Das Verdichtungsverhältnis bezieht sich auf das Volumen oder die Menge eines Luft-Kraftstoff-Gemischs, das der Brennraum eines Verbrennungsmotors im leeren Zustand aufnehmen kann, wenn er leer ist und im Vergleich zu dem Volumen, das es hält, wenn das Gemisch auf das kleinste komprimiert wird Größe möglich. Dieses Verhältnis gilt sowohl für Verbrennungsmotoren, wie sie in modernen Fahrzeugen zu finden sind, als auch für selten eingesetzte Verbrennungsmotoren. Diesel- und gasbetriebene Motoren haben gleichermaßen jeweils ein Verdichtungsverhältnis, obwohl die Konstruktion des Dieselmotors ein höheres Verdichtungsverhältnis fördert. Motoren mit höheren Verdichtungsverhältnissen gelten im Allgemeinen als besser, da sie mehr Leistung erzeugen und gleichzeitig die Effizienz beibehalten.
Um das Verdichtungsverhältnis eines Motors zu berechnen, würde ein Ingenieur zuerst das Volumen berechnen, das ein Zylinder im Motor aufnehmen kann, wenn sich der Kolben am Boden des Zylinders befindet. Während eines Hubs des Motors bewegt sich der Kolben von unten nach oben und komprimiert das Luft-Kraftstoff-Gemisch. Nachdem er das Volumen des Zylinders ermittelt hat, wenn der Kolben unten und daher noch nicht komprimiert ist, müsste der Ingenieur dann das Volumen berechnen, wenn der Kolben oben ist und das Luft-Kraftstoff-Gemisch komprimiert wurde. Ein Übersetzungsverhältnis wie 13:1 bedeutet beispielsweise, dass der Motor bei abgesenktem Kolben 13-mal mehr Volumen hat als bei komprimiertem Kolben. Die Menge des Luft-Kraftstoff-Gemischs ändert sich nicht, sondern wird einfach in einen deutlich kleineren Raum gepresst, um eine große Explosion zu erzeugen.
Dieselmotoren verwenden Kompression, um die Temperatur zu erzeugen, bei der Dieselöl
zündet das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das die nötige Kraft erzeugt, um das Fahrzeug voranzutreiben. Hohe Verdichtungsverhältnisse in Gasmotoren verursachen oft ein Problem, das als Motorklopfen bekannt ist. Dieselmotoren hingegen sind auf eine hohe Verdichtung ausgelegt, um zu funktionieren. Ein Verhältnis von 13:1 gilt bei einem Gasmotor als hoch, während ein Dieselmotor je nach Typ von 14:1 bis 23:1 reichen kann.
Hohe Verdichtungsverhältnisse bewirken mehr Leistung, indem sie Luft und Kraftstoff noch stärker als der Durchschnitt verdichten und so eine stärkere Explosion erzeugen. Die dichte Packung des Luft-Kraftstoff-Gemischs trägt dazu bei, dass sich sowohl Luft als auch Kraftstoff besser vermischen und bei einer Explosion mehr von dem Gemisch verdampft. Mehr Verdampfung ist ein Zeichen für einen höheren thermischen Wirkungsgrad, was bedeutet, dass der Motor besser funktioniert, ohne zu viel zusätzliche Energie zu verbrauchen, um diese Leistung zu gewinnen.
Der Nachteil eines höheren Verdichtungsverhältnisses bei einem Gasmotor ist die Möglichkeit des Motorklopfens oder -pings. Dies tritt auf, wenn eine größere Explosion als gewünscht auftritt und bewirkt, dass sich der Kolben zu schnell nach oben oder unten bewegt. Es entsteht ein lautes Klopfgeräusch und wenn es nicht behoben wird, kann dauerhaftes Motorklopfen den Motor dauerhaft beschädigen. Autos, die Benzin mit einer höheren Oktanzahl oder einen Klopfsensor verwenden, können höhere Verdichtungsverhältnisse verwenden, können aber immer noch nicht mit dem hohen Verhältnis eines Dieselmotors mithalten.