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自動車設計において、フロントエンジン・フロントホイールドライブ（FWD）レイアウト、またはFFレイアウトとは、内燃機関と駆動輪の両方を車両の前部に配置するレイアウトのことである。
歴史的に、この名称はエンジン全体が前車軸線より後ろにあるかどうかに関わらず使用されていました。近年、一部の自動車メーカーは、エンジンが乗員室の前、前車軸の後ろにある車を表す「フロントミッド」という用語をこの名称に追加しました。第二次世界大戦前のほとんどの車のエンジン位置は、フロントミッドまたは前車軸上です。
このレイアウトの利点は、滑りやすい路面（雪、氷、泥など）での優れた操縦性、製造の容易さ、シンプルな駆動系です。このタイプの車は通常、広々とした乗員室とトランクを備えています。このレイアウトは最も伝統的な形式であり、今もなお人気のある実用的なデザインです。大きなスペースを占めるエンジンは、乗客や荷物が通常使用しない場所に配置されています。
主な欠点は重量配分で、最も重い部品が車両の片側に集中している。車の操縦性は理想的ではないが、通常は予測可能である。前輪駆動車は、滑りやすい路面でカーブを曲がる際にアンダーステア（「突っ込み」）を起こしやすい。重量配分が前部に偏っているため、貨物やトレーラーの牽引には適していない。[ 1 ]
フロントエンジン・リアホイールドライブ（RWD）レイアウトとは対照的に、FWDレイアウトでは、後輪に動力を供給するドライブシャフトを収容するためのセンタートンネルや高いシャーシクリアランスが不要になります。リアエンジン・リアホイールドライブ（RR）レイアウトやリアミッドエンジン・リアホイールドライブ（RMR）レイアウトと同様に、エンジンが駆動輪の上に配置されるため、多くの用途でトラクションが向上します。操舵輪が駆動輪でもあるため、雪、泥、砂利、濡れたアスファルトなど、トラクションが低い状況では、FWD車は一般的にRWD車よりも優れていると考えられています。トラクションの低い状況で坂道を登る場合、RRは登坂時に重量が後輪に移動するため、2輪駆動レイアウトの中では最も優れていると考えられています。エンジンが操舵輪の上に配置されているため、FWD車のコーナリング性能は一般的に優れています。[ 2 ]しかし、駆動輪には操舵の追加要求があるため、車両が急加速すると、コーナリングに利用できるグリップが少なくなり、アンダーステアが発生する可能性があります。[ 3 ]高性能車両では、加速時に重量が後輪に移動し、前輪の荷重が減り、グリップが急激に低下するため、実際に利用できるパワーの量が事実上制限されるため、FF レイアウトを使用することはほとんどありません。さらに、高性能車の高出力はトルクステアを引き起こす可能性があります。電子トラクションコントロールはホイールスピンを回避できますが、追加のパワーの利点をほぼ打ち消します。[ 4 ]これが、高性能のJensen FFおよびAudi Quattroロードカーで全輪駆動のquattro システムを採用した理由です。
FWDレイアウトを採用した初期の車には、1925年のアルビス、1929年のコードL-29、1931年のDKW F1、1948年のシトロエン2CV、1949年のサーブ92、1957年のトラバントP50、1959年のミニなどがあります。1980年代には、このレイアウトの牽引力とパッケージングの利点により、米国では多くの小型車および中型車のメーカーがこれを採用しました。ほとんどのヨーロッパおよび日本のメーカーは、1960年代と1970年代に自社の車の大部分を前輪駆動に切り替えましたが、最後に変更したのはVW、フォード・オブ・ヨーロッパ、ゼネラルモーターズ（イギリスのボクスホールとドイツのオペル）でした。トヨタは、1980年代初頭に最後に切り替えた日本の会社でした。BMWは高級車に重点を置いているが、小型車でも後輪駆動レイアウトを維持している[ 5 ] 。ただし、MINIブランドは前輪駆動である。
