４ＷＤについて

匿名さん

４ＷＤについて。
冬道の安全運転などの教本などに、４ＷＤ車は発進時スリップが少ないので滑らないと勘違いして危険だ、と言った事が書かれています。
これはまあその通りかなと思いますが、４ＷＤは車重が重いので制動距離が長くなる的な事も書かれています。
４ＷＤは制動距離が長いですか？ 車重が増すと制動距離が長くなりますか？ 重いと運動エネルギーは大きくなりますが、摩擦が強くなるのでは？ 摩擦と慣性どちらの影響が大きいですか？ 重いと止まらないなら、荷物を積んだトラックは恐ろしく制動距離が長くなりそうですし、逆に軽四など軽い車はメッチャ制動距離が短いのですかね？ クロカン四駆など重めの車とセカンドカーに軽四を使用されてる方、どうか回答お願い致します。

しっかりとご説明いたします。
読み終わる頃には疑問が解決していると思います(希望)。
全ての四駆に共通しているのは、四輪にエンジンのトルクが分散されることです。
これによりタイヤ1輪当たりの負担が半減され、理論上2倍のトラクション性能が得られます。
一方、車両重量が増えるので、同車種での4WDと2WDでは4WDの方がブレーキは不利になります。
但し、それはフットブレーキに関してです。
四輪エンジンブレーキが使える場合は4WDの長所が生かせます。
四駆といってもエンジンブレーキでは四駆にならないものもあるのでややこしいのです。
■ 重量と走破性 走破性は、車両重量が重たい方がいいのか？ 軽い方がいいのか？ どちらの意見もあります。
基本的に重量が重たい方が有利なのは、物理的に以下の2条件のときのみです。
・川を渡るとき ・平坦～斜度の緩い登り坂の発進 川は水流があるので重たい方が流されにくいです。
なので、川を渡るならばランクル等の最低地上高があり重たいの方が安心です。
また、雪道等の滑りやすい路面では、タイヤの1平方センチメートル当たりの圧力が高い方がグリップします。
斜度のない道では垂直方向に重力が働きますので、重たい方が発進時のトラクションが掛かります。
しかし、斜度が増すに連れて車体の重量は路面にタイヤを押し付けるよりも、坂道を下るエネルギーに強く作用するようになり、坂を登れなくなります。
それだけではありません。
重量があると曲がりにくく止まりにくい。
つまりコーナーでは膨らみやすく、制動距離が伸びるということです。
従って、凍った道を速く安全に走るには、重量が軽い方が有利というわけです。
■ 最低地上高と重心 オフロードカーは最低地上高があります。
悪路でも底が擦りにくく、砂漠や深雪にも有利です。
この点、クロカン等はセダン等に比べて有利ですね。
しかし、それと引き換えに重心が高くなってしまいます。
重心が高いとコーナーリング性能が著しく低下し、制動性能も坂道の発進停止性能も悪化します。
クロカンやSUVのオンロード性能が悪いのは、この重心の高さによる影響が大きいです。
路面が滑りやすくなるともっとその差が顕著に表れます。
さらに既述の重量も加味すると、ランクルやパジェロ等はアイスバーンでは曲がらず止まらないクルマということことがわかると思います。
よく雪道の下り坂でガードレールに突っ込んでいるクロカンが多いのは、それが理由です。
特に雪道の下りカーブなどはFFセダンより弱いのです。
クロカンに乗っているドライバーが、自分のクルマが雪道に強いと信じていることも破綻の一因です。
重心の高さではジムニーも同じですが、重量が軽い分、ランクルと比較するとかなり有利といえます。
一方、重心の低い四駆のスバルインプレッサ等と比較したら、アイスバーンでの運動性能はお話にならないということです。
■ タイヤの大きさと車体の大きさ オフロードカーは車輪が大きいです。
その方が最低地上高が稼げるだけでなく、凸凹に車輪がハマりにくいからです。
この点、車輪が小さいインプレッサ等は不利です。
また、狭い林道等に入り込んでいく場合、ボディはできるだけ小さい方がいい。
その点では小型のジムニー等が有利となります。
四駆についてはこれだけでは白黒つかないんです。
次に、肝心な四駆システムについても触れておきます。
4WDは大きく分けて「パートタイム式4WD」「フルタイム4WD」「スタンバイ式4WD」「モーター式4WD」の4種類に分けられます。
■ パートタイム式4WD パートタイム4WDは、通常は2WDで走行し、悪路を走る緊急のときのみ、手動で4WDに切り替える仕組みです。
4WDに切り替えると前後輪は直結になります。
この直結につなぐ装置を「トランスファー」といいます。
