Meu palpite seria congestionamento de rede ou sobrecarga de rede. Suas máquinas jmeter não só se conectam ao cliente, mas também estão enviando de volta os resultados para a máquina mestre jmeter. Mais máquinas jmeter nem sempre significam mais carga na sua aplicação.
Tente encontrar os registros de tempo do httpd, e tente encontrar o througput da rede para todas as máquinas e veja o que você faz. Espero que isto ajude. Felicidades!