この基本的なレイアウトには、駆動系の中で最も重い部品であるエンジンの位置に応じて、4つの異なる構成が存在する。
初期のフロントホイールドライブ車は、ミッドシップエンジン・フロントホイールドライブレイアウト（MF）でした。エンジンはホイールの後ろに縦置き（前後方向、または南北方向）に搭載され、トランスミッションはエンジンの前方に、ディファレンシャルは車の最前部に配置されていました。エンジンがかなり後方に配置されていたため、コードL-29のような車の重量配分は理想的ではありませんでした。駆動輪にかかる重量の割合が、良好なトラクションとハンドリングに必要なほど大きくなかったのです。1934年のシトロエン・トラクシオン・アヴァンは、トランスミッションを車の前方に配置し、ディファレンシャルをトランスミッションとエンジンの間に配置することで、重量配分の問題を解決しました。このレイアウトは、低く構えたモノコックボディ設計と相まって、当時としては驚異的なハンドリングを実現しました。ルノーはこのレイアウトを最近まで採用しており、ルノー4や初代ルノー5で使用していましたが、室内空間を圧迫するため、その後人気が衰えました。
ジャン＝アルベール・グレゴワールが設計した1946年のパナール・ダイナXは、エンジンが前輪の前に縦置きされ、トランスミッションがエンジンの後ろに、ディファレンシャルがアセンブリの後部に配置されていました。パナールが1967年まで採用したこの配置は、前述のコードL29と同様の重量配分の問題を抱える可能性がありました。しかし、パナールの空冷水平対向2気筒エンジンは非常に軽量で、低い位置に搭載され、重心が低いため、その影響は軽減されました。シトロエン2CVの空冷水平対向2気筒エンジンも、前輪の前に非常に低い位置に搭載され、トランスミッションが車軸線の後ろに、ディファレンシャルが車軸線と車軸線の間に配置されていました。これは非常に人気があり、このレイアウトを採用した車には、ドイツのフォード・タウナス12Mやランチア・フラビア、フルビアなどがあります。これは、アウディとスバルの前輪駆動車の標準的な構成です。 1979年、トヨタは初のFF車であるターセルを発表・発売した。当時の市場に出回っていた他のFF車とは異なり、ターセルはエンジンを縦置きに搭載していた。この配置は2代目ターセルにも引き継がれ、1987年に登場した3代目ターセルでは横置きエンジンが採用された。カムリやカローラなど、他のFFトヨタ車は当初から横置きエンジンを採用していた。
1966 年型オールズモビル トロナード(姉妹モデルのキャデラック エルドラドも含む) は、エンジンとトランスミッションを「並列」に配置し、高耐久性チェーンとエンジンオイルパンの下を通る特別設計の中間ドライブシャフトを介して両者間で動力を伝達するという斬新な配置を採用していました。このファミリーは、これまでに製造された前輪駆動車の中で最大のエンジン排気量 (8.2 L) を誇るという特徴があります。サーブ 99と「クラシック」サーブ 900 も同様の配置を採用していました。イーグル プレミアは、ルノー 21 および 25 に見られる同様のパワートレイン配置を採用しており、後に 2004 年モデルまで生産されたクライスラー LH セダンの基礎となりました。
現在、この機械式レイアウトを最も多く採用しているのはアウディであり、1950年代から前身企業のDKWやアウトウニオンで採用され、 A4以上の大型モデルにも搭載されている。アウディのMLBプラットフォームにおけるこのフォーマットの最新進化版は、長年の課題であった重量配分の不均衡を解消しようとしている。これは、クラッチの前にディファレンシャルを配置することで実現され、これにより、エンジンブロック後面に対して車軸線をより前方に配置できる。
横置きエンジンを搭載した最初の人気前輪駆動車は、1931年から製造されたDKW「フロント」で、2気筒2ストロークエンジンを搭載していた。サーブはこの設計を模倣し、1949年に最初の車であるサーブ92を発売した。1957年のトラバントも、DKWの後継車とも言える横置きエンジンを搭載した数少ない車の1つだった。これは、特に共産主義国で製造された車としては斬新なものだった。
