Polttomoottorin tilavuushyötysuhde heijastaa sylinteriin imemisen ja työväliaineen (eli polttoaine-ilmaseoksen tai pakokaasujen ) sylinteristä tulevan pakokaasun tehokkuutta. Tarkemmin sanottuna tilavuushyötysuhde on sylinteriin todella imetyn käyttönesteen määrän suhde (tai prosenttiosuus) itse sylinterin tilavuuteen ( vakioolosuhteissa). Siksi niillä moottoreilla, jotka voivat luoda paineita putkilinjan tuloaukoissa ympäristön paineen yläpuolella, voi olla yli 100 %:n tilavuushyötysuhde.
Volyymitehokkuutta voidaan parantaa monella tapaa. Näitä ovat erityisesti venttiilien optimaalisen avautumisasteen valinta (suhteessa sylintereiden tilavuuteen) ja virtaviivaisen porttirakenteen valinta.
Moottorit, joilla on korkea tilavuushyötysuhde, pystyvät yleensä käymään suuremmilla nopeuksilla ja pystyvät tuottamaan enemmän kokonaistehoa, koska moottorissa on vähemmän loistavia ilmaa sisään ja ulos.
Valmistajien yleinen lähestymistapa tilavuustehokkuuden lisäämiseksi on käyttää suurempia venttiilejä tai järjestelmiä, joissa on enemmän kuin kaksi venttiiliä sylinteriä kohden moniventtiilijärjestelmät
Suuret venttiilit parantavat imua ja ilmanottoa, mutta niillä on lisääntynyt massa. Moniventtiilijärjestelmä sisältää kaksi tai useampia venttiiliä, joiden yhdistetty pinta-ala on suurempi kuin yhden suuren venttiilin pinta-ala, kun taas moniventtiilijärjestelmässä on vähemmän massaa.
Monet urheiluautot käyttävät tarkasti laskettuja imuaukon sijoitusta ja pakojärjestelmän asetuksia siirtääkseen ilmaa sisään ja ulos moottorista järjestelmäresonanssin avulla. Kaksitahtimoottoreissa tämä idea on toteutettu käyttämällä paisuntakammioita , jotka palauttavat vuotavan ilma-polttoaineseoksen takaisin sylinteriin. Nykyaikaisempi tekniikka on säädettävä venttiilin ajoitus , joka ottaa huomioon vaikutuksen moottorin kierrosluvun tilavuushyötysuhteeseen: korkeammilla nopeuksilla moottori tarvitsee venttiilien olevan auki suuremman prosenttiosuuden syklin ajasta työnesteen siirtämiseksi sisään ja ulos. moottorista.
Yli 100 %:n tilavuushyötysuhde voidaan saavuttaa käyttämällä ahtimia tai turboahtimia – laitteita, jotka pakottavat ilmaa sylintereihin. Oikeilla asetuksilla voit saada yli 100 %:n tilavuushyötysuhteen ilmakehämoottoreissa. Tällaisten moottoreiden tilavuushyötysuhteen raja-arvo on noin 137 % [1] ; tällaisissa moottoreissa on tyypillisesti kaksi yläpuolista nokka-akselia ja neljä venttiiliä sylinteriä kohden.
Radikaalimpia ratkaisuja tilavuushyötysuhteen nostamisen ongelmaan ovat holkkiventtiileiden käyttö, joissa venttiilin sijaan holkki pyörii männän ympäri tai muissa tapauksissa holkki pyörii sylinterimäisten päiden alla. Tällaisessa järjestelmässä portit voivat olla niin suuria kuin tarvitaan. Käytännön rajoituksen asettaa kuitenkin vuorauksen lujuus: jos aukot ovat liian suuria, vuoraus voidaan puristaa niihin sylinterissä olevan paineen vaikutuksesta.