Malheureusement abandonné sur les véhicules récents, le refroidissement par air est extrêmement simple.
Les moteurs qui sont refroidis par air vont utiliser une conception de cylindre de moteur qui ajoute des ailettes de refroidissement sur le dessus de la culasse du piston et tout autour du cylindre. Ces ailettes vont alors évacuer la chaleur par rayonnement et l’éloigner du cylindre.
Lorsque le véhicule roule et que le moteur fonctionne, l’air est envoyé sur les ailettes afin de dissiper davantage encore la chaleur. Un ventilateur à entraînement par courroie qui souffle sur les ailettes ou un ventilateur électrique peut être intégré sur certains véhicules, afin de maintenir le moteur froid. D’autres moteurs vont chauffer l’intérieur de l’habitacle en utilisant l'air chaud qui s'échappe du moteur.
Les moteurs qui sont refroidis par air ont des difficultés à maintenir une température de fonctionnement optimale constante. Dans des conditions de chaleur extrême ou de froid intense, le fonctionnement du moteur peut être affecté.
Les moteurs refroidis par air comportent des avantages : ils sont plus légers, n’ont pas besoin de pompes à eau, de liquide de refroidissement ou de tuyaux, de thermostats ou de radiateurs.
Parmi les inconvénients majeurs, on peut constater une chauffe rapide et un mauvais maintien de la température constante du moteur. Ce qui peut affecter les performances du moteur, mais aussi les émissions en cas de changements climatiques importants, notamment en été avec des températures élevées ou en hiver avec des températures extrêmement froides.
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