【今さら聞けない】クルマの理想的な重量配分とは？
前後50：50が理想形だがもっと重要なこともある
世に前後重量配分50：50をウリにしているスポーツカーは少なくない。たしかに運動性能、機動性の良さを考えると、前後の重量バランスは50：50がひとつの理想。
※マツダND型ロードスター
しかし、クルマの前端と後端が重くて、50：50で釣り合いが取れていたとしても、先端が重たいクルマは、慣性モーメントが大きくなるので、より大きなきっかけを与えないと曲がり出してくれないし、いったん曲がり出すと、今度はその曲がろうとする力＝ヨーモーメントがなかなか収束してくれない。
ミッドシップ車が、「運動性能が優れている」と言われているのは、重量配分が50：50に近いというより、エンジンをはじめ車体の重量物が車体中央の重心近くに集まっていて、末端を軽くすることができるから。
つまり、クルマの運動性能でいえば、前後の重量配分の良し悪しより、重量物が中心に集まっている方がはるかに重要ってこと。そして車体や部品は軽ければ軽いほど、慣性モーメントは小さくなるので、軽さは重量配分より圧倒的に優先度は上！
フロントヘビーのFF車でも、車体が軽ければ戦闘力は、他の駆動方式以上、という競技車は少なくなかった（例：２代目ホンダ・シティGA型）。さらに言えば、スポーツドライビングを重視すればするほど、停止状態の重量バランス＝静的重量バランスの意味合いは小さい。
F1をはじめレーシングカーはミッドシップが主流だが、静的重量バランスでいえば、前後35：65ぐらいでリアヘビーになっている。こうした重量配分だと、ブレーキング時の動的重量バランスが、ちょうど前後50：50ぐらいになるので、4つのタイヤのグリップ力を最大限使って減速できるので、制動力が高い。
また加速時は、リアヘビーの特性を生かして、トラクション性能が高く、コーナリング時は重量物が重心付近に集まっているので、運動性能が優れている……。
90年代のDTM（ドイツツーリングカー選手権）では、ベンツがFRのままライバルの４WD勢に対抗するために、車体中央に積んだバラストを、ブリ―キング時は前、加速時は後ろへ油圧で動かす、“ムービングバラスト”というとんでもないシステムを積んだレーシングカーが出現したが、レースのように最低重量規定がなければ、バラストを積むより軽量化した方が効率がいいはずだ。
というわけで、重量に関しては、
「軽量 ＞ マス（重量）の集中化 ＞ 前後重量バランス」
というプライオリティになっていると覚えておけば間違いない。だからといって前後重量バランスを軽視していいというわけではないので、やはりエンジンという最も重い部品を車体前方にマウントするFR車＋FRベースの4WDに関していえば、前後50：50がひとつの理想形であることは、揺るがないだろう。
（文:藤田竜太）
【今さら聞けない】クルマのディスクブレーキとドラムブレーキの違い
ドラムブレーキのメリットは価格以外はなくなってきた
動かなくても死にはしないけど、止らないと死んでしまうことは大いにありうる。それだけに、エンジン以上に重要なのが、じつはブレーキだったりする。もちろんしっとりとしたフィーリングなども、味付けの部分もクルマの個性を決める大切な部分だ。
ご存じのように、ブレーキには大きく分けて、ディスクブレーキとドラムブレーキの2つがある。ちなみに後者についてはカタログに「リーディングトレーリング」と書いてあることもあるが、現在ではドラムブレーキと同じモノだ。 構造的には見てわかるように、ディスクブレーキがローターをパッドで挟んで止めるのに対して、ドラムブレーキはシューを内側からドラムに対して押しつけて止める。つまりママチャリと同じと言っていい。
※ホンダN-BOX SLASHのドラムブレーキ
一般的に、ディスクブレーキは前輪に。ドラムブレーキは後輪に使われることが多い。その昔には4輪ともドラムブレーキというのもあったり、逆に最近では4輪すべてがディスクブレーキというクルマも増えてきた。
なぜこの2つのタイプが存在するのか? そのメリット&デメリットを整理して説明しよう。
まずディスクブレーキから。メリットは放熱性のよさ。ローターやパッド、キャリバーがむき出しになっているので、走行風で冷えやすい。冷えやすいということは、熱ダレもしにくく、ハードブレーキングの連続でも効きを維持しやすい。また水を被っても、すぐに乾くのもメリットだ。
一方のドラムブレーキは、この放熱がやはりネックだし、水が入るとしばらくは効かなくなってしまう。
