2WDに比べ4WDの方が雪道に優れている理由を素人でも分かりやすく教えて頂きたいです。

Question

補足

雪道の他に、スタックしてしまいそうな砂道や泥道でも同じ事が言えますか？

Answer 1

すでにご存じの内容ばかりでしたらすみません。最後までお付き合いいただけましたら幸いです。


■ タイヤの出力負担

仮にエンジンが100馬力だとしたら、2WDは駆動輪2輪で100馬力を路面に伝えて進みます。1輪当たり50馬力の負担です。
これが4WDになると前後輪で50馬力ずつ。1輪当たり25馬力の負担に下がります。

■ タイヤグリップの限界

タイヤのグリップには上限があって、仮にそのタイヤが1輪当たり40馬力まで滑らずに耐えられるグリップがあるとします。

上記の例では、2WDを動かすには、1輪当たり50馬力の負担となるので、タイヤが持つ40馬力までのグリップでは限界を超えています。結果、グリップが負けてタイヤが空転します。

しかし4WDであれば1輪当たり25馬力の負担しかかからないので、グリップにはまだまだ余裕があります。よってタイヤは空転せずに進むことができます。

滑りやすい雪道では、タイヤのグリップが下がりますので、クルマを動かすのに1輪当たりの負担の少ない4WDが有利になります。

■ ブレーキ時はむしろ不利

しかしフットブレーキは2WDも4WD も4輪にブレーキをかけるので、どちらも条件は同じです。同一車種であれば、むしろ重たくなる4WDのほうが制動距離が伸びやすくなります。4WDの雪道での過信は禁物ですよね。

より細かい条件を加えると分かりにくくなるので、簡単に記載しました。ご不明な点などございましたら、追加でご質問いただけましたら幸いです。長くなり失礼いたしました。

＜追加のご質問について＞

Q)雪道の他に、スタックしてしまいそうな砂道や泥道でも同じ事が言えますか？

A)基本は同じです。エンジンの出力を路面に伝えられるのは、4本のタイヤと路面の接地面のみだからです。タイヤ1輪当たりの持つグリップにゆとりがあるほどスタックしにくいです。

しかし、路面によって有利な条件が異なります。
その説明の前に、いくつか車両構造の整理をしておきますね。

・車重は軽いほど有利
・重心は低いほど有利
・最低地上高は高いほど有利
・車輪は大きいほど有利

車体が重たくなるほど、加速が悪くなり、制動距離が伸び、コーナリング性能も不利になります。そして重心が高くなると更に状況は悪化します。例えば、ミニバンやランクル等の重たく重心の高いクルマはこれに当てはまります。車重があると路面にタイヤを押し付ける圧力が強まりタイヤのグリップは高まります。しかし、その圧力は平坦な道か緩い斜度までの効力。斜度が急になるにつれてその重量は、路面への接地圧力よりも、坂道を落下するエネルギーに強く作用するようになります。重心が高いと例えば急な上り坂では前輪の接地圧力が抜け、後輪に重量が集中しやすくなるため４輪のグリップが生かしにくくなります。一方で重量があると、川を渡るとき等は流されにくく有利になります。最低地上高があるほうがいいのは説明不要ですね。車底が引っかかるほど不利なことはありません。また、車輪が大きいほうが路面の凸凹にタイヤがハマりにくく有利です。ランクル等の車輪が大きく、重たく重心の高いクルマの有利な点、不利な点がわかると思います。例えば、悪路であればランクルは強いですが、スケートリンクのような平らなアイスバーンでは、ランクルよりもランボルギーニ・アヴェンタドール等の方が有利というわけです。

これらの情報を基本に追加質問の砂漠や泥道の説明をします。

■砂漠
アイスバーンでは１平方センチメートル当たりの圧力が高まると、より高いグリップを得られるので、タイヤが細いほうが有利な場合あります。一方、砂漠で重要なのは車輪が砂に埋もれないようにすることです。砂の上にゴルフボールと鉄の玉を置いて振動させると、重たい鉄の方が早く砂の中に埋まっていきます。従って、重量が軽いほど砂漠でも有利です。車輪も幅広く大きいほうが埋まりにくいです。また、固いものよりも、柔らかいほうが埋まりにくいので、タイヤの空気圧を抜くことで埋まりにくくします。

■泥道
単純に路面がつるつるとした滑りやすい硬い泥道はアイスバーンと同じ条件です。一方、タイヤが埋もれやすい泥濘（ぬかるみ）では、車輪が埋もれることが不利に作用するので砂漠と同様な対処になります。

