Sprawność objętościowa jest jednym z kluczowych wskaźników, które pomagają określić stopień wydajności silnika samochodowego lub pompy hydraulicznej. W skrócie wskazuje ilość powietrza i paliwa, która znajduje się w cylindrze w określonym momencie jego pracy. Wydajność wolumetryczna jest zwykle wyrażana w postaci procentowej. Zwykle im wyższy procent, tym mocniejszy i szybszy jest silnik.
Mówiąc dokładniej, sprawność wolumetryczna dotyczy dwóch rzeczy: teoretycznej maksymalnej ilości powietrza pompowanego do silnika oraz rzeczywistej ilości pompowanego powietrza. Teoretyczne maksimum jest określane przez obliczenie całkowitej pełnej objętości silnika, zwanej również wypornością — w skrócie, ile powietrza może zmieścić się w cylindrach silnika. Cylinder ma swoją maksymalną objętość, gdy tłok znajduje się w najniższym położeniu, znanym również jako „dolny martwy punkt”.
Mówiąc prościej, jeśli możesz wpompować 0.13 galona (0.5 litra) mieszanki powietrzno-paliwowej do cylindra o objętości 0.13 galona (0.5 litra) w dolnym martwym punkcie, osiągniesz 100% wydajności objętościowej. W przeciwieństwie do tego, jeśli tylko 0.10 galona (0.4 litra) dostanie się do cylindra, osiągniesz 80% wydajności objętościowej.
W rzeczywistym świecie rzeczywista ilość powietrza wtłaczanego do silnika rzadko osiąga teoretyczne maksimum. Wynika to z różnych czynników, w tym utraty tarcia, wycieków i konstrukcji silnika. Kiedy powietrze musi przejść przez wiele zakrętów i zaworów, aby dostać się do cylindrów, musi wystąpić pewien opór powietrza, pozostawiając część powietrza za sobą. W przypadku silnika wolnossącego — czyli dowolnego silnika bez ulepszeń pompowania, takich jak turbosprężarki — zwykle tak jest. Entuzjaści motoryzacji często manipulują różnymi częściami silnika, aby zbliżyć rzeczywistą ilość powietrza do teoretycznego maksimum; innymi słowy, zwiększ jego wydajność wolumetryczną.
Urządzenia takie jak turbosprężarki i turbosprężarki faktycznie zwiększają sprawność objętościową silnika o ponad 100%, ponieważ znacznie zwiększają gęstość powietrza wewnątrz cylindrów. W warunkach statycznych, takich jak wyłączenie silnika, cząsteczki powietrza wewnątrz cylindra byłyby w stanie wypełnić całą swoją maksymalną pojemność, ale byłyby stosunkowo daleko od siebie. Natomiast agresywne pompowanie powietrza do cylindra zbliża te cząsteczki do siebie, co skutkuje wyższą gęstością powietrza.
Większa gęstość powietrza skutkuje wyższą mocą wyjściową, ponieważ im więcej powietrza można zmieścić w cylindrze na etapie dolotowym — to znaczy, gdy cylinder opada do martwego punktu — tym więcej paliwa można z nim zmieszać. Ta niezwykle wydajna mieszanka paliwowo-powietrzna jest następnie sprężana przez wznoszący się tłok, aż do momentu zapłonu, co zapewnia większą moc na wyjściu silnika i skutkuje szybszymi, mocniejszymi osiągami silnika.