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ベテラン整備士が教える、車における2WDと4WDの違いとは?

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車選びにはたくさんのポイントがありますが、そのポイントの1つである「駆動方式」についてみなさんはよく考えたことはありますか?車には駆動方式で大別すると、二輪駆動(2WD)と四輪駆動(4WD)の2つがあります。「走れればいくつのタイヤが回っていても特に問題はないんじゃないの?」と思われる方もいらっしゃるかもしれません。しかし、そうではないのです。

ですから、ここでは「2WDと4WDの違い」について説明します。基本的に同一車種であれば、外観の違いはほぼありません。リアハッチやトランクの片隅に小さく「4WD」とか、「e-four」などという表示があるか、車種によってはそれさえないものもあります。しかし、中身は全然違います。その違いについてそれぞれの駆動方式と、メリット・デメリットという観点から見ていきましょう。

2WDは、前輪駆動(FF)と後輪駆動(FR)の2つの方式がメイン

①前輪駆動(FF)

前輪駆動は、エンジンの動力を前輪2輪に伝える方式です。そして、大半の車のエンジンは前方にあるため、このような車をFF車(Front engine Front drive)と呼びます。現在生産されている乗用車の大半がこの方式を採用しています。

②後輪駆動(FR)

後輪駆動は、エンジンの動力を「プロペラシャフト」という車の中央部を通る部品と、後輪二輪を横につなぐ「ドライブシャフト」の中央にある「ディファレンシャルギア」(通称デフと言います)という部品を介して、後輪に駆動力を伝える方式です。このような車をFR車(Front engine Rear drive)と呼びます。一部の高級車やスポーツタイプの車で採用されています。

4WDは、すべての車輪が駆動する方式です

実は4WDにも色々あります…出典:トヨタ自動車株式会社

四輪駆動は、ベースとなるFF車やFR車の駆動方式に「トランスファー」という機構を搭載して、残りの2輪にもエンジンの動力を分配し、4輪全てを駆動できるようにした機構を持つ駆動方式です。現在、四輪駆動の方式は多種多様で、その呼称や構造にも大きく違いがあります。例えば、4輪の駆動するタイミングや切り替えについてなどがあります。ここでは大まかに4つのタイプに分けて説明します。また、この項の最後に説明する電気式4WD(ハイブリッド4WD)は、プロペラシャフトがない新しいタイプの4WDです。

①フルタイム4WD

フルタイム4WDは、オフロード(未舗装路や、路面に凹凸のたくさんある道など)・オンロードの路面状況に関わらず、常に前後輪全てにエンジンの動力を伝えながら走行する駆動方式です。プロペラシャフト上に「センターディファレンシャルギア(センターデフ)」という前後輪の回転差を調整する役割を担う装置があり、カーブの旋回時に生じる内輪差などを解消しています。また、センターデフ機能を停止することができる「デフロック」機構が搭載されている場合は、グリップ力(タイヤが路面をつかみ、推進させる力)が失われてしまった車輪があっても、残る車輪にエンジンの動力を伝達できるという特徴があります。

②スタンバイ式4WD

スタンバイ式4WDは、オンデマンド4WDとも呼ばれ、通常は二輪駆動で走行していますが、コーナリング時や発進時の加速、すべりやすい路面などで前後輪に回転差が生じると自動的に4WD走行に切り替わる機構を持つ駆動方式です。この駆動方式を採用している車のベースは大半がFFで、トランスファーで分配された後輪用の動力を伝えるプロペラシャフト上に「回転差応動型トルク伝達装置」という機構が配されています。この伝達装置の前方には前輪の回転が、後方には後輪の回転が伝達されるので、前後輪に回転差がない直進走行時には駆動していない車輪(ベースがFF車の場合、後輪)にはトルク(回転軸に働く力)は伝えられず、2WD走行になります。

