ＦＲの車は重いから加速が悪いとかありますか？シャフトやギアを多く使っているのでおそいですか

Question

補足

日本で最初のＦＦ車は何ですか？日産チェリーという車を思い出すのですが，近所の方がＦＦだよと言っていたのを覚えています。中空シャフトって何ですか？

Answer 1

【補足のご質問に】
●日本のFF車の黎明期

1955年 スズキ スズライト
1966年 スバル 1000
1967年 ホンダ N360
1970年 日産 チェリー

これから日本初のFF車は，スズキのスズライト（360cc，空冷2気筒２サイクル，16馬力，前後輪ともダブル・ウィッシュボーン式サスペンション）ということになります。

●中空シャフトとは？
軸の中央部分を空洞にすると，下記のように同じねじり強度のままで質量を減らすことができます

・中空軸の例 （外径＝80mm，内径＝60mm）
・同等強度の中実軸径＝70.47mm （中空軸の88.1%）
・中実軸をベースにすると，同じ強度の中実軸は56.4%の質量ですみます

→ 中空軸にすると，外径は少し太くなりますが，質量は大幅に軽くなります

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●加速を決める要因とは？
直線路の加速を決める要因は下記の4項目です。

・車両重量
・エンジン出力
・駆動力伝達限界
・駆動力伝達系ロス

では，以下に詳しく説明いたします。

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●車両重量
力 ＝ 質量 × 加速度

よくご存知の式のとおり，車両質量が大きいと，同じ力でも加速が減ります。FRはプロペラシャフトとその軸保持系があるので，20~30kgくらいFFより重くなります。

●エンジン出力
これは上記の式の「力」なので，説明は不要でしょう

●駆動力伝達限界
さてここからが本論です。

限界駆動力 ＝ 垂直荷重 × 摩擦係数

FRでの加速の場合，下式のように，移動荷重により後輪の垂直荷重が増えます

加速による後輪荷重の増加分 ＝ 車重 × 加速度 × 重心高さ ÷ ホイルベース

これは結構，大きく，たとえば1200kgくらいのクルマですと，0.5Gで200kgくらい
後輪荷重が増えます。いくらエンジン駆動力が大きくても，路面に伝達する駆動力限界が小さいと，駆動輪のタイヤはスリップするだけです。

これからFRでは，加速は得意といえます。逆にFFでは，駆動輪の垂直荷重が大きく減りますので，限界駆動力が小さくなり，加速は不得意です。

ポルシェ911のようなRRやボクスターのようなMRが加速性能が優れているので，後輪荷重がもともと大きいうえに，移動荷重が大きい（加速Gが大きい）からです。

●駆動力伝達系ロス
FFはプロペラシャフトがないため，プロペラシャフトを支えるベアリングの分の摺動損失がありません。この点，FRよりFFの方が，伝達ロスは小さいと言えます。しかしこの差はわずかであり，効率でいえば，FR：FF＝0.92：0.93くらいの差です。

●まとめ
車両重量や伝達効率による差は小さく，本質的ではありません。主たる要因は，駆動輪である後輪の垂直荷重です。

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●旋回性能について
旋回性能で重要なことは，各車輪の駆動力限界がほぼ均一であることです。一般に各輪のタイヤ仕様はほぼ同じでしょうから，均一であれば，各輪の横力を含めての駆動力の最大値が小さくなり，そのタイヤの限界まで使えることになるからです。

・FFの場合
旋回時，駆動輪である前輪が横力と駆動力の両方を持ちます。このため駆動力が大きいと，前輪の横力が早く限界になり，前輪による旋回モーメントが不足し，アンダーステアになります

・FRの場合
旋回時，駆動輪である後輪が横力と駆動力の両方を受け持つので，後輪の横力が早く限界になり，お尻をふる，つまりオーバーステア→スピン状態になります

以上は，限界性能のばあいであり，通常の走行では，アンダーステア気味とかオーバーステア気味だなと感じられるくらいです。よくできたFR車（BMWなど）は，弱いアンダーステアになるよう，サスペンション設定が設計されていて，人間の体感によくマッチした操作性になっています。つまり速すぎる旋回では，曲がりきらないので，駆動力を落とすという操作になり，これにより，横力が復帰して，ライントレースが可能になる仕組みです。

●登坂性能
登坂時には，後輪への荷重が増えます。


簡単ですが,ご参考になれば幸いです。

質問者からのお礼コメント

ありがとうございます。よくわかりました

Answer 2

基本的にFFの方が駆動系と操舵系が同一軸に負担がかかるので、速度を出すには負担が大きく、FRより不利です。
同じ出力のエンジンなら、車体重量はさほど変わりません。
FRなら機構のバランスをとることで、前後バランスを均一にすることができますが、FFはフロントに機構が集中するので、アンダーステアを避けられません。
FFで有利なのは、登坂性能でしょう。
駆動が前輪なので車体を引っ張ることができます。
FFは、駆動系と操舵系を集中させることで、機構をすべてフロントに押し込むことで、製造コスト面で有利です。
又、リアに機構が無いために室内スペースを確保できるというメリットがあります。
一定性能の車を安く作るのが日本メーカーのお家芸なので、当然FFが主流となってしまいました。

ちなみに、FRはプロペラシャフトがフロントからリアに貫通していますが、最近のシャフトは中空シャフトなので、重量のデメリットはありません。

[補足]
世界初の量産車FFならDKW(現Audi)です。
中空シャフトは、中が空洞になっているパイプ状のシャフトです。

(hypersite1さんへ)