フレンディのタイヤサイズと四輪駆動(4WD)(考察)

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フレンディの四輪駆動(4WD)の仕組み

 

 自動車の四輪駆動(4WD)は、大きく分けると「パートタイム」方式と「フルタイム」方式がある。パートタイム方式は、通常二輪駆動で走行し、必要な場合に運転席のレバー操作で四輪駆動(4WD)に切り替えるもの。それに対しフルタイム方式は、常時四輪駆動(4WD)となる。フレンディはビスカスカップリングを用いた「フルタイム」方式を採用。なお、後輪駆動がベースとなっている。

 右に示した図が、フレンディの四輪駆動(4WD)の概略。簡略化して描いているので、当然細部は異なる(プロペラシャフトにユニバーサルジョイントが入ってなかったり・・)。

 青のエンジンで発生した力は、緑のトランスミッションで減速(あるいは増速)され、プロペラシャフトとデフギアを介してそのまま後輪の駆動力となる。前輪の方は、トランスミッションの後のトランスファ(黄色)を経由し、赤のビスカスカップリングを介して動力が伝達されてくる。簡単に説明するとこのような感じ。

 ここで、ビスカスカップリングというものは、前輪と後輪の調和をはかるために入れてあるともいえる。自動車が直進する場合には、前輪と後輪の回転速度に差はないが、カーブを曲がる際には、内輪差というものが生じる(普通の乗用車だったら、前輪よりも後輪の方がより内側を通るというやつ)。つまり、前輪よりも後輪の方が、ゆっくり回らないといけないといった事態が発生する(滑りやすい路面状態では、この限りではない)。もしも、ビスカスカップリングが入っておらず、1本のシャフトだけでつながっていれば、シャフトがねじれたり、タイヤが滑ったりして前輪と後輪の調和をとらなければならない(現実にはタイヤをひきずるケースが多い)。そうなると、車体(タイヤ)が傷むし、無駄な力が必要となるので、燃費も悪化する。前後の調和を取るためにビスカスカップリングの他に、「センターデフ」を入れるという手もあるが、LSD機構がないと、1輪のみが空転して前に進めなくなってしまうといった事態が生じる。

 次に、ビスカスカップリングについて説明する。これは前輪に動力を伝達したり、時には回転差を吸収しなければならないものだ。この部分がスカスカであれば、回転差の吸収には都合がいいが、動力(トルク)の伝達ができない。また、あまりにがっちりとしたものであれば、動力の伝達には都合が良いが、先ほど説明した前後の回転差の吸収ができなくなってしまう。イメージ的には、軸のついた円盤同士の間を、ベタベタのマーガリンで満たしたような感じ。舗装道路を普通にまっすぐ走る場合には、片側の円盤はトランスファ(後輪側)からの動力で回され、もう一方の円盤は、前輪の回転によって回される。前輪と後輪の回転速度が同じときはマーガリンに力は加わらず(トルクの伝達はない)、雪道などで後輪が空転した時には、マーガリンを介して前輪に力を伝え、時には、マーガリンがじわっと滑って、力を逃がすことができるといった感じ。まあ、必要な時に動力を伝達し、かつ、コーナリングで生じる程度の前後の回転差を吸収できるような都合のいい機械だ。

実際の構造としては、硬いオイル(シリコンオイル)の中に、円盤同士を向かい合わせて複数並べている。シリコンオイルは、せん断抵抗(かき切られるような力に対する抵抗)が大きい。マーガリンの例と重複するが、前輪と後輪との回転差がなければ、シリコンオイルにせん断力が発生しない(力を伝えない:ほぼ二輪駆動状態)が、後輪ホイルスピンするなどし、回転差が拡大するにつれて前輪へ伝わる力が大きくなっていく(四輪駆動(4WD)状態)。

 

 

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