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FFとFR、加速性能の違い

最近は、車の研究も進んで、高性能化しているので、FFとFRの違いで、車の運動性能が大きく違うという事はなくなってきました。
差は少なくなってはいますが、”0”ではありません。
やはり、FFとFRは、運動性能は違います。
車選びには、この辺りの知識も役に立つので、知っていた方が良いでしょう。

エンジンの位置と駆動輪の関係

駆動輪は、エンジンの力を地面に直接伝えているタイヤです。
タイヤが地面に伝えている力をトラクションと言います。
トラクションはタイヤと地面の摩擦力と言ってもいいでしょう。

エンジンの力を効率良く地面に伝えるには、当然トラクションが大きい方が有利です。
同じタイヤならば、タイヤを”より強く”地面に押し付ける方がトラクションが大きくなります。
F1マシンなどのウィングは、風の力で、車体を地面に押し付けるために付いているのです。

ここで重要なのが、車のパーツの中で一番重いのがエンジンだという事です。
要するに、エンジンの重さを利用して、タイヤのトラクションを稼ぐのです。

という具合に考えると、駆動輪の真上にエンジンがあった方が良さそうですね。
そう、正しくFFレイアウトは、駆動輪の真上にエンジンがセットされているのです。
そういう意味では非常に効率的なレイアウトと言えるのです。

但し、”止まっている時及び、低速の時”と”平地の時”という条件付きですが・・・ (*^o^*)

自動車は動く車ですから、いろいろな場所で動いている事を想定しなければいけません。
続いて、その辺りの説明をしましょう。

スタート直後はFF有利・・・だけど。

それでは、エンジンの位置と、加速するためのタイヤ(駆動輪)との関係を見てみましょう。
車の中で最も重たいエンジンはで示すように前の方に付いています。
停車中の図を上に示しています。
一見して判るように、前輪の真上にエンジンが載っていますから、エンジンの重さは、
ほとんど前輪にかかっていると言って良いでしょう。

しかし、車は”動く物”です。
停止中の状態だけで、全てを語れません。

FFレイアウト フロント・エンジンの場合は、エンジンの重さは、ほとんど前輪にかかってます。

タイヤは強く地面に押し付けられていた方がスリップしにくい(トラクションが大きい)ので、
エンジン直下に駆動輪があるFFレイアウトの方が停車中は有利です。

アクセルを踏んだ”その瞬間”はFFに軍配があがります。
ところが、タイヤにエンジンの力が加わり、車が加速を始めた瞬間、状況は変ります。

タイヤは前に行こうとしますが、エンジンをはじめ、
車体全体は、後方に置いていかれようとします。

そのため、車全体及び、車に乗っているもの全ての重さが後ろに移ってしまうのです。
結果、車の後方がグッと下がり、
エンジンの重さ以上の力で、後輪を押さえつけることになります。

逆に、前輪は、車の前方が浮き上がってしまうので、
トラクションが極端に失われてしまいます。

加速力はFRが上

以上の説明で判るように、総合的に考えると、FRレイアウトの方が加速力は上です。
最近の車は性能が向上しているので、通常の走行では、ほとんど問題になりませんが、
以下のような時に、FFではスリップしやすくなります。

特に雪道や凍結した道路は、FFとFRの挙動の違いは大きくなります。
雪道での特性も詳しく説明していますので、ぜひご覧下さい

冬の準備、チェーン&スタッドレス編

久しぶりに登場したトヨタのFRスポーツ
トヨタ86

ミッドシップ・レイアウト

特殊な例ですが、イタリアン・スーパーカーなどに採用されているミッドシップ・レイアウトを紹介しましょう。
ミッドシップは、”真ん中に配置する”という意味ですが、実際は、前輪と後輪の間という事になっていて、
下の図のように、後輪の真上から、やや中央寄りになっています。
フェラーリやランボルギーニなどのスーパーカーは、ほとんどこのレイアウトです。