メリットは価格の安さがあるのだが、じつはそれ以外の利点は、あまりなくなってきている。
昔であればセルフサーボ機能といって、シューがドラムの内側に巻き込まれて制動力が自然にアップするため、ディスクよりも効きがいいと言われていたが、技術の進化によって、ディスクブレーキの効きも大幅にアップしているので、ドラムのほうが優れるということはなくなった。
また、進化という点では、VSAなど、前後左右のブレーキをバラバラでかけて姿勢を安定させる機能が普及してきたことから、細かい制御に対応させるためには、ディスクブレーキでないとダメという時代にはなってきている。
（文：近藤暁史）
【今さら聞けない】クルマの5ナンバー・3ナンバーって何？
ボディサイズが大きいか排気量が大きいと3ナンバー
白いナンバー（登録車）の毎月の販売台数において5ナンバー車より多いことも珍しくないなど、現在では当たり前の存在になっている3ナンバー車。しかし3ナンバー車に対しては今でも「ネガな要素がありそう」という見方もあるだろう。そこで今回は3ナンバー車について深く考えてみよう。
●そもそも5ナンバー・3ナンバー車って何？
白いナンバープレートが付く登録車の乗用者は小型乗用車=5ナンバーと、普通乗用車=3ナンバーに分けられる。5ナンバー車には規格があり、それは 全長4700mm×全幅1700mm×全高2000mm、排気量2000cc以下 というもの。この要素を1つでも超えると3ナンバー車となる。ナンバーと書いてあるとおり、「品川」などの地名の後にくる1～3桁の数字の頭が「5」だと5ナンバー、「3」だと3ナンバーということになる。
なおトラックやハイエースのような１BOXバン、プロボックスのようなライトバンといった商用車の場合は5ナンバーの枠に入っていれば小型貨物車=4ナンバー、3ナンバー枠だと1ナンバー=普通貨物車と区分される。
続いては3ナンバーのデメリットについて考えてみよう
●3ナンバー車にデメリットとは？
まず金銭面。自動車税が主となるが、これは排気量によって区分されているので、今では当たり前になっている「全幅が1700mm以上なので3ナンバー」というクルマの場合、エンジンが2000cc以下なら（こういったクルマも最近非常に多い）、自動車税は小型車の範囲なので不公平感のある負担はない。
ちなみに昭和の頃は、排気量が2000ccでボディが大きいだけの3ナンバー車でも、自動車税が2000ccの5ナンバー車のおおよそ倍額であった。それが平成元年度に自動車税が排気量に応じたものに改正されて以降3ナンバー車に対する敷居は劇的に低くなった。
これも余談になるが、ノンターボエンジンで2500から3000ccが適正排気量の、昭和のクラウンやセドリック&グロリア、マークIIやローレルといった日本の高級車は、2000ccの6気筒エンジンにターボなど過給機を付けた、今でいうガラパゴス的なクルマが多数あった。
これはボディが5ナンバーサイズのため、自動車税を安くする目的で、排気量を2000ccまでに抑えつつ大排気量車に近い動力性能を確保するという目的だった。 そんなモデルも平成元年の自動車税改正以降は大排気量車に姿を変え、「自動車税が高い3ナンバー車は中古車市場で需要が少なく安いから、処分する時も安い」ということもなくなった。
なお、現在新車は買えないロータリーエンジン搭載車の自動車税は、実際の排気量×1.5倍で計算される。そのため実際の総排気量がおおよそ1300ccとなる2ローターのRX-7やRX-8の自動車税は2000cc相当、実際の排気量がおおよそ2000ccの3ローターを積んでいたユーノスコスモの自動車税は3000cc相当となる。
現在の3ナンバー車には、自動車税を含めた金銭面で納得できないような負担はなく、「3ナンバー車お断り」という駐車場もほぼなくなっている。そう考えると、3ナンバー車最大のデメリットとして考えられるのはボディサイズの大きさによる運転や取り回しのしにくさだろう。
しかし、あまりにもボディサイズが大きいクルマは別にするとしても、取り回しのしやすい、しにくいには視界を含めた車両感覚のつかみやすさ、ミラーtoミラーと呼ばれるドアミラーの幅まで含んだ実質的な全幅、タイヤの切れ角（タイヤの切れ角は全幅の広い3ナンバー車の方が大きいケースもある）といった要素も大きく関連する。 つまり、大雑把に言って全長が小型車枠の4700mm以下、全幅が1800mm以下のクルマであれば3ナンバーでも取り回しがしにくいとも限らない。クルマによって異なる、といえる。
