車のスポーツ走行における軽量化について 基本的に車は前後重量50対50が理想とされていますが、

Question

例えばフロントヘビーの車のリアを軽量化して、トータルの重量は軽くなってもより前後重量配分が偏るような軽量化はスポーツ走行においてメリット、デメリットどのような影響が出ますか？
自分自身の愛車が4wdなのでその場合でのどんな影響が出るかお願いします。

車が軽くなった方がパワーウェイトレシオが良くなり加速が良くなりそうなのは分かるのですが、仮に軽トラの場合空荷よりも荷台に荷物を積んで、後輪のトラクションがしっかり掛かる様にした方が雪道などでは駆動輪にトラクションがしっかり掛かるようになり、空転せずに走りやすくなりますよね。

四駆で前後駆動配分にもよると思いますが、フロントヘビーの車をリアを軽量化して更に偏った前後重量配分にすると、後輪のトラクションが掛かりずらくなり、前輪ばかりが加速時に仕事をするようになり、せっかくの四駆なのに後輪の駆動がロスしてしまうような気がしましたので

Answer 1

三菱の駆動系エンジニア（工学博士：AYC設計開発者）によると、
車両重量配分も大事ですが、「4輪の接地荷重配分が重要」とのことです。

→（やはり50:50に近いほうが理想で、どちらか接地荷重が少ない場合は、状況に応じたバランスを崩す可能性があります）

※重要配分50：50でも、「車両中心から重量物の距離」で、慣性モーメント性能も変わるので一概には言えません。

例えば「加速時」や「登坂時」のトラクションを考えると、後方への荷重移動を伴うため「フロントが重いほうが、前後の接地荷重（駆動伝達）が50:50に近くなる）」とのことです。

→50:50の車が「加速」すると40：60になり、減速時は60:40になるイメージ。

余談ですが、昔GTOでスーパー耐久をやっていたテストアンドサービス曰く、「三菱GTO」は極端に言うと前後重量配分が「7:3」に近かかったが、フロントヘビーというより「とにかくリヤが軽すぎた」ため「ブレーキ時の安定性や制動力でリヤの接地荷重が少なすぎた」。。という表現をされていました。

→リヤヘビーのポルシェの制動力が世界一というのと真逆・・・・（今はEV車が世界一でしょうかね）

質問者からのお礼コメント

車種を記載していませんでしたが、当方三菱のランサーエボリューションに乗っていますので、同じ三菱エンジニアの方の意見、及びWRCの現場でのお話等、自分の立場からとても参考になる意見を頂いたのでベストアンサーにさせて頂きます。

Answer 2

＞基本的に車は前後重量50対50が理想とされていますが
・・・いいえ。それはBMWの宣伝に過ぎません。

①加速だけなら、RRのようにリア荷重が大きいのが一番です。
②高速直進安定性なら、FFのようにフロントタイヤより前に荷重が乗っている方がいい。
③コーナリングの場合は、重量が良くできたMRのように、Z軸周りに集まっている方がいい。前後50:50でも、Z軸周りから重量物が離れて搭載されていると、コーナリングのバランスは非常に悪くなります。


＞四駆で前後駆動配分にもよると思いますが、フロントヘビーの車をリアを軽量化して更に偏った前後重量配分にすると、後輪のトラクションが掛かりずらくなり、前輪ばかりが加速時に仕事をするようになり、せっかくの四駆なのに後輪の駆動がロスしてしまう
・・・フロントヘビーのFFベースのフルタイム４WD、特に、スバルの様に左右に広く左右端に重いカムシャフトがあるエンジンを前輪の前に乗せた車の場合、（ポルシェ911と前後逆ですが、バランス的には同じで）非常に大きなピッチングが発生します。

FFベースのフルタイム４WDでリアの荷重だけを減らしたら、
リアタイヤのグリップが減るので、
センターデフロックがついていないなら、
リアタイヤに駆動力が多くなります。
※機械式デフの場合「簡単に力が加わる方へより多くのトルクが伝わる」という物理法則から、荷重が小さなタイヤにより一層トルクが伝わるようになります。
⇒二輪駆動の場合、浮き気味になったタイヤがまず最初に空転を始めるのはこの法則の為。⇒誰かがLSDと言うものを発明した。⇒が、完全に浮いて空転した場合はLSDは役に立たない⇒デフロックまたは電子制御式デフロックがないと空転していないタイヤにトルクは伝わらない。
⇒センターデフも同様で、どこかのタイヤが完全に空転したら、デフロックするか、電子制御でデフロックするかしかない。


このバランスの悪さを解消するには、
リアタイヤの空気圧をフロントに比べて20～30kPa下げ、リアの接地面積を広げてグリップを稼ぐ。
但し！ハイト（＝幅ｘ扁平率）で100㎜以上ある、エアボリューム十分のタイヤで行わないと意味がありません。

それでもダメなら、車高調などを使って、フロントの車高を少し下げ、発進時のピッチングが起きた時に適正なリア荷重になるようにすれば、フルタイム４WDの利点を生かせます。

リアのバネレートを下げ、ダンパーの減衰力も下げる方法も有効です。


※雪道最強なのは、
・小型軽量低重心
・MR
・MT
・副変速機付きパートタイム４WD
のスズキの軽トラ。

が、荷台に荷物を載せることを前提としたリアのバネレートなので、空荷だとバネレートが高過ぎて、雪道の凸凹で跳ねてしまう。
跳ねたらトラクションがゼロになるので、跳ねないように荷台に砂袋を乗せたりします。
・・・でも、リアに重さを掛けると、雪道でケツが流れた時にスタッドレスでは止まらない。
その辺の兼ね合いが難しいですね。

Answer 3

その辺突き詰めた究極の物がF1ですが前後重量配分は30〜35:70〜65位ですよ

4WDの場合は重量配分よりサスペンションの伸び代が無いとダメ

Answer 4

旋回能力は、同じ重量なら、前後重量比は50対50が理想です。
そして、同じ前後重量比50対50なら、軽い方が有利です。
その他の運動能力についても、最終的には4本のタイヤを使い切る仕様が
ベストになるので、すべてを満足させるのはキツイです。

Answer 5

その認識であっていますよ。
偏った軽量化はコーナリング中もオーバーやアンダーが強くなって曲がりづらくなる原因になります。

Answer 6

その通りです。