світ виходять чотириступінчасті коробки, які, до речі, з'явилися дуже давно, але в силу того, що перші зразки були без синхронізаторів, вони не користувалися популярністю. Коли ж в 1960-х роках 4-ступінчаста коробка передач обзавелася синхронізаторами, тоді вона і отримала своє широке застосування. У США «четирехступка» ще довго використовувалися тільки на спортивних автомобілях, а в Європі відразу стали встановлюватися практично скрізь.
Перша 5-ступінчаста коробка з'явилася теж у 1960-х, але масове застосування вона отримала тільки через 20 років. У таких коробках було чотири основних передніх передачі, а п'ята, що підвищує була вбудована в саму коробку. До цього підвищує передача (вона ж «овердрайв») представляла з себе окремий агрегат.
У 1990-х з'являються шестиступінчасті МКПП. Вони теж мали чотири основні швидкості, але підвищують у них вже було дві. Ще через 10 років з'являється 7-ступінчаста «коробка», яка володіє п'ятьма базовими і двома підвищують передачами.
Механічні семиступінчасті коробки передач установлювалися на спортивні автомобілі Porsche 911 і Chevrolet Corvette Stingray, з метою більш ефективного використання крутного моменту потужного двигуна.
На цьому розвиток МКПП поки що закінчилося - конструкторська думка пішла в розвиток автоматичних коробок передач. На даний момент нащадками «механіки» є роботизовані коробки передач. Вони мають такий же пристрій і технічні характеристики, що й МТ, але перемикають швидкості і управляють зчепленням самостійно.
Пристрій
Механічна коробка передач являє собою набір валів з шестернями. Всі ці деталі розташовуються в одному корпусі. «Механіка» буває трехвальной і двохвальною.
Перший варіант встановлюється на автомобілях з класичною компоновкою - передньомоторну заднеприводная. Це наші улюблені «копійки» і «шістки». У такі МКПП входять первинний, вторинний і проміжний вали.
Малюнок механічної коробки передач, на якому видно, що конструкція "механіки" досить проста - набір шестерень, провідний і ведений вали, муфти перемикання.
Первинний вал (він же ведучий) забезпечує з'єднання коробки з маховиком двигуна через зчеплення. Вторинний (підпорядкований) з'єднується з карданним валом, а проміжний служить для передачі обертання від первинного валу до вторинного.
На первинному валу знаходиться провідна шестерня, яка приводить в рух проміжний вал, а на ньому, в свою чергу, розташований свій блок шестерень. Вони жорстко з'єднані з валом і, найчастіше, є з ним одним цілим. На вторинному валу розташовується набір ведених шестерень, які знаходяться в шліцах вала і переміщаються по ним. Також вони можуть обертатися в маточинах.
Трехвальние МКПП мають великі габарити і вага, ніж двухвальні, але в них може бути реалізована пряма передача крутного моменту від первинного вала відразу на вихідний. Також трехвальние МКПП мають можливість досягнення великих передавальних чисел і більш широким силовим діапазоном, ніж їх двовальний конкурент.
Трехвальние «коробки» в даний момент встановлюються на всі автомобілі з класичним компонуванням, а також на вантажівки і позашляховики.
На цій простій схемі вказані основні вузли трехвальной механічної коробки передач.
На більшості сучасних передньопривідних автомобілях встановлюються двухвальні МКПП. У них крутний момент передається від шестерень первинного вала на шестерні вторинного валу. Первинний вал, також як і у трехвальние МКПП, з'єднується з двигуном, а вторинний передає крутний момент на колеса. Розташовуються вали паралельно один одному.
Через відсутність проміжного вала такі коробки більше компакти і мають меншу вагу, але через велику кількість додаткових шестерень ККД у цього типу МКПП нижче. Перевага двохвальним МКПП полягає в можливості компоновочного об'єднання двигуна і трансмісії в єдиний силовий агрегат відносно невеликого розміру. Такі характеристики дозволяють використовувати цей тип МКПП в автомобілях із заднім мотором і переднім приводом, а також на важких мотоциклах.
Принцип перемикання передач
У МКПП між шестернями вторинного вала розташовуються муфти включення передач. Залежно від числа муфт коробки діляться на кілька типів - двоходові, триходові, чотирьохходові і так далі. Наприклад, триходові МКПП мають три муфти включення, кожна з яких може блокувати по дві шестерні на кожному валу. Звідси випливає, що у триходовий МКПП може бути 4 або 5 передач переднього ходу. Чотирьохходові можуть мати вже 6, 7 або 8 передач. Йдемо далі.
На шестернях вторинного вала є зубчасті вінці. Вони з'єднуються з задніми торцями ведучого вала, а у відповідь вінці знаходяться на муфтах включення. Коли ви перемикаєте швидкості, пересуваючи важіль перемикання передач, то за рахунок спеціального приводу через повзуни починають рухатися вилки перемикання передач, які і переміщують вищевказані муфти. В МКПП є спеціальний блокуючий механізм, який не допускає включення декількох передач відразу.
Коли включає муфта підходить до необхідної шестерні, їх вінці з'єднуються і муфта блокує шестерню передачі. Тоді вони починають спільне обертання, і таким чином крутний момент прямує до коліс.
