Eficiența volumetrică este unul dintre rapoartele cheie care ajută la determinarea gradului de performanță a unui motor de automobile sau a unei pompe hidraulice. Pe scurt, indică cantitatea de aer și combustibil care se află în cilindru la un moment specific al funcționării acestuia. Eficiența volumetrică este de obicei exprimată sub formă de procente. De obicei, cu cât procentul este mai mare, cu atât un motor este mai puternic și mai rapid.
Mai precis, eficiența volumetrică se ocupă de două lucruri: cantitatea maximă teoretică de aer pompată într-un motor și cantitatea reală de aer pompată. Maximul teoretic este determinat prin calcularea volumului total total al motorului, numit și deplasare – pe scurt, cât de mult aer poate încăpea în cilindrii unui motor. Un cilindru are volumul maxim atunci când pistonul din interior se află în poziția cea mai inferioară, cunoscută și sub numele de „centrul mort inferior”.
În termeni simpli, dacă puteți pompa 0.13 galoane (0.5 litri) de amestec aer-combustibil într-un cilindru cu un volum de 0.13 galoane (0.5 litri) în punctul mort inferior, ați atins o eficiență de 100% în volum. În schimb, dacă în cilindru intră doar 0.10 galoane (0.4 litri), ai atins o eficiență de volum de 80%.
În lumea reală, cantitatea reală de aer pompată în motor este rareori egală cu maximul său teoretic. Acest lucru se datorează diferiților factori, inclusiv pierderea prin frecare, scurgerile și designul motorului. Când aerul trebuie să treacă prin multe ture și supape pentru a ajunge la cilindri, este neapărat să apară o oarecare rezistență a aerului, lăsând o parte din aer în urmă. Pe un motor cu aspirație naturală – adică orice motor fără îmbunătățiri de pompare, cum ar fi turbocompresoare – acesta este de obicei cazul. Pasionații de automobile modifică adesea cu diferite părți ale motorului pentru a aduce cantitatea reală de aer mai aproape de maximul său teoretic; cu alte cuvinte, crește eficiența sa volumetrică.
Dispozitive precum turbocompresoarele și supraalimentatoarele măresc efectiv eficiența volumetrică a motorului cu peste 100%, deoarece cresc substanțial densitatea aerului în interiorul cilindrilor. În condiții statice, cum ar fi atunci când motorul este oprit, moleculele de aer din interiorul cilindrului ar putea umple toată deplasarea maximă a acestuia, dar ar fi relativ îndepărtate. Pomparea agresivă a aerului în cilindru, dimpotrivă, aduce acele molecule mai apropiate, rezultând o densitate mai mare a aerului.
Densitățile mai mari ale aerului au ca rezultat o ieșire de energie mai mare, deoarece cu cât puteți introduce mai mult aer în cilindru în faza de admisie – atunci când cilindrul coboară până la punctul mort – cu atât puteți amesteca mai mult combustibil cu el. Acest amestec aer-combustibil ultra-puternic este apoi comprimat de pistonul care se ridică până se aprinde, oferind mai multă putere puterii motorului și rezultând o performanță mai rapidă și mai puternică a motorului.