車好き必見！自動車の構造についておおざっぱに紹介

かっこいい車

自動車とは、原動機(エンジン)によって車輪を高速で回し、軌条・架線を使わずに走る車のことです。

自動車が好きな人なら、車の構造についても知りたいと思いますよね？
とうことで、ここで初心者の人に向けて、基本的な車の構造について説明してみましょう。

自動車という乗り物には、予想通りというか、非常に多くの部品によって構成されています。

自動車は大きく分けて

に分けることができます。

ボディ

自動車で一番目立つのがもちろんボディですね。
車のボディで強度が必要な部分には主に鋼鉄が使われていて、最近では

超高張力鋼板(強度をより高めた鋼材)を使用している部分多くなっていて、アルミニウム合金・炭素繊維強化プラスチック等を使っているものも登場しています。

また、骨格部以外の部分では合成樹脂を採用している車体も増えてきています。

車体の構造は、大きく分けると

の2つに分けられます。

フレーム形式では独立の骨格部の上に車室を構成している構造物が載り、この形式は昔から車体構造として使われ、現在では貨物自動車で多く採用されています。

モノコック形式は、20世紀中頃から普及した、車室を構成している外殻が強度部材で作られている構造で、現在では乗用車・小型商用車のほとんどがこの形式を採用しています。

エンジンはもちろん自動車の心臓部で、「熱エネルギー」を「機械的エネルギー」へと変換する内燃機関です。

現在のエンジンは内燃機関または電気モーターを使ったものがほとんどです。

内燃機関はピストンの往復をクランクシャフトによって回転運動にして出力とする、ディーゼルエンジン・ガソリンエンジン等のレシプロエンジンが一般的です。

燃焼室内にある点火プラグが発する火花によって燃料に火をつける容積型の内燃機関「火花点火内燃機関」の燃料としては、ガソリンが使われるのが基本ですが、環境性能などが理由で液化石油ガスや液化天然ガス・エタノールなどのアルコール燃料が使われることもあります。

最近は、内燃機関に電気モーターを合わせた「ハイブリッドカー」や、電気自動車等が普及しているのはすっかりおなじみですね。

車の内部

ドライブトレインは、トランスミッション・ドライブシャフト・デファレンシャル等、エンジンからの出力を駆動輪に伝える部品群の総称で、回転速度を変速機で減速・増速します。

変速機にはおなじみの2つの種類があります。

運転者自身がいくつかの減速比を選んで操作する「マニュアルトランスミッション(MT)」、

車のシステムが自動的に選択・変化する「オートマチックトランスミッション(AT)」

は有名ですね。

電気自動車では、原動機の回転速度範囲が広いので減速比を替えない変速機が使われ、原動機を逆回転すことも可能のため、後退ギアがないものが一般的です。

日本のオートマチック乗用車は、CVTという無段変速機が増えてきていて、操作で「Lレンジ」のように減速比範囲を限定したり、減速比を任意に固定できるシステムを備えています。

昔のシャーシは自動車の骨格であるフレームという意味あいでしたが、このフレームの役割を担うモノコック形式が主流となった現在では、サスペンション・ステアリング・タイヤ・ホイール等、足回り系の構成部品という意味がで使われるようになっています。

車体の操縦では、前輪の向きを変えて旋回させる「前輪操舵方式」が基本となっていて、この機構をステアリング(ハンドル)と呼びます。

この部分は、やはりハンドルという名称が一般的ですね。

ドライバーが行うハンドルの回転は、ボール・ナット/ラック・アンド・ピニオン等の機構によって車輪の向きを変える作用になります。

制動操作の中心は、足踏み式ペダルでのブレーキです。このペダルに与えられた力が油圧・空気圧によってブレーキ装置に伝わり、摩擦材を回転する部分に押しつけて、運動エネルギーが熱エネルギーになることでスピードが低下します。

下り坂等ではフットブレーキによる制動力低下などがあり、教習所ではエンジンブレーキを利用することが指導されています。

高速から制動するには放熱性が高いディスクブレーキが有効です。

座席はもちろん椅子形が主流で、正面にハンドル・アクセルペダル・ブレーキペダルがあるのが基本です。駐車ブレーキの装置はレバーが一般的ですが、最近は足踏み式・押しボタン式もあります。

これらが基本的な自動車の構成ですが、現在では内部に搭載されたインテリアも、自動車を構成している重要なパーツです。シート・ダッシュボード・エアコンディショナー・オーディオ等、自動車の利便性や快適性を向上してくれるパーツが搭載されています。

自動車開発では、このすべての構成部品を総合的に連携させることで、その車の性能・キャラクターが作り上げられます。

初心者のために自動車の構造についてでした。やはり自動車の世界は奥が深いですね。このように、自動車も年代を経るにしたがって、どんどん進化しています。

こういった内部構造を知っておくと、自分の車により愛着が出てくるでしょう。