これでご説明になっておりますでしょうか。ご不明な点などございましたら追加でご質問いただけましたら幸いです。

Answer 2

あなたが氷の上を立って歩くより四つん這いで歩いた方が楽なのと同じ

実際に雪が降ったらやってみたら？

Answer 3

単純に
100のパワーをタイヤ2本だと50
100のパワーをタイヤ4本だと25

2本のタイヤのうち1本が滑ると1/2
4本のタイヤのうち1本が滑ると1/4

なんとなくイメージできませんか？

Answer 4

簡単に言うと雪が積もって滑りやすい道路を二足歩行でフラフラしながら歩くのと、四つん這いになって両手足で踏ん張って歩くのとどちらが安定するか考えたら、安定するのは後者ですよね。

そんな感じです。
それに2WDの前輪駆動だと平らな道ならともかく、傾斜がつくと駆動輪にかかる荷重がフロントから後ろへ移って踏ん張りが効かずに滑りやすくなりますが、4駆なら後ろのタイヤにも荷重がかかって踏ん張りが効くので安定して走れるようになります。

Answer 5

雪道は滑りやすいのでタイヤに大きな駆動力を加えるとタイヤは空転します。

たとえば最大100馬力のエンジンがあるときタイヤの最大負荷は
2WDだと2つのタイヤで100馬力を分担するので、ひとつのタイヤには50馬力かかります。
4WDだと4つのタイヤで分担するので25馬力ずつになります。

もし雪の路面が30馬力で空転するとしたら
2WDでは空転しますが
4WDでは空転せずにクルマは前に進みます。
これが4WDが優れている理由です。
雪以外にも、ぬかるみ、未舗装道路でも4WDが有利です。
ブレーキのときは2WDも4WDも関係ありません。

Answer 6

まー、ブレーキに関しては、
４WDだからと言って優れているわけではないので
あまり、過信しない方が良いです。

ただ、普段、スタッドレスタイヤを履いていない
東京の都心などで、急に昼から雪になった様な時には、
夏タイヤでも、４WDだと、辛うじて自宅までは帰れます。

4つのタイヤに駆動力が働くので、
万一、後輪が滑っても前輪が引っ張るとか、
また、その逆の場合でも、動けます。

以前、スキー場にノーマルタイヤで、
東京から長野の白馬まで行きましたが、
当時はデリカの４WDでしたが、雪道でも大丈夫でした。
それも夏タイヤで。今、思うと無謀だと思います。

Answer 7

車重が同じなら単純計算で摩擦力が2倍になるからですね。

Answer 8

僕は、経験談で…
（雪道しか判らずすみません）

長くファミリーカー生活四駆車を2台乗り継いで乗ってました

もちろんスタッドレス（ブリザック〜アイスガード）、亀甲型金属チェーンも安くて省スペースなので、常時携行でしたが、一度もチェーンは開封せず

「FF車で充分」と言うので、悪燃費に懲りてた僕は、20系プリウスに乗り替えました

すると、いつものスキー場や宿の駐車場、その短いスロープが登れない！

スキー場までノーチェーンで辿り着くことももちろんありますが、やはり天候次第で途中何度かチェーン付けては外しを繰り返すことすら、プリウス時代の7年半は当たり前にありました

今はまた四駆車に戻って8年目ですが、やっぱりチェーンは未開封、新品状態です


非降雪エリア在住

1995年から、冬季週末のスキー場通いを始めました

北海道・東北四県・九州以外のスキー場のうち、210ゲレンデをクルマで行き、そのうち20系プリウス時代は福島・栃木以外のエリアへ出掛けています

Answer 9

この動画は秋田のスノータイムトライアルの動画です。

見た限り運転レベルが高くない下のカテゴリーですね。
軽やFFやFR、4WDクラスがありますが・・・
軽の4WDが上位独占しています。
2輪駆動FFは総合10位が最高位です。
https://www.youtube.com/watch?v=YvrJP8udbdE

こちらは全日本ラリーで市販スタッドレスで走る動画です。
4WDは当然速いです。
https://www.youtube.com/watch?v=P8TERYfmmGs
トップスピードは180㎞/ｈ越えでしょう。

https://www.youtube.com/watch?v=jbiFcNXCrVg

この事前テストを北海道の閉鎖された雪道林道でテストした全日本ラリーのトップレベルのドライバー達は220㎞/ｈ越えのスピードだったそうです。

こちらはスバルのワークスラリーカーにスタッドレスを履いての群馬サイクルセンターでの動画
デジタルスピードメーター付きですね。
https://www.youtube.com/watch?v=MmEtQUiBpkQ

Answer 10

例えば、人間が足だけでは上れないような上り坂を手も使えば登れるようなものです。
四つの駆動があれば、二駆動よりも力が発揮できる可能性があるということです。

Answer 11

二輪駆動車がタイヤ空転して動けなくなってしまったときに、人力で押したりして脱出出来る事があります。
その程度のアシストで脱出できるのですから、四輪駆動にすればプラスの二輪分の駆動力で脱出出来る(あるいは空転しないで済む)ことがよくあるのです。