直結四駆にすると、直進走行は問題ないのですが、アスファルト上でステアリングを大きく切ると、前輪よりも後輪の方が回転数が低いために、前後輪がケンカをしてクルマが動かなくなります。
この「タイトコーナーブレーキング現象」は、パートタイム式4WD固有のもので、それがゆえ通常は2WDでしか走れません。
かつてのジープ系のクロカンはみなこのパートタイム式4WDでしたが、使い勝手の悪さからもはや過去の存在となりました。
日本ではジムニーや軽貨物車両程度しか採用車種はありません。
少し前に復刻したランクル70もパートタイム式4WDでしたね。
直結四駆にすると、滑りやすい路面のコーナーでも膨らみやすくなり、いつものつもりでハンドル切ったら木に激突したり、崖から落ちたりというアクシデントが起こりやすく、そうした素性を理解した玄人向けです。
それもパートタイム式四駆を絶滅に追い込んでいる一因です。
■ フルタイム4WD フルタイム4WDはその名の通り常時4WDで走行しますが、パートタイム式の欠点である「タイトコーナーブレーキング現象」の発生を防ぐために「センターデフ」（またはそれに類する装置）を用いています。
エンジンの出力は一度このセンターデフが受けて、そこから前後輪に配分されます。
フルタイム4WDは本格的な4WDなので文句ないのですが、コスト増や重量増の問題で採用できないメーカーが増えています。
国産でフルタイム4WDというのも以下のように限られた存在となっています・・・ ・スバルオリジナル四駆全車 ・三菱ランサーエボリューション ・レクサスLS 600h ・クラウン4WD ・マークX4WD ・ランドクルーザー系 ・エスクード(旧型) ・ハイエース4WD 等 上記では、ランサーエボリューションを除いては全てエンジン縦置となっています。
現在、4WDのバッジをつけたクルマの多くは、より軽量安価な「スタンバイ式4WD」となっています。
現在でこれが増殖中です。
■ スタンバイ式4WD 現在販売されている4WD車のほとんどが、この簡素なスタンバイ式4WDです。
例えばFFベースのスタンバイ式4WDの場合、エンジンの出力は前輪が受け止めます。
勿論、後輪までプロペラシャフトが伸びているのですが、通常の直進走行ではほぼ前輪駆動で走ります。
この前後輪をつなぐプロペラシャフトの間に油圧式カップリングが挟み込まれていますが、そこに「ビスカスカップリング」や「ロータリーブレードカップリング」を使用しているスタンバイ式4WDが数多く存在しました。
ビスカスカップリングは入口と出口で回転差が発生すると内部の油圧が高まり直結に近づけようと頑張ります。
これにより、前輪が空転などすると装置内の油圧が高まり後輪にも駆動力が伝わりはじめるというわけです。
滑らないための四駆なのに、滑ってからでないと四駆にならないので「なんちゃって四駆」とも呼ばれますが、これでもアイスバーンの坂道発進や積もった駐車場からの脱出では頼りになります。
四駆としての性能はミニマムなのですが、なんといっても軽量安価に4WD化できるため、現在世の中の四駆の主流になりつつあります。
しかし、これらの四駆はエンジンブレーキでは四駆にならなかったりします。
そんなこともあり、最近は機械式のビスカスカップリングではなく、電子制御カップリングを利用したものが多いです。
これに電子デバイスを組み合わせた統合制御により、かなり高性能な四駆になってきています。
こうしたセンターデフを持たないスタンバイ式四駆は益々増えていくだろうと思います。
＜呼び名に注意＞ ワゴンRやハスラーや新型エスクードの四駆は、スタンバイ式4WDであるにもかかわらず、カタログに「フルタイム4WD」と背伸びした記載をしています。
本当にフルタイム4WDだと思って買ってしまった人もいるようです。
注意が必要ですね。
■ モーター式4WD トヨタのエスティマやレクサスRXや新型プリウス、日産のe-4WD、ホンダのアコードSH-AWD等がこれにあたります。
まだ発展途上ですが、モーターは電子デバイスとの相性が良いため、かなり細かな制御ができます。
日産のe-4WDは簡素なものですが、ホンダのシステムはモーターによるトルクベクタリングなど、強制的に車両を旋回させる機能にも積極活用しています。
今後、こうしたモーター式が主流になる可能性があります。
これら重量や最低地上高や重心や四駆システムの組合わせで得て不得手な要素が決まります。
長くなり失礼いたしました。
ご不明な点がございましたら追加でご質問ください。