エンジンを前方に移したことは、自動車をどう変えたのか?

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エンジンを前方に移すことで、自動車の室内空間は拡大し、重量配分はデザイナーの制御下に置かれ、小型車の経済的な量産が可能になりました.この転換は2つの段階で実現しました.1934年の前輪駆動の量産化、そして1959年の横置きエンジン-トランスミッションレイアウトが安価で再現性のあるパッケージとなったことです.今日、道路上のほぼすべての自動車はこの2つのステップの遺産なのです.
ハイライト
- 1934: シトロエン・トラクシオン・アバンは、前輪駆動をモノコックボディと組み合わせ、量産のスタンダードへと引き上げました.
- 1959: ミニは、横置きエンジンとトランスミッションを約 3メートルの ボディに収めることで、現代のコンパクトカーのテンプレートを確立しました.
- 1931: 横置きレイアウトの真の先駆者は、2気筒2ストロークエンジンを搭載したDKW F1でした.
- トラクシオン・アバンは合計 759,111台 生産され、6桁の生産台数に達した初の前輪駆動自動車となりました.
- 現代の前輪駆動車では、縦置きエンジンレイアウトは事実上放棄され、横置きレイアウトが標準となりました.
はじまり: なぜエンジンは後部にあったのか
カール・ベンツの最初の自動車以来、問題は明確でした.単気筒4ストロークエンジンと、その動力を車輪に伝達する駆動系を一体化する必要があったのです.初期のソリューションでは、エンジンは駆動 axle の近くに配置されていました.こうして大型のエンジンを後部に搭載するレイアウトが長年スタンダードとなりました.エンジンを駆動 axle に近づけることは機構的に簡単で、伝達ロスも抑えられたからです.
しかし、このレイアウトには代償がありました.エンジンが乗員空間と荷室を占領し、車両には長い axle 間距離が必要になりました.小型車を設計するエンジニアにとって、エンジンをどこに置くかという問いは、キャビンの大きさを直接決定していました.エンジンの搭載位置とは、排気量や気筒数とは無関係に、自動車の根本的なアーキテクチャーの決定なのです.それは重量配分と重心を、ひいては加速、制動、そして操縦安定性を決定します.
シトロエン・トラクシオン・アバン: 前輪駆動の量産試練
前輪駆動は、1934年以前から完全に未知の概念ではありませんでした.イギリスではAlvis 1928 Racing FWD、アメリカではCord L29 (1929-1932) がラグジュアリーセグメントでこのレイアウトを試みていました.ヨーロッパでは、DKW F2やAdler Trumpfといった定評ある前輪駆動モデル、Tractaの制作車両、そしてBSA Scoutのような新たな試みが存在しました.アウトウニオンは、量産車において前輪駆動と独立懸架サスペンションをすでに採用していました.欠けていたのは、これらの技術を手頃な価格で大量生産可能な量産車に統合した自動車だったのです.
この自動車は、アンドレ・ルフェーブルとフラミニオ・ベルトーニの設計によって誕生しました.初代モデル7Aは、 1934年4月18日に パリで発表され、量産はその翌日に開始されました.トラクシオン・アバンは、世界初の量産セミモノコックボディと前輪駆動を備えた自動車です.モノコックボディにより1台あたり 70 kg の鋼材が節約され、この軽さこそが、車両が 100 km/h に到達できた背景にあるエンジニアリングでした.燃料消費量は 10 L/100 km 前後で、1951年のテストでは1,911 ccのLight Fifteenが 72.6 mph の最高速度、0-60 mph加速に 29.7秒 数値を実現した.
ニースから得られた室内空間
トラクシオン・アヴァンの縦置き前輪駆動レイアウトでは、トランスミッションが前、エンジンが後ろ、デファレンシャルがその間に配置されていた.この配置は、インストルメントパネル上のシフトレバー、吊り下げ式ペダル、傘型ハンドブレーキ、そして前席ベンチシートを意味していた.その結果、平らで障害物のないフロアを持つ非常に広い室内空間と、サイドステップの必要性の解消が実現した.これらの特徴により、この車はリムジンやタクシーとして理想的な存在となった.車には、欧州で量産車初となる油圧ブレーキ、1936年にウォームアンドローラー式に取って代わったラックアンドピニオン式ステアリング、トーションバースプリングのフロント独立サスペンション、アルミ合金製トランスアクスルも備わっていた.
しかしコストは重くのしかかった.開発費と工場更新の支出により、シトロエンは 1934年末に 破産へと追い込まれ、最大の債権者であるミシュラン社が1976年まで経営を担った.生産は戦争中に中断し、1945年に再開され、 1957年7月に 終了した.総生産台数は 759,111台だった.アルミ鋳造のトランスアクスルには、もう一つの運命が待っていた.1950年代、クーパーのフォーミュラワンにおけるリアエンジン革命で使用されたのだ.クーパーT51は1959年のF1世界選手権マシンとなった.