Анімована схема перемикання 4-ступінчастої коробки передач. Перший шток включає першу і другу передачі, другий шток - третю і четверту, а третій шток для задньої передачі.
Щоб перемикання передач проходили без ударів і поштовхів, в МКПП передбачені синхронізатори. Вони вирівнюють швидкості обертання шестерні і муфти і не дають муфті зробити свою роботу, поки зазначені швидкості не зрівняються.
Управління «механікою»
Класичний спосіб перемикання передач в МКПП здійснюється за допомогою спеціального важеля. Він розташовується прямо на кришці коробки, або з'єднується з нею через подовжувач. Він-то і впливає на вилки перемикання передач, а управління самим важелем здійснюєте ви самі.
При такій схемі управління швидкості включаються найбільш чітко. Також ця схема відрізняється довгим терміном експлуатації, але вона має і недоліками. Класична схема управління МКПП сильно залежить від компонування автомобіля. У багатьох випадках важіль може бути винесено вперед або назад щодо водія, створюючи незручні умови для перемикання. До того ж, через те, що важіль має безпосередній контакт з коробкою, на нього передається вібрація від двигуна.
Друга схема управління МКПП - коли важіль розташовується на відстані від коробки і з'єднується з нею за допомогою тяг. Таке рішення дозволяє встановлювати важіль в зручному для водія місці незалежно від компонування автомобіля. До того ж, при такій схемі на важіль не передається вібрація. Але у таких коробок є свої особливості. По-перше, тяги з часом розбовтуються, внаслідок чого їх необхідно регулювати або навіть міняти, а по-друге спостерігається знижена чіткість перемикання передач.
Важіль перемикання передач і педаль зчеплення - обов'язкові атрибути для управління механічною коробкою. Якщо з педаллю зчеплення ще якось можна змиритися, то важіль перемикання завдає труднощів в управлінні автомобілем, особливо у новачків і жінок.
Дві вищезгадані схеми є основними. Але існують також і інші. Наприклад, перемикання за допомогою пневматичних або електромеханічних приводів. Такі схеми використовуються в основному на вантажівках, автобусах і сільськогосподарської техніки, тому ми не будемо їх детально розглядати. Також існує секвентального управління «механікою». У ньому швидкості перемикаються послідовно за допомогою важеля-качалки, джойстика або «пелюсток». Секвентального перемикання застосовується в основному на спортивних автомобілях і мотоциклах. На таких МКПП, як правило, зчеплення автоматизовано.
Переваги і недоліки
І наостанок, давайте розглянемо, в чому плюси і мінуси механічних коробок передач. Почнемо з приємного.
Вартість МКПП нижче, ніж у будь-яких інших коробок. Також дешевше їх ремонт і вартість обслуговування, та й потрібні вони рідше, ніж на автоматичних коробках. До того ж механічна коробка передач має довший термін служби і при експлуатації її важче зламати. В середньому в залежності від моделі механічна коробка «ходить» 200-300 тисяч кілометрів, що в деяких випадках можна порівняти з термін служби автомобіля. Особливості ж автоматичних коробок передач в тому, що вони мають купу всяких правил, які свідомо чи несвідомо автомобілісти часто порушують, скорочуючи тим самим термін служби коробки.
Механічна коробка передач збільшує динамічні якості автомобіля, оскільки має більш високий ККД і технічні характеристики, які сприятливо впливають на розгін автомобіля. До того ж, з огляду на скільки важить МКПП (25-30 кг), в порівнянні з «автоматами», вага яких як мінімум 50 кг, також веде до зниження загальної маси автомобіля.
До плюсів можна віднести також і великий набір технік водіння на "механіці". Водій має право сам визначати, як йому їхати. Особливо це актуально під час їзди по бездоріжжю або по слизькій дорозі.
Хороша МКПП і в «зламаних» ситуаціях. Якщо у вас «механіка», то ви зможете завести автомобіль «з штовхача», а також буксирувати його на будь-яку відстань і на будь-якій швидкості без шкоди для коробки, чого категорично не можна робити на «автоматі».
Такі особливості, як відсутність необхідності в окремій системі охолодження і низьку витрату палива, також характеризують «механіку», як більш вийгришний варіант.
Мабуть, єдиним недоліком механічної коробки передач є сам факт взаємодії з нею - водієві постійно потрібно перемикати швидкості, синхронно маніпулювати педалями газу і гальма і стежити за оборотами двигуна. Особливо це заважає в пробках і створює незручності для водіїв і для представниць прекрасної статі.
Хтось звикає до цієї необхідності, а хтось так і не може змиритися, але як би там не було механічні коробки передач поступово відживають свій вік і на думку експертів скоро настане час, коли нові автомобілі взагалі не будуть комплектуватися механічною трансмісією. Технічний прогрес невблаганний і чим швидше будуть совершенстоваться автоматичні коробки передач, тим швидше люди будуть відмовлятися від механічних, але фанати, для яких відчуття повного контролю над автомобілем ценее, ніж комфорт, будуть завжди.
На відео продемонстровано як зробити механічну коробку передач своїми руками ... з 116 деталей Lego. Мінус цієї коробки в тому, що ви не зможете на ній їздити, плюс - їй не потрібно трансмісійне масло.
