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駆動系の仕組み

 

エンジンが発生させた力を駆動輪に伝えるのが駆動系の役割です。トランスミッション、デファレンシャルギア、ドライブシャフトなどで構成されていて、それぞれのパーツはとても頑丈に作られています。

 

トランスミッションは、大きさの異なるいくつかのギアによってエンジンが発生させた力と回転数を変換するための装置です。発進や低速時には回転数(ギア比)を低くして力を大きくし、スピードが上昇するにつれて回転数(ギア比)の高いギアを選択することでエンジンの力を効率よく駆動輪に伝えます。

 

マニュアル・トランスミッションではギアの選択は手動で行います。発信時にはゆっくりと力を伝え、ギアを切り替える度にエンジンからの力をカットするために、トランスミッションの前にクラッチが設けられています。

 

オートマチック・トランスミッションはギアの切り替えを自動で行う装置です。クラッチの代わりに一対の羽根車とATF(オートマチック・トランスミッション・フルード)によって回転力の伝達と増幅を行うトルクコンバーターを設けるとともに、ミッションのギアの切り替えも自動化しています。

 

最近のオートマチック・トランスミッション(AT)は基本的に電子制御できめ細かい制御を行い、マニュアル・トランスミッション(MT)のような操作感を備えたミッションが一般的です。

 

トランスミッションからの出力は、カーブ走行時などに生じる左右輪の回転差を吸収するデファレンシャルギアを経由してドライブシャフトで駆動輪に伝達されます。

 

FF車の駆動系

 

FFクルマは、フロントに配置されたエンジンで前輪を駆動するため、駆動系はとてもコンパクトにまとまっています。

 

エンジンの力はすぐ横にあるトランスアクスルに伝達され、その中ですべての変速操作を実施、デファレンシャルギアを経由して左右に振り分けられた回転力はドライブシャフトによって駆動輪である前輪に伝達されます。

 

横置きエンジンでは、クランクシャフトから駆動軸までのすべてが同じ向きに揃っていて、回転力の方向変換させる機構がいらないというメリットがあります。

 

 

FR車の駆動系

 

FRは、フロントに縦置きに配置されたエンジン及びトランスミッションの出力を、車体の下を通るプロペラシャフトで駆動輪である後輪に伝達します。

 

デファレンシャルギアの部分で方向を90度変換したあと、左右のドライブシャフトによってホイールを駆動します。

 

FR方式はメカニズムとしては最も無理のない構造です。縦置きされたエンジンからトランスミッションを経てプロペラシャフトへとつながり、後輪の軸上にデファレンシャルが位置し、駆動力を左右に振り分けます。

 

FR方式では、前輪が操舵、後輪が駆動と、それぞれが干渉し合うことなく独立した役割を持っているのが特徴です。

 

 

4WD車の駆動系

 

 

4WD車の駆動系は、FFとFRを組み合わせたような構造になっています。

 

FFベースの4WD車はFFの駆動系にFRの駆動系を、またFRベースの4WD車はFRの駆動系にFFの駆動系をそれぞれ加えた構造で、トランスファーによって前後輪への駆動力配分を行っています。

 

ボディ下にシャシーを持つ4WD車では、シャシーに駆動系やサスペンションが取り付けられています。

 

 

デファレンシャルギア(差動歯車)の作動原理

 

デファレンシャルギア(差動歯車)は、左右のホイールにつながるサイドギアおよびリングギアと、2個のピニオンギアを組み合わせた構造になっています。

 

直進時はサイドギア(大歯車)とピニオンギア(小歯車)が一体となって回転しますが、カーブなどで片方の車輪が抵抗を受けると、ピニオンギア(小歯車)がサイドギア(大歯車)に沿って回転し、左右の車輪の回転差を作り出します。

 

 

トルクコンバーターの仕組み

 

ATのトルクコンバーターは、2個の羽根車を向かい合わせたような構造になっています。エンジンの力によってポンプインペラーが回転すると、内部に満たされたATFがタービンランナーに力を伝達します。

 

タービンランナーの内周にはステーターという一方向にしか回転しない羽のついた部品があって、回転力を増幅する役割を果たしています。

 

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