重心と駆動方式について考える

今回は運転に最も（？）関係が深い「重心」と一部の人には大いに関係のある「駆動方式」について書いていきます。
かなり端折っている上、図もありませんのであしからず。
あと、駆動方式の違いについては駆動力のみの記述とします。





加速、減速、コーナリング…これら全ての動作の中で重心は（多分）絶えず移動しています。
遠心力、慣性力、向心力。おそらくこの３つの要素が影響し合っていると思います。
（激しく専門外のため、間違っていたら申し訳ありません）

水が入ったボウルを傾けると、水は傾けた方向に移動するのはもちろんご存知の通りです。

次にそのボウルをスライドさせてみると、水はどのような動きをするのでしょう？
実際にボウルをスライドさせてみると水は一瞬その場に留まろうとします。
しかしその瞬間にボウルは動いているので、水は動いてなくともボウルの中央から移動していると考えられます。
このことから、

ボウル＝車体
水＝重心

と考えると、加減速やコーナリングをすると車の中で重心が移動すると考えられます。



さて、前置きが長くなりましたがここからが本題。
駆動方式の違いを重心の観点から考えてみます。

過重はトラクションをかけるために必要なものだと思います。
そしてその過重は乱暴に言うと、上から押さえつける力であると私は考えています。
駆動力を路面に伝える役割を持つタイヤは上から押さえつけることによってその性能を引き出しています。
ということは、その力が強ければ強いほど、トラクションがかかると言えるのではないのでしょうか？

では、車を構成するパーツの中で一番重いのは何だと思いますか？
私は車の部品で一番重いのはエンジンだと思います。
この仮定が正しいとすると、エンジンの搭載位置によって最初から重心の位置は異なっていると言えるのではないでしょうか。

次に、アクセルを踏み込むと後輪側が沈み込む感じがしますよね？
アクセルを踏むと後輪側が沈み込むのは物体をその場に留めようとしている力に対して前に進む力が加わるため、斜め下方向へと力の向きが変化しているためだと思います。
そしてこの沈み込む感覚は、エンジン位置を起点として発生しているように感じます。

これらのことから、車重やタイヤサイズなどの条件が全て同じだと仮定した場合、


・FRの重心の位置は、駆動輪（リア）と重心位置のフロント側と離れているため駆動力の効率が悪いかも？スピードが上がるほど安定しそう

・MRはFRに比べて重心の位置は後ろ寄り。駆動輪がリアのためトラクションがよさそう

・FFは駆動輪がエンジンよりフロントにあるためFRに比べてトラクションがかかる？しかしパワーを上げると前輪の荷重が抜けそう

・AWDはFFに比べ、１つのタイヤにかかる駆動力が少ない。出力を与えられるタイヤの面積が２駆の倍

・RRはリアにエンジンがあり、リアが駆動輪となっている。FFとは逆のようだが、最大の違いは力の逃げていく方向に駆動輪があるということ。
発進時に駆動輪に荷重が乗り切っているので、一発目のトラクションは全駆動方式の中で最高レベル？


といったトラクション特性があるのではないかと思っています。
あくまで予想ですので、実際はどうかはわかりません。

とはいえ、実際に運転している時は重心の位置だけでなく、車体にかかる慣性力や重い物を乗せるといった外的要因での荷重は常に変化しているでしょうから一概には言えないと思います……




～おまけ～

久々に、あるマンガを見ていて思ったことがあります。
テーマは「なぜRRポルシェはAWD化したのか？」
今更ですが、少し考えてみましょう。

このマンガの中ではポルシェがAWDになった理由として、要約すると、

「RRではフロントリフトが起こるので、AWDにしてトラクションを４輪に分配し前輪の設置感が消えないようにAWDにした。だからAWD化は正しい。」

とあります。
異論反論等あれど、私はこの理由に対しては「正解ではあるだろうけど、答えの性質が違うのでは」と考えてしまいます。

というのも、私にとってこの作者はポルシェのAWD化に対して「進化している」と述べているように感じるからです。

確かに前輪のトラクション確保と空力が進化しているのでしょう。

ダウンフォースを無視した場合、RRは重いリア側が加速時に沈むと、逆にフロントが持ち上がります。全駆動方式中最も重心の位置がリア寄りなので、そのリフト具合は最も大きいと考えられます。
加えて、前輪は動いているだけなので前輪に荷重なんてロクにかかるわけがありません。

そこで、フロント側にデフなどの重い物を組み込むことで「前のよりいくらかはマシな状態」にさせようとしたのではないかと私は思います。

そしてこの恩恵は直進安定性のみならず、コーナリング時にもしっかりトラクションをかけることを可能にしているのではないかと考えます。

このマンガの作者はポルシェのAWD化を「進化」と捉えているかもしれません。
その反面、一部のマニアは「退化」と捉えるかもしれません。
しかし私はあくまでこれは上記の理由から「RRが持っているデメリットの対策法」としてAWD化を進めているのではと考えています。

私はRRポルシェに乗ったことすらありませんので、RRポルシェ独特の乗り味や楽しさというものはわかりません。

ですがポルシェが数少ないRRを今も出しているメーカーであることから、RRポルシェには独特の楽しさがあり、ユーザーもそれを欲しているのでしょう。

それに、車は走行性能だけで良し悪しが決まるわけではないと思いますし、そう思いたいです。

長くなりましたが今回はこれでおしまいです。