自動車に詳しい人に質問です。

Question

シボレー・シェベル、プリマス・ロードランナー、フォード・グラントリノ等のような1960～70年代の米国マッスルカーにあたる車の最高速度が、200km/h前後である理由を教えてください。
これらの車は7000cc前後の大排気量の上、最高出力425PS前後、トルクも66kg·m前後もあるのですから、どう考えたって今の普通の日本車ぐらいにに240～260km/hぐらい出せそうな気がするのですが、PSPのグランツーリスモでシェベルやスーパーバード等の70年式マッスルカーを使ってみると、最高速度が190～210km/hぐらいが限界だったことにびっくりしました。
所詮ゲームだからかなと思って調べてみたら、同じ60年代の米国マッスルカーのポンティアック・GTO（こちらは6.6L・400PSもないですが）の実際の最高速度が180km/h前後だったことにびっくりしました。
何故こんなすごいエンジンを積んでいたのに、最高速度は当時の日本車のトヨタ・2000GT、日産・スカイラインGT-R（ハコスカ）、マツダ・コスモスポーツ等と同じぐらいの速度しか出なかったのですか？（当時の日本車も本当にそれくらい出たかは分かりませんが）
詳しい回答をよろしくお願いします。

Answer 1

最高速度を決めるのは、下記の3条件です。そしてそれぞれの条件から得られる最高速度で、一番低い速度が実際の最高速度になります。

●(1)走行抵抗
駆動馬力÷伝達効率 ＞ 走行抵抗馬力

ここで
走行抵抗馬力＝転がり抵抗馬力＋空気抵抗馬力 （＋登坂抵抗馬力＋加速抵抗馬力）
転がり抵抗馬力＝車速の１次関数
空気抵抗馬力＝車速の３次関数

●(2)駆動系
車速＝エンジン最高回転数÷（変速機の変速比×最終減速比×タイヤの円周長）

●(3)トラクション
タイヤの駆動摩擦力による伝達馬力 ＞ 駆動馬力
タイヤの駆動摩擦＝凝着摩擦＋ヒステリシス（変形）摩擦

もちろん、エンジン、駆動系、車体などが、その車速に必要な強度を有することは、当然ながら必要です。

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実際に数値を検討してみましょう。

●計算例
・車両 ＝ フォード トリノ Takadega （1969年）
・エンジン排気量 ＝ 6990cc
・エンジン形式 ＝ V8型，OHV
・車両重量 ＝ 1712kg
・出力 ＝ 339.7馬力/5200rpm
・トルク ＝ 596Nm/4400rpm
・加速（0→60mph：0→96km/h） ＝ 5.8秒 ～ 非常に速い
・最高速度 ＝ 209.2km/h （4速手動変速機）

●駆動系の限界は？
・タイヤ ＝ F70-14 （タイヤ直径＝665.48mm）
・変速比 ＝ 1.000 （3速ATの場合；上のデータと少し違うので注意）
・最終減速比 ＝ 3.250
・エンジン最高回転数 ＝ 5300rpm （上記のエンジン最高出力回転数5200rpmから推定）

→ 最高速度 ＝ 204.56km/h

●走行抵抗の限界は？
・Cd ＝ 0.36 （仮定）
・前面投影面積 ＝ 2.10m2 （仮定）
・（エンジン出力 ＝ 339.7馬力） に見合う最高速度 ＝ 281.8km/h

以上から，走行抵抗の限界で最高速度が決まっているわけではなく，駆動系の限界として最高速が決まっていることがわかります。

●なぜか？
米国での最高速度は約104km/h（65mph）です（一部，120km/h）。このため200km/hを超えるような最高速度は，ほとんど必要ではありません。一方，加速性能は高い方が良いので，最高速を抑え気味にして，低速域の加速を稼ぐギア比設定になっています。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

質問者からのお礼コメント

皆様回答ありがとうございました。まさかギヤ比で最高速度が変わってくるとは思いませんでした。

Answer 2

これらのアメ車は200キロしか出ないと言うより、200キロしか出ないようなセッティングしかしてないというのが正しいです。


これはアメリカの国民性なのですが、大トルクで力強く加速する車が大好きです。
普段使わないような最高速は求めていません。

そのため、大排気量、大トルク、大型車体が特徴です。


また、常用速度でのトルクを生かした、ギヤ比にすると、どうしても最高速が犠牲になります。

さらに、当時の技術ではMTは5速までありましたが、ATはせいぜい3速が限界でした。


マニュアルが主流のヨーロッパと違い、アメリカでは楽に運転できるATがかなり早い時期から普及しています。

3速ATで常用域で十分はトルクを引き出すと、最高速はおのずと下がってしまいます。


同年代のフェラーリなら280ｋｍ出ますが、常用域ではトルクがスカスカでエンジンを回さないと全然加速しないです。
たいして、アメ車は最高速を抑えてますが、トルクがすさまじいので、楽々運転できます。


2000GTなんかは200キロ出ますが、これはスポーツエンジン等、スポーツ性能を高めた車だからです。



逆にこれらのマッスルカーは排気量はやや大きめですが、アメリカでは一般的な乗用車です。
パワーはすごいですけど、200キロ以上の高速で走れるような部品でできてません。

Answer 3

車のスピードは単純にエンジンのパワーとトルクで決まるわけではなく、
ミッションのギヤ比や車両重量が大きく影響いたします。
あとは、それに見合うシャーシや足回りも必要です。
たとえば、足回りやシャーシ等がノーマルの軽トラの荷台にF１のエンジンを載せたとして考えると、
まずはクラッチが一発で逝ってしまいます。
仮にスタートしても、軽トラで200キロOverを想像してみてください
あの細いタイヤ、デフ、板バネのサス…

きっとどこかが悲鳴を上げるとおもいます。
結局トータルバランスが必要なんです。

また7000ccもあるととにかくエンジンが重い、クランクシャフトも異常なまでにでかい重い
となれば回転数も上がらないということになります。
ダンプとかと同じと思えば理解しやすいかも知れません、スペック的には似ているかも…

Answer 4

でかいエンジンは重いです。
当然そのエンジンを乗っける車体も大きく重いです。
４００馬力あっても車体が重くてスピード出ないのではないかな？
因みに関係ないですが、蒸気機関車は1560馬力ありますが、最高速度は80km/hです。

Answer 5

最高出力が発生する回転数を調べてみれば分かるかも知れませんね。

Answer 6

最高速はエンジンの回転数とミッション・デファレンシャル・タイヤを含めた最終ギヤ比で決まります

幾らパワーが有ったところでエンジンが吹け切ってしまえば、それ以上の速度の伸びはありません

基本的には最高速＝エンジン回転数×ギヤ比って事です

当時の国産車の多くは吹けきらなかったですよw