何百馬力もあるエンジンの力を受け止めるには、タイヤの性能を上げるだけでは
不十分です。
十分なトラクションを得るためには、やはり
駆動輪の上にエンジンがあった方が有利です。
そのため、駆動輪である後輪の上にエンジンを配置する”ミッドシップ”は、
加速力が最高だと言えます。

加速でスリップしにくいミッドシップですが、スーパーカー以外には採用されていません。
理由はいろいろあるのですが、一番は、エンジンを真ん中に持ってくると、居住空間に影響がでてきます。
要するに車内が狭くなるのです。
したがって、前述のフェラーリも、ランボルギーニも、ミッドシップは、ほとんど2人乗りになっています。

もう一つの問題は、加速中、車重がほとんど後方に行ってしまうため、前輪が浮き気味になり、ハンドルが効きにくくなります。
されに後ほど振れる、カーブでの挙動(コーナリング性能)も独特で、荒い運転をすると、すぐにスピンしてしまいます。
要するに、運転が難しいのです。

以上のような理由で、よほどの理由が無い限りは、ミッドシップ・レイアウトは採用される事はなく、よって一般的ではないと言えます。

国産車では、ホンダのNSXが有名ですが、過去には、トヨタのMR2やMR-Sなど、リーズナブルな車もありました。
しかし、MR2が一般的になるに伴い、事故が飛躍的に増えて行ったのは、記憶に新しいところです。

とくに後期のMR2は、エンジンが大きくなったおかげで、素人が扱うには、相当に難しい車で、事故率の高さで有名になりました。
当のトヨタも、これには慌てて、急遽足回りを見直したという歴史があります。

この事からも判るように、ミッドシップは、スペシャルな車で、そのスペシャルな車を乗りこなすには、これまたスペシャルな運転技術が必要なのです。

4WDの特徴

スペシャルなレイアウトには、さらに4WDがあります。
筆者の愛車、レガシィも4WDですから、これも紹介しましょう。


今までに紹介した、どのレイアウトよりも複雑なのが4WDです。

4輪全てが駆動輪ですから、FFとFRの組み合わせと考えればよいでしょう。

4WDは、FRと同様にエンジンの力を後方に伝えるプロペラ・シャフトがあります。

さらに、ハンドルを切った時の前輪と後輪の回転の差を解消するためのセンター・ディファレンシャル・ギアが必要です。

FF、FRにも付いている、左右の回転数差を解消するディファレンシャル・ギアも前後に必要ですから、合計3つのディファレンシャル・ギアが必要になっているのです。

4WDが、いかに複雑なシステムなのかが、これで判ると思います。

圧倒的なトラクション

とにかく、4輪全部を使って加速をするのですから、トラクションの大きさは絶大です。
したがって加速でスリップなんてのは、簡単には発生しません。
加速に有利なレイアウトと言って良いでしょう。

でも、重いんだよね。(´・ω・|||)

トラクションが大きいからスポーツ・カーとして理想的か?と言うと、これが難しい。
一番大きな理由は、システムが複雑なので、車両重量が重いのが欠点です。
重ければその分加速も鈍くなりますし、コーナリング性能も下がります。
さらに、どうしても燃費が悪くなってしまいます。

高級スポーツ・カーには採用されている。

4WDと言えば、強力なトラクションを十分生かせる、ラリーやダートラなどの、未舗装の道路や、雪道でのドライブなど、特殊なケースでしか、威力を発揮しないイメージがあります。
それでも、欠点を補って余りあるのが、最近の技術。
例えば、日産のGT−Rなどはオン・ロードを想定しているのに、4WDを採用しています。
レガシィもそうです。

これは、複雑なシステムでも技術の進歩により、小さく、軽いものになってきたからです。
まだまだ一般的ではありませんが、今後人気が出てくる可能性もあります。

カーブでの挙動(コーナリング性能)

ココまではエンジン・レイアウトによる加速性の違いを見てきましたが、性能の差はこれだけではありません。
続いては、カーブでの挙動(コーナリング性能)を紹介しましょう

コーナリング特性のページに続く


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