車の出力の歴史について キャデラックv16は7.4lで180馬力ですが、現在では直4の2lで200馬力程度だせます。 なぜここまでの差があるのでしょうか。

Question

また、今本気でv16を作ったらどのくらいの馬力が出せるのでしょうか？

Answer 1

技術の進歩とかもありますけど、『当時の高級車に求められていた物が現代と大きく違った』のが大きな要因です

戦前の高級車では、低速から高速まで滑らかに加速でき、最小限のシフトダウンで(可能なら変速せずに)登坂できる事、そして静かさが求められました
「シフトチェンジせずトップギアで歩く速度から最高速まで」
の性能が必要でした

なので多気筒化で静かに滑らかに、大排気化でトルクの余裕を得ていました
下のトルクとフレキシビリティーを減らしたくないので、低回転域のトルクを犠牲に馬力を絞り出すようなチューニングはしません

質問者からのお礼コメント

皆様が博識すぎて驚きました。ありがとうございました。
また、技術の進歩って凄いですね。

Answer 2

さまざまな技術の賜物です。
・より高精度のエンジンが組めるようになった
・より効率よく燃料を噴射・点火できるようになった
・より効率よく燃焼・排気を行えるようになった
・より効率よく吸気できるようになった(過給器)

メカとしての進化もそうですが、制御面の進化もあってこそです。
キャブレターの時代はその場任せだった燃料噴射と燃焼も、
今ではコンピューター解析と電子化(フューエルインジェクション)により
状況に応じて最適な状態で燃焼が行えるようになったのが大きいです。
その結果トヨタのG16Eなんて直3 1.6Lで300馬力ですから大したものです。

Answer 3

V16、つまり直列8気筒の2バンクですが、
ここまで来るとクランクシャフトが長くなりすぎてねじり方向に力が逃げます。
気筒数を増やして排気量を稼ぐしか方法がなかった自体なので仕方ないのですが、現代の効率を極限まで追求できる設計開発技術においては完全な無駄です。
V12、直列6気筒2バンクくらいが現実的ですね。

それでも排気量の割に気筒数が増えるということは、
各ピストンやカム周りの動作部品や摺動部が増えて抵抗減(=パワーロス)になります。
また、気筒数が多いということは各燃焼室が小さくなり、容積(排気量)に比べて表面積が増えます。
そうすると燃焼効率が落ちますので、やみくもに気筒数を増やせばいいというものでもありません。

現代のエンジンは、キャデラックがV16を製造していた約100年前に比べて信じられないくらい精度、強度、剛性が上がっています。また、圧縮比もありえないくらい上がりましたし燃料の質、それからECUと途方もない数のセンサーに代表される制御系が別次元に高度化されています。
そのため、昔は余裕を持たせないと耐久性が上げられなかった部分の無駄をどんどん削り落とし、一昔前のレース用スペックみたいな高度な設計を市販車で当たり前のように出してきているのです。

ちなみに当時には乗用車には存在しなかったターボやスーパーチャージャーなどの過給機等の技術まで含めれば、今ガソリンエンジンで7400ccあれば3000馬力くらい普通に出てしまうでしょうね。