氣冷發動機

主要文章：內燃機冷卻

氣冷發動機直接依靠空氣的循環直接通過散熱鰭或發動機的熱區域來冷卻它們，以使發動機保持在工作溫度下。氣冷設計比其液冷對應物要簡單得多，該液冷劑需要單獨的散熱器，冷卻液儲層，管道和泵。

氣冷發動機在重量或簡單性是主要目標的應用中廣泛看到。它們的簡單性使它們適合在小型應用程序中使用，例如電鋸和割草機，小型發電機和類似的角色。這些品質還使其非常適合航空使用，在通用航空飛機中廣泛使用，並用作較大飛機上的輔助電源單位。尤其是它們的簡單性也使它們在摩托車上很常見。

來自氣冷航空發動機的圓柱體， Contental C85 。注意鋼缸槍管和鋁製缸蓋的鰭行。鰭提供了額外的表面積，以使空氣穿過氣缸並吸收熱量。

介紹

大多數現代的內燃機都是通過發動機塊和氣缸蓋中的通道載有液體冷卻劑的閉路冷卻。這些通道中的液體吸收熱量，然後流入熱交換器或散熱器，在那裡冷卻液將熱量釋放到空氣中（或在海洋發動機的情況下）。因此，儘管它們最終不是用液體冷卻的，但由於熱量與空氣等其他流體交換，因此由於液體冷卻劑電路，它們被稱為液體冷卻。

相比之下，由氣冷發動機產生的熱量直接釋放到空氣中。通常，這是用覆蓋氣缸蓋和圓柱體外部的金屬鰭促進的，這些金屬鰭會增加空氣可以作用的表面積。使用風扇和裹屍布可以用大量的空氣進行有效的冷卻，也可以通過使用良好設計和傾斜的鰭的天然空氣流進行有效的冷卻。

在所有燃燒發動機中，產生的熱量中有很大一部分大約44％，逃脫了排氣。又有8％左右的油在油中，必須在油冷卻器中冷卻。這意味著不到一半的熱量必須通過其他系統去除。在風冷發動機中，只有大約12％的熱量通過金屬鰭流出。空氣冷卻的發動機通常會吵鬧，但是它提供了更簡單的功能，在維修和零件更換時會帶來好處，並且通常更便宜。

申請

道路車輛

本田CB1100

許多摩托車使用空氣冷卻，以減輕重量和復雜性。當前的生產汽車很少有氣冷發動機（例如Tatra 815 ），但從歷史上看，許多大容量汽車很常見。發動機氣缸的方向通常在單缸或以兩組為單位的組中找到，並且圓柱通常以水平方式作為平坦發動機定向，而使用垂直的四個發動機。以大致按時間順序排列的過去氣冷公路車輛的例子包括：

航空

在1920年代和30年代，在航空業中，關於氣冷與液冷設計的優點進行了激烈的辯論。在此期間開始時，用於冷卻的液體是在環境壓力下的水。流體帶走的熱量是其容量以及輸入和輸出溫度差異的函數。由於水的沸點會隨著較低的壓力而降低，並且由於蒸汽而無法有效泵送水，因此散熱器必須具有足夠的冷卻能力來考慮飛機爬升時冷卻能力的損失。產生的輻射器很大，引起了大量的空氣動力阻力。

這使得兩種設計在拖動方面大致相等，但是氣冷設計幾乎總是更輕，更簡單。 1921年，美國海軍主要是由於指揮官布魯斯·萊頓（Bruce G. Leighton）的努力，認為氣冷設計的簡單性將導致維護工作量減少，這是鑑於航空母艦的工作區有限的最重要的。 Leighton的努力導致了Pratt＆Whitney and Wright Aeronautical的海軍承銷風冷發動機開發。

大多數其他團體，尤其是在飛機績效迅速改善的歐洲，更關心阻力問題。雖然氣冷設計在輕型飛機和培訓師以及某些運輸飛機和轟炸機上很常見，但液體冷卻的設計對於戰鬥機和高性能轟炸機來說仍然更為常見。 1929年推出NACA COWL ，這一問題令人震驚，儘管納卡·考爾（NACA Cowl）的額葉區域較大，但儘管較大的額葉區域大大減少了氣冷發動機的阻力，而與冷卻有關的阻力很大程度上均大大減少了。

在1920年代後期到1930年代後期，許多歐洲公司引入了冷卻系統，使水在壓力下保持高溫，而無需沸騰，又帶走了更多的熱量，從而減少了所需的水量和散熱器的大小高達30％。他們還可以使用蒸發冷卻完全消除散熱器，從而使其轉向蒸汽，並通過位於機翼和機身皮膚下方的管道運行蒸汽，在那裡快速移動的外部空氣將其凝結回水中。儘管該概念在1930年代後期被用於許多創紀錄的飛機，但由於各種原因，它始終被證明是不切實際的。

1929年，柯蒂斯（Curtiss）開始在柯蒂斯D-12發動機中用乙二醇代替水的實驗。與水冷卻的設計相比，乙二醇最多可以運行250℃，並將散熱器尺寸降低50％。實驗非常成功，到1932年，該公司將所有未來的設計都切換到了這種冷卻液。當時，聯合卡比德（Union Carbide）壟斷了製造甘油的工業過程，因此最初僅在美國使用，艾莉森引擎不久之後就將其撿起。直到1930年代中期，勞斯萊斯（Rolls-Royce）採用了供應，隨著供應的改善，將所有引擎轉換為乙二醇。由於系統中的散熱器要小得多，並且系統中的流體較少，因此這些設計的重量和阻力遠低於現代風冷設計。這些液冷設計的重量為基礎，提供了高達30％的性能。

在戰後時代和後時代，高性能領域迅速轉移到噴氣發動機上。這奪走了後期模型液冷發動機的主要市場。那些留下活塞力量的角色主要是設計較慢和平民飛機。在這些角色中，拖動的簡單性和減少更為重要，從戰爭結束時，幾乎所有活塞航空引擎都已進行了風冷，但很少有例外。

截至2020年， Lycoming和Continental生產的大多數發動機都是由輕型飛機捲心菜，塞斯納等主要製造商使用的。使用氣冷發動機技術的其他發動機生產是ULPOPTOR和JABIRU ，在輕型運動飛機（ LSA ）和超輕飛機市場中更為活躍。 Rotax結合了氣冷缸和液冷缸蓋的組合。

柴油發動機

一些小型柴油發動機，例如Deutz AG和Lister Petter製造的發動機是風冷的。塔特拉（Tatra）可能是唯一的大型歐元5卡車風冷發動機（v8 320 kW電源2100 n·m扭矩）。

固定或便攜式發動機

固定或便攜式發動機是在1900年代初推出的。第一家商業生產是由美國密歇根州蘭辛的新的Way Way Motor Company。該公司以水平和垂直缸格式的單缸和雙圓柱體生產風冷發動機。在全球出口的最初生產之後，其他公司佔據了這種冷卻方法的優勢，尤其是在小型便攜式發動機中。應用包括割草機，發電機，舷外電動機，泵套裝，鋸凳和輔助發電廠等等。