Moottorin hyötysuhteella tarkoitetaan moottorin akselille tuotetun tehon ja polttoaineen mukana moottoriin syötetyn polttoainetehon suhdetta. Näin ollen prosessin korkea hyötysuhde on ensiarvoisen tärkeä polttoaineen säästämiseksi sekä kustannusten ja päästöjen minimoimiseksi. Esimerkiksi rikki- ja hiilidioksidien päästöt ovat suoraan verrannolliset kulutettuun polttoainemäärään sekä polttoaineen sisältämän hiilen ja rikin pitoisuuteen. Isoilla diesel- ja kaasumoottoreilla on tyypillisesti hyvin korkea hyötysuhde ja tämän vuoksi myös matalimmat SO2 - ja CO2-ominais-päästöt verrattaessa eri moottorityyppejä keskenään samalla polttoainelaadulla.
Wärtsilän diesel- ja kaasumoottoreiden akselihyötysuhde on moottorityypistä riippuen 42 – 50%. Esim. kaasuturbiineista poiketen korkea hyötysuhde saavutetaan laajalla moottorin kuormitusalueella ja korkea hyötysuhde ja teho pysyvät lähes muuttumattomina laajalla tuloilman lämpötila-alueella. Tämä mäntämoottorin ominaisuus on tärkeä sekä laivoissa että voimalaitoksissa. Laivoissa moottorin kuormitus vaihtelee suurimman osan ajasta alueella 30 – 85%, ja tuloilman lämpötilan vaihtelut ovat suuret vuodenajan ja maantieteellisen sijainnin seurauksena.
Mäntämoottorivoimalaitoksissa korkeamman mahdollisesti esiintyvän tuloilman lämpötilan mukaan tehtävä laitoksen ylimitoitustarve on vähäinen. Lisäksi esimerkiksi isoon kaasuturbiiniin verrattuna monimoottori-installaatiossa etuna on, että moottoreiden optimaalista hyötysuhdealuetta voidaan hyödyntää operoimalla ainoastaan tarvittava lukumäärä moottoreita kuormitustarpeen mukaan.
Suurissa voimalaitoksissa hyötysuhdetta voidaan kohottaa muuttamalla osa pakokaasujen hukkalämmöstä sähköksi. Pakokaasujen lämpöenergiaa hyödyntävällä höyrykattilalla ja siihen yhdistetyllä höyryturbiinilla (ns. kombi-kytkennällä) voidaan sähköhyötysuhde nostaa noin 55%:iin. Toinen tapa on käyttää osa pakokaasujen hukkalämmöstä lämpöenergian tuottamiseen pakokaasukattilan avulla höyryn tai lämpimän veden muodossa. Tällaisessa sähkön ja lämmön yhteistuotannossa kokonaishyötysuhde on 75 – 90%.
Kolmen vuosikymmenen aikana Wärtsilän energiatehokkuudeltaan parhaimpien moottoreiden hyötysuhde on noussut noin 41%:sta noin 50%:iin. Tämä kehitys on saavutettu mm. korottamalla sylinterin painetta, nostamalla puristussuhdetta, lyhentämällä polttoaineen ruiskutusjaksoa, optimoimalla venttiilien ajoitusta ja parantamalla palamistapahtumaa. Hyötysuhteen parantamiskehityksen nopeus on jonkin verran laantunut viime vuosina yhä voimakkaampien typen oksidipäästöjen rajoitustarpeiden seurauksena. Wärtsilän tuotekehityksessä suoritusarvojen osalta hyötysuhteen nostaminen ja päästöjen vähentäminen ovat tärkeimpiä painopistealueita. Kilpailukyvyn säilyttäminen edellyttää tulevinakin vuosina hyötysuhteen parantamista typen oksidien kiristyvistä päästörajoituksista huolimatta Wärtsilän moottoreiden hyötysuhteen nostolla ja alentuneilla päästöillä on merkittävä ympäristön kuormitusta vähentävä vaikutus, koska isojen diesel- ja kaasumoottoreiden elinkaari on hyvin pitkä, eli tyypillisesti 25 – 50 vuotta.