とはいっても、クルマが大きくなったからといって道幅が広くなっていない日本の道路環境や、駐車場に代表されるインフラが5ナンバー車を基本に作られている点を考えると、日本ではやはり5ナンバー車のほうが、気遣いを強いられず乗れるというのも事実ではある。
海外販売も考えなければならないなどいろいろな事情があるのもわかるが、日本の自動車メーカーには、5ナンバー車の良さにも目を向けてもらい、ボディサイズの拡大は慎重に考えて欲しいところだ。
（文：永田恵一）
【今さら聞けない】ターボって何ですか？
排気量以上に空気を押し込んでエンジンパワーを出す装置
最近輸入車を中心に、一時期はランエボやインプレッサWRXといったモータースポーツベース車以外絶滅状態に近かったターボ車が日本車でも増えつつある。かつては「パワーはあるけど、乗りにくくて燃費が悪い」と言われた時代もあったターボ車がなぜ復権しているのかを、「そもそもターボとは」というところから掘り下げてみよう。
●そもそもターボって何？
ターボとは排気ガスの流れを使ってエンジンに空気を過給（押し込む）機構で、同じ排気量なら過給することでよりパワーが得られる、小さな排気量で大きな排気量並のパワーが出るというもの。機構を簡単に書くとターボ（ターボチャージャー）には排気側、吸気側に羽車が付いており、排気ガスが出ることで排気側の羽車が回ると吸気側の羽車も回り過給が行われ、ベースのNAエンジンより大きなパワーを得られる。
NAエンジンとは自然吸気（ノーマル・アスピレーションもしくはナチュラル・アスピレーション）エンジンのことで、こちらはごく簡単に言えば吸気した空気をそのまま燃やし排気するので、排気量とエンジン回転数相応のパワーしか出ない。
ターボと並ぶ過給機としてはスーパーチャージャーがあり、スーパーチャージャーはエンジンの力を過給することがターボとの違いで、後述するターボの弱点だったレスポンスに優れることがメリットになっている。
続いては1度消えかけたターボが最近増加してきた理由について
●なぜターボは廃れたのに、最近増えているのか？
日本車初のターボ車は79年登場の430型セドリック&グロリアの2ℓ直6である。年号が昭和だった時代は、「排気量が2000cc以上になるのを含め、3ナンバー車は自動車税が5ナンバーの倍掛かる」という特殊な事情があった。
そのため小さな排気量で大きな排気量並の動力性能を得られるターボ車、430型セドリック&グロリアでは2ℓターボと2.8ℓNAのエンジンスペックは非常に近く、「5ナンバーで3ナンバーの大排気量車並みの動力性能を得られる」2ℓターボは大きな存在意義があった。
そしてターボ車は3ナンバー車の自動車税の高さ(年号が平成になると改正されるが)、日本の自動車業界自体が上り坂でスポーツモデル≒ハイパワー車の需要の拡大、昔は燃費がそれほど重要視されなかったといった時代背景もあり90年代初めを頂点に増え続けた。
ちなみに430型セドリック&グロリアターボが登場した当時は排ガス規制の強化やオイルショックといった背景もあり、パワーのあるターボ車の認可(自動車メーカーが販売するための許可)を渋る運輸省に対する日産の主張は「ターボ車は排気ガスの流れを再利用し、小さな排気量で大排気量車並みのパワーが出るので低燃費につながる」というものだった。ターボ車の歴史を振り返ると現在であればかなり的を射ているが、過程を考えると微妙に感じるところもある。
その微妙なところがターボ車の弱点やデメリットで、時代が2000年代になると大パワーを必要するスポーツモデルの激減や、パワーよりも燃費を重視される時代になったことなどで必要性が薄れ、排気量が660ccと限られている軽乗用車を除くと、ターボ車はめっきり減ってしまった。
次はターボのデメリットについて
●具体的なターボ車のデメリットは次の2点
(1)燃費の悪さ 大人しい巡航であればそれほどNA車と変わらないものの、ターボ車は排気ガスの排出が大きくなるまでターボチャージャーが回らない＝パワーが出ないという、ターボラグと呼ばれる弱点があった。そのため特にATとの組み合わせだとドライバリティ(運転のしやすさ)が悪く、常用域でアクセル開度が増えがちになったり、ターボラグによるレスポンスの悪さで運転がしにくかったりと結果的に燃費が悪いケースが多かった。