イシゴニスの1959年のミニや、マキシ、オースチン1100/1300、アレグロなどの関連車は、4気筒直列水冷エンジンを横置きに搭載していた。トランスミッションはクランクシャフトの下のオイルパンにあり、動力はトランスファーギアによって伝達された。この「オイルパン内トランスミッション」レイアウトを採用した他のモデルには、ダットサン100A（チェリー）や、プジョー104やルノー14などのPSA-ルノーXタイプエンジンのさまざまな応用例があった。1955年のスズキ・スズライトも、ドイツのロイドLP400をベースにしたシティカー/軽自動車に、横置きの2ストローク2気筒エンジン（DKW技術を使用）を搭載したフロントエンジンを導入した。
ダンテ・ジャコーザが1964年に設計したアウトビアンキ・プリムラ、フィアット128、フィアット127は、横置きエンジンの片側にトランスミッションを配置し、ドライブトレインを折り返してディファレンシャルをトランスミッションのすぐ後ろに、ただし片側にオフセットして配置した。そのため、ホイールへのドライブシャフトは片側がもう一方よりも長くなっている。これにより、重量がホイールの少し前方に位置するようになった。現在、世界中で主流となっているのはこのシステムである。
前輪駆動車は、急加速時にトルクステアが発生しやすい傾向があります。 [ 6 ]これは、ドライブシャフトの長さが異なるため、ドライブシャフトのジョイントにおける入射角が異なることが原因です。これらのジョイントの可動範囲が広いほど、ホイールへのトルク伝達効率が低下します。
前輪駆動車では、ドライブシャフトがディファレンシャルから前輪へ直接駆動力を伝達します。短い内側スタブシャフトはディファレンシャルのサイドギアにスプライン結合され、外側スタブシャフトは前輪ハブにスプライン結合されます。各スタブシャフトの両端には、接続中間シャフトのユニバーサルジョイントを収容するためのヨーク（ハウジング）が設けられています。
ユニバーサルジョイントは、シャフトの長さや水平角度、ステアリングの回転に伴うシャフト角度など、サスペンションの動きによる変化に対応しながら、シャフトの回転を維持します。等速ユニバーサルジョイントは、通常、コンポーネント間でスムーズに動力を伝達するために使用されます。内側のユニバーサルジョイントは、プランジジョイントまたはトライポッドジョイントのいずれかです。トライポッドは中間シャフトにスプラインで接続され、サークリップで固定されます。ニードルローラーベアリングで支持されたボールがトライポッドの各支柱に取り付けられ、これらはヨーク内のトラニオン内をスライドします。これにより、シャフトの長さと水平角度の変化に対応します。駆動はトラニオンとボールを介して伝達され、シャフトを回転させます。
外側ユニバーサルジョイントは、角度の大幅な変更は可能ですが、シャフトの長さの変更はできません。通常はボールアンドケージ型で、内側レースは中間シャフトにスプライン結合されています。外側レースはヨーク内に形成されています。ケージは、両方のレースの溝にボールを所定の位置に保持します。ボールはシャフトからハブに駆動力を伝達し、水平角度の変更と広い操舵角を実現します。各ジョイントに取り付けられた柔軟なゴム製ブーツは、グリースを保持し、汚れや湿気の侵入を防ぎます。
ディファレンシャルが車両の中心線上にない場合、両側のドライブシャフトの長さを等しくするために中間シャフトを取り付けることができます。これにより、両側のドライブシャフトの角度が均等になり、ステアリングの不規則性や振動を防ぐことができます。中間シャフトの外側端は、トランスアクスルケースに固定されたベアリングによって支持され、ユニバーサルジョイントがアライメントを補助します。場合によっては、片側に長いドライブシャフトが使用されることもあります。振動を吸収するために、ゴム製のダイナミックダンパーが取り付けられる場合もあります。