③パートタイム4WD

パートタイム4WDは、通常時には2WD走行をし、必要時に任意で4WDに切り替えることができる機構を持つ駆動方式です。ドライバーがレバーやスウィッチを操作することでトランスファーが作動し、通常走行時に駆動していない方の車輪にもエンジンの動力を分配できるようになります。また、フルタイム4WDとは違い、センターデフは搭載されていません。

④電気式4WD(ハイブリッド4WD)

電気式4WDは、前輪または後輪、もしくはその両方に駆動力としての「モーター」を備えているハイブリッド車に搭載されている4WD機構です。コンピューター制御により、その時々の路面状況に応じて、エンジンの動力が伝わっていない方の車輪をモーターで駆動する方式です。

2WDと4WDのメリット・デメリットについて

ここまでは2WDと4WDの機構や構造の違いについて述べてきました。次は、この2つの駆動方式によるメリット・デメリットについて説明します。

①2WDのメリット

(1)FFの場合…エンジンやトランスミッション(変速機)をエンジンルーム内にコンパクトにまとめられるのに加えて、多くの場合それらを横置きにする(ボンネットを開けた時、気筒が横に並んでいるのが横置き)と、車の全長に比して大きな室内空間が確保できます。以前はコンパクトカークラスのモデルに多用されましたが、現在ではそのメリットから多くの車種がFFとなっています。また、FFは車の部品で重いエンジンとトランスミッションが搭載されているところで操舵(タイヤの向きを変える)するので、前輪のグリップ力が増し、走行安定性に寄与します。

(2)FRの場合…エンジンの動力を伝えるための装置が一部後方に配置されるため、FFより車全体としての重量バランスに優れます。前方発進時や急加速時には車全体の重心が後方に大きく移動するため、駆動する後輪が強く路面に押し付けられ、グリップ力が増します。
操舵と駆動のタイヤを前輪と後輪とに「分業」させているため、タイヤの負担が4つに分散され、FFに比べて駆動輪(後輪)の限界が高く、アクセルワークでスポーツ走行を楽しむことができます。また、エンジン回りの構造をシンプルにできるため、舵角(ハンドルの切れ具合)を多く取ることができ、最小回転半径(目いっぱいハンドルを切った状態で回った時の半径)を小さくできます。見た目に比して小回りが利く、ということです。

②2WDのデメリット

(1)FFの場合…操舵輪と駆動輪がともに前輪であるため、その負担が大きいです。また、重量があるエンジンとトランスミッションが前方にあるため、車両全体としてのバランスが前方にかたよりやすい傾向があります。そして、それら付近の構造が複雑なため舵角を大きくとることができず、車両の大きさに比して最小回転半径が大きくなりやすい傾向があります。

(2)FRの場合…エンジンとトランスミッションを縦長に連結して配置することが多いため、必然的にエンジンルームが長くなり、それ相応の全長がないと(少なくとも4.5メートル以上)室内空間が多く確保できません。また、後輪にエンジンの動力を伝えるプロペラシャフトを床下中央に配置しなければならないので、床下を低くするためには「トンネル」と呼ばれる構造が必要になります。そして、FRに採用されるサスペンション(タイヤの接地性を高め、車の挙動を安定させる装置)に複雑な構造のものが求められるので、それが室内空間を奪うこともあります。

③4WDのメリット(さまざまな4WDの機構の総括して)

4WDの最大のメリットは、その車の持つパワー(通常、kWやpsという単位で表される、エンジンの出力数)をきりぎりまで使えるということです。これはどういうことかと言うと、通常、2WDでも4WDでもオンロードを時速50キロで走行している時は、最大パワーの数割にも満たない状態でそれが可能なのに対し、オフロード走行時やスタック時には、両車ともたくさんの駆動力が必要になります。

例えば、100のパワーを持つ2WDと4WDの2台の車があったとします。そして、各タイヤに30のパワーを伝達するとホイールスピンを起こしてしまう状況下にあったとします。2WDが出力を上げてそれをしようとすると、左右の駆動輪に伝達できるパワーの最大量は60です。駆動する2輪のタイヤのグリップ力が限界を超えてしまうと、ホイールスピンを起こしてしまうからです。ですから、余剰のパワーがあってもそれを2輪で、ホイールスピン直前までしか生かせないのです。パワーを出したくても出し切れていない状態になるのです。