※ターボラグに関してはターボチャージャーのサイズを適正なものにすることや、ターボチャージャーの材質を鉄から重量の軽く回りやすいセラミックやチタンなどに変更、排ガスと吸気の流れをスムースなものにするなどし、かなり改善されてはいた。
また日本ではあまりない使用パターンであるが、高回転域を使い続ける高負荷時には、ハイパワーなターボ車は発熱量も多く、エンジン内部を冷やすためガソリンを多く吹く必要があることも、燃費の悪さの1つと言える。
(2)コストの高さ これは当然のことであるが、ターボ車はNA車に対しターボチャージャーや効率を上げるため吸気を冷やすインタークーラー、ターボチャージャーやインタークーラーに付帯する配管など、特にターボチャージャーやインタークーラーは高い精度が必要な部品であることもあり、自ずとコストは高い。そのため自動車税が納得のいく段階的なものになったこともあり、ハイパワー化の手段として同系統であれば排気量を上げても基本的にコストは変わらないNAエンジンに移行が進んだ時期もあった。
次はそんなターボが最近になって燃費のいいエコエンジンとして注目されるようになったワケ
●ターボ車復活の理由を、きっかけを作ったフォルクスワーゲン車を例に考える
(1)直噴エンジンが一般的なものとなった 空気と燃料が混ざったものを燃焼室に噴射する通常のポート噴射に対し、燃料を直接燃焼室に噴射する直噴エンジンはより正確な燃料噴射を行うのに加え、高圧縮化や直接燃料を吹くことで燃焼室の温度が下げやすいといったメリットにより、ターボとの相性がよく、ターボの弱点をカバーしやすくなった。
(2)ドライバリティの向上 前述したターボラグがターボチャージャーの進化や直噴化で減少したのに加え、VWで言えばツインクラッチATのDSG、他社でも変速スピードの早いレスポンスに優れた6速以上の多段ATの登場により、ターボラグが非常に少ないNAエンジンのように運転できるターボ車が増えた。
(3)同じパワーを得るのにターボを使えばエンジンを小さくできる (1)、(2)によりターボ車の弱点が補えるようになれば「小さな排気量で大きなパワーを得られる」という本来のメリットが生き、最近よく聞くダウンサイジングターボというコンセプトに発展する。
ダウンサイジングターボの分かりやすい例を挙げると、ジャガーの2ℓ直4ターボは3ℓV6NAの代替である。3ℓV6NAが2ℓ直4ターボになればエンジン重量は大幅に軽くなり、軽さという要素も燃費向上につながる。
これは1.2ℓ3気筒エンジンにスーパーチャージャーを加え1.5ℓNAの代替としている日産ノートにも当てはまる。
また気筒数は同じでも排気量を小さくすれば、1.5ℓ直4ターボを2ℓ直4NAの代替としているホンダステップワゴンのように、同じ4気筒でもエンジン本体はフィットなどに搭載される1.5ℓまでをカバーするものなので、2ℓまでをカバーするものより軽量で済む。また同じ直4でも1.5ℓであれば2ℓよりサイズも小さいので、大きなエンジンの搭載を考慮しなければエンジンルームも小型化できその分室内を広くできるというメリットも生まれる。
(4)ターボ化のコストが下がっている 前述した通りターボ車はコスト高であるが、ターボ車の急激な増加による量産効果でターボ化に必要なパーツのコストは下がりつつある。また前述したジャガーや日産ノートのようにターボ化のより気筒数が減れば、気筒数が減った分でターボ化によるコストを相殺か、ターボ化の方が安く済むというケースもある。
こういったターボ車の進化とダウンサイジングターボのメリットにより今では輸入車を中心に、ドイツ車では当たり前、あの排気量至上主義のアメリカ車でさえターボ車は増加中だ。むしろ日本車は交通環境も含め燃費向上の飛び道具としてハイブリッドが強いこともあり、ダウンサイジングターボでは輸入車に対し遅れ気味で、ここ2年程度でようやく増えつつあるのが現状だ。
ただし燃費というのはエンジン、トランスミッションといったパワートレーン系だけでなく、車重、空気抵抗など様々な要因が絡み合うものだけに、ダウンサイジングターボだからといって今までよりも劇的に燃費がいいものは少ないというのが実情でもある。そのあたりは自動車メディアの情報などから自分に合ったものを選んでほしい。 （文：永田恵一）
いまだに廃れない技術って段階で生き残っている理由があるんですよ
Posted at 2016/06/27 21:15:05 | |
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