Другим важным фактором, определяющим число цилиндров, является объем отдельного цилиндра. Когда уменьшается объем цилиндра, он уменьшается быстрее, чем площадь его поверхности. Это означает, что большее количество тепла, получаемого от сгорания топлива, передается через стенки цилиндра охлаждающей жидкости, вместо того чтобы помогать расширению газов в камере сгорания и давить на поршень. Разработчики двигателей для легковых автомобилей считают, что объем отдельного цилиндра должен быть равен 200 см3 для получения минимальной эффективности, а предпочтительнее иметь 300 см3 (или больше) на цилиндр. С другой стороны, очень большой цилиндр может не позволить топливу сгореть полностью за время рабочего хода. Как только проскочит искра между электродами свечи зажигания, фронт пламени начинает распространяться через топ-ливно-воздушную смесь с довольно равномерной скоростью. Если диаметр цилиндра имеет величину существенно большую, чем 100 мм, фронт пламени может не достичь стенок цилиндра за то очень короткое время, которое отводится на перемещение поршня в рабочем ходе, и часть несго-ревшего топлива будет удаляться вместе с выхлопом. Чтобы избежать этой опасности, конструкторы ограничивают максимальный объем одного цилиндра до 800 см3.


Эти критерии размерности цилиндров означают, что при создании двигателя объемом менее 1 литра, конструкторы скорее отдадут предпочтение 3-цилиндровому двигателю, чем 4-цилиндровому, в то время как для двигателей объемом больше 4 литров, как минимум, 6 цилиндров являются основой. Неизбежно появляется чувство, что где-то между этими двумя пределами располагается золотая середина — цилиндр объемом около 500 см3, который автоматически приводит к 4-цилиндровому 2-литровому двигателю, 6-цилиндровому 3-литровому и двигателю V-8 4-литровому.