ミニと横置きエンジンレイアウト: モダンテンプレートの誕生

トラクシオン・アヴァンの縦置きレイアウトは技術的には成功していたが、未来の標準ではなかった.本当の革命は、エンジンを横置きにすることにあった.エンジンにトランスミッションを隣接させ、ひとつのコンパクトなユニットとしてフロントアクスル上に搭載することである.ここで歴史的な確認が必要だ.最初の横置き前輪駆動エンジンはミニではなかった.この構成に 1931年から 先行していたのは、2気筒2ストロークエンジンを搭載したDKW F1だった.DKWの1939年製、3気筒エンジン用に設計されたF9プロトタイプにも、横置きエンジン・トランスミッション構成が採用されていた.
ミニが1959年に成し遂げたことは異なっており、だからこそ変革的だった.アレック・イシゴニスの設計により、横置きエンジンと前輪駆動、そしてトランスミッションをエンジンの横に配置することで、 安価で大量生産可能な パッケージへと仕上げたのである.外寸は約 10フィート、つまり3メートルの車でありながら、内側には驚くほど広い居住空間を提供していた.このエンジン配置が室内効率の高さを可能にしたのだ.後に縦置きレイアウトを採用したルノー4、ルノー16、初代ルノー5といった例外を除けば、現代の量産前輪駆動車のほぼすべてがこの横置きレイアウトを採用している.小型車から始まったこのテンプレートは、やがてコンパクトクラス、そして中型車、最終的にはハイブリッド時代の大半のモデルを網羅する支配的なアーキテクチャへと発展した.
リアエンジンはなぜ消えたのか?
エンジンを後ろに置くことにも、合理的な理由に基づく配置があります.エンジンの重量が駆動される車軸の上に乗るため、トラクションが向上します.特に冬の条件下では効果的です.その理由は、シンプルさ、パッケージング効率、ラゲッジスペースと乗員スペースの確保、そしてエンジンを駆動軸に近づけることにあります.1950年代、小型車を設計する流行の方法はリアエンジン配置でした.この配置は歴史的にも主に小型車で採用されてきました.問題は、車体が大きくなるにつれて現れました.リアエンジンの重量は大型車では悪影響を及ぼし、操縦安定性のバランスを崩してしまいました.その結果、リアエンジンの小型車の世代は段階的に姿を消していきました.例外として残ったのは、Porsche 911のようにこの配置を車の性格の一部とし、それを見事に工学的に極めたモデルだけです.
エンジン配置はドライブとインテリアにどう影響するか?
配置の影響は3つの項目にまとめられます:
- フロントエンジン: メンテナンスが最も容易な位置です.エンジンルームへのアクセスが簡単で、フロント搭載により広いキャビンと乗員スペースが確保できます.
- リアエンジン: 駆動軸に重量をかけます.小型車ではパッケージングの面で効率的ですが、大きな車体ではバランスが損なわれます.
- ミッドシップエンジン: 重量配分を根本的に変え、ドライビングキャラクターに大きな影響を与えます.そのためスポーツカーで好まれる配置です.
留意すべき違いがあります.エンジンの位置は燃費よりも、性能と操縦安定性に影響を与えます.効率は主にエンジンの排気量、重量、空力特性によるものです.つまり、エンジンを前に移動させても、燃費が直接向上するわけではありません.もたらされるのは、同じ車体サイズでより広いキャビンと、エンジニアがコントロールできる重量バランスです.
遺産:今日の自動車を形作るアーキテクチャの決定
シリンダー数、エンジンタイプ、排気量が各自動車のショーウィンドウの顔であるならば、エンジン配置はその隠れた骨格です.Benzの時代から受け継がれたリアエンジン配置は、小型車で長い間機能し続けました.Traction Avantは前輪駆動をモノコックボディとともに量産に持ち込み、インテリアとコストの計算を変えました.そしてMiniは、横置きエンジン・トランスミッションのレイアウトを量産の経済性に落とし込み、今日のコンパクトカー、そして間接的にはハイブリッド時代のパッケージング思想の基礎を築きました.今日、セダンやハッチバックで、後席の後ろに広がるフラットフロア、後ろにあるラゲッジスペース、そして前部の比較的小さなエンジンルームを見たとき、目にしているのは1934年と1959年に下された2つのアーキテクチャ上の決定の総和なのです.
参考文献
- Citroën Traction Avant
- 1959: The Mini Was Born.
- Transverse engine, explained
- Automotive History: The 1959 Mini Did Not Have The First Transverse FWD Engine
- Engineering the BMC Mini, 1959
- Rear mid-engine, rear-wheel-drive layout
- Why is the Porsche 911 engine in the rear?
- What happened to (almost) all the rear-engined cars?
- How does engine placement affect handling?
- Engineering Explained: Why Engine Placement Is Important
- How Engine Placement Affects Handling
- Traction Avant History
- Buyers Guide: Citroen Traction Avant