4WDの場合、100のパワーを均等に4輪に伝達しても各輪25のパワーが伝達されている状態なので、ホイールスピンを起こすことなく、しかも最大パワーまで発揮できることになります。悪路での走行やスタックからの脱出がより容易になります。

④4WDデメリット(さまざまな4WDの機構を総括して)

同車種の2WDに比べて部品点数が増え製造コストもかかるので、車両価格は高くなります。車両重量も部品増加分だけ増すのに加えて、特にフルタイム4WDは転がり抵抗(タイヤが路面をグリップする時に生じる抵抗)も常に2WDの2倍になるため、燃料消費率は悪化します。また、プロペラシャフトを搭載する4WDは室内空間の一部(特にレッグルーム)を犠牲にしてしまいます。

スタンバイ式4WDは、タイヤが空転してから4WDに切り替わるため、それが作動するまでにタイムラグがあります。「なんちゃって四駆」や「生活四駆」などど呼ばれることもあり、その効果を疑問視する人もいました。しかし、現在この問題は電子制御システムの発達により、路面摩擦力などを正確に検知し前後輪のトルク配分を精密にコントロールすることが可能になったため、解決されつつあります。

パートタイム4WDには「タイトコーナーブレーキング現象」の危険性があります。これは、オンロード走行時に急カーブを曲がる際、前輪と後輪の回転差が起こす現象で、フルタイム4WDとは違いセンターデフを搭載していないパートタイム4WDはその回転差を吸収できず異音や振動、ハンドルの操舵性の低下が引き起こされる現象です。

2WDと4WD、どう使い分けすればよいか?

①2WDをお考えの方は

年間を通して雨がそれほど多くなく、また、冬季に積雪や路面の凍結がほとんど心配のない地域にお住まいでしたら、2WDで全く問題ありません。たまに路面状況に不安があるような場合でしたら、ウインタータイヤやスノーチェーンで対処できることがほとんどです。現在はオールシーズンタイヤやゴムチェーンなど、走行感覚や走行性能を非装着時と比較してほとんど違和感なく走行できるようになっているものが多数販売されています。

②4WDをお考えの方は

冬季に路面凍結がある地域や降雪量が多い地域、本格的なアウトドアを楽しまれる方は検討してみてはいかがでしょうか。降雪量が多い地域には、道路のセンターライン付近に「融雪パイプ」が埋設されているところも多く、必然的にぬれた路面も走行することになります。
また、本格的なアウトドア、例えば山間地でのキャンプや山菜取り、海辺での釣りなどに出かけられる方は、ぬれた路面はもちろん、未舗装路や凹凸のたくさんあるところ、地面が柔らかくタイヤのグリップ力が得にくいところを走行する場合にそのメリットを享受できるはずです。

「2WDと4WDの違い」を比較し、ライフスタイルに合った駆動方式を!

みなさんは車を選ぶとき、何を基準にしていますか?車の大きさ、見た目、装備、乗員人数etc…。もちろんそれらは車を選ぶうえでのポイントとして非常に重要なことです。もしそのポイントの中に「2WDにするか、4WDにするか」という観点がなかったのであれば、それを加えてみましょう。そうすれば、あなたの「カーライフ」が今までとはまた違ったものになるかと思います。

ひょっとしたら一生の中で住居以外で最もお金がかかるのがマイカーかもしれません。一番最初に買った車を何十年も乗っていらっしゃる方はまれです。ほとんどの人が一生に何台も乗り継いでいくのではないでしょうか?その車選びが適当でいいはずがありません。ですから、たくさん悩んで当然です。そして、悩んだ分だけあなたがずっと大切にできる、愛着が持てるマイカーにめぐり会えるはずです。

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