風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)采用空氣作為冷卻介質(zhì)，故又稱空氣冷卻。由風(fēng)扇產(chǎn)生的高速運(yùn)動(dòng)的空氣直接將高溫零件的熱量帶走，使柴油機(jī)在最適宜的溫度下工作。在氣缸和氣缸蓋外壁都布置了散熱片，用以增加散熱面積，還布置了導(dǎo)風(fēng)罩、導(dǎo)流板，用以合理地分配冷卻空氣和提高空氣利用率，使冷卻效果更有效和均勻。風(fēng)冷系統(tǒng)主要由散熱片、風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)罩和導(dǎo)流板等組成。與水冷系統(tǒng)相比，風(fēng)冷系統(tǒng)具有零件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整機(jī)重量較輕、使用維修比較方便和對(duì)地區(qū)環(huán)境變化（如缺水、嚴(yán)寒和酷熱等）適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，但風(fēng)冷系統(tǒng)也有噪聲較大、熱負(fù)荷較高、風(fēng)扇消耗功率較大和充氣系數(shù)較低等缺點(diǎn)。

1、風(fēng)冷系統(tǒng)的布置

根據(jù)柴油機(jī)氣缸的排列、風(fēng)扇類型和安裝位置，風(fēng)冷系統(tǒng)的布置常有以下幾種。

① 采用離心式風(fēng)扇的單缸柴油機(jī) 

如圖1所示為其冷卻系統(tǒng)布置示意圖。單缸柴油機(jī)的離心式風(fēng)扇往往與飛輪鑄在一起，布置在柴油機(jī)后端，由曲軸直接驅(qū)動(dòng)。空氣由進(jìn)風(fēng)口軸向吸入，從風(fēng)扇蝸殼流出的氣流由導(dǎo)風(fēng)罩引向氣缸和氣缸蓋進(jìn)行冷卻。這種布置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，沒(méi)有專門的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，冷卻氣流轉(zhuǎn)彎少，流動(dòng)阻力較小。小型風(fēng)冷柴油機(jī)多采用這種布置形式。

② 采用軸流式風(fēng)扇的直列式多缸柴油機(jī)

圖2所示為其冷卻系統(tǒng)布置示意圖。軸流式風(fēng)扇通過(guò)V帶由曲軸驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇布置在內(nèi)燃機(jī)前端。空氣軸向流動(dòng)，由風(fēng)扇吸入并壓進(jìn)由導(dǎo)流罩2組成的風(fēng)室中，分別冷卻各個(gè)氣缸后經(jīng)分流板流出。設(shè)置分流板是為了合理地組織空氣流動(dòng)的路線，以達(dá)到提高冷卻效果和使各缸冷卻較均勻的目的。

③ 采用軸流式風(fēng)扇的V型柴油機(jī)

如圖3所示為其冷卻系統(tǒng)布置示意圖。軸流式風(fēng)扇布置在發(fā)動(dòng)機(jī)前端的兩排氣缸夾角中間，通過(guò)V帶由曲軸驅(qū)動(dòng)。冷卻后的空氣分別由兩排氣缸的下側(cè)排出。

2、風(fēng)冷系統(tǒng)冷卻強(qiáng)度的調(diào)節(jié)

風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻強(qiáng)度取決于流經(jīng)其散熱片的空氣流速。改變冷卻空氣的流速，便可改變冷卻強(qiáng)度。調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度常用的方法有以下兩種。

① 改變風(fēng)扇轉(zhuǎn)速

風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高，扇風(fēng)量增加，冷卻效果加強(qiáng)；反之，冷卻效果減弱。在熱負(fù)荷低時(shí)，減小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，既能降低冷卻強(qiáng)度，又能降低風(fēng)扇噪聲，而且還降低了風(fēng)扇消耗的功率，是一種比較好的調(diào)節(jié)方法。一般采用液力偶合器傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的無(wú)級(jí)調(diào)速。通常是利用裝在排氣管或排風(fēng)口處的感溫元件，控制進(jìn)入液力偶合器的油量，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

② 節(jié)流控制

通過(guò)在風(fēng)扇進(jìn)口處設(shè)置感溫元件，控制改變百葉窗或節(jié)流閥開(kāi)度的大小，即可改變冷卻空氣進(jìn)口、流通通道或出口的面積，從而改變流經(jīng)散熱片空氣的流速和流量，以達(dá)到控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻強(qiáng)度的目的。這種方法比較簡(jiǎn)單，但由于風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不變，不能減少風(fēng)扇消耗的功率，流動(dòng)阻力增大，從而影響柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。

3、道依茨（Deutz）BF8L413F風(fēng)冷柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)

雖然現(xiàn)代柴油機(jī)以水冷式為主，但風(fēng)冷式在小功率柴油機(jī)上使用較廣泛，工程機(jī)械（如發(fā)電用）上應(yīng)用較大功率的風(fēng)冷柴油機(jī)也有應(yīng)用實(shí)例。比如我國(guó)引進(jìn)生產(chǎn)的道依茨BF8L413F風(fēng)冷柴油發(fā)電機(jī)組就是一例。

該機(jī)為V型8缸渦輪增壓的四沖程柴油機(jī)，2500r/min時(shí)最大輸出功率為235.4kW。增壓后的空氣經(jīng)過(guò)中間冷卻。由于熱負(fù)荷較高，潤(rùn)滑油也由機(jī)油散熱器進(jìn)行冷卻。

軸流式風(fēng)扇布置在柴油機(jī)前端的V形夾角之間，由曲軸功率輸出端通過(guò)齒輪系統(tǒng)、彈性聯(lián)軸器及液力偶合器驅(qū)動(dòng)，道依茨BF8L413F柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)如圖4、圖5所示。軸流式風(fēng)扇的動(dòng)葉輪8將空氣壓入導(dǎo)流罩組成的風(fēng)室4中，部分空氣流經(jīng)氣缸和氣缸蓋上的散熱片，冷卻左、右兩排氣缸，另一部分空氣流經(jīng)中冷器2、機(jī)油散熱器1和液力變矩器油散熱器3，以冷卻從增壓器出來(lái)的空氣以及柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑油和傳動(dòng)系統(tǒng)中的液力變矩器油。

該機(jī)冷卻風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)如圖6所示。在動(dòng)葉輪前設(shè)置了導(dǎo)流用的靜葉輪，動(dòng)葉輪有8個(gè)葉片，靜葉輪有21個(gè)葉片，靜葉輪葉片與風(fēng)扇外圈壓配。靜葉輪的輪轂內(nèi)安裝有液力偶合器，液力偶合器的傳動(dòng)介質(zhì)是柴油機(jī)的潤(rùn)滑油。在泵輪前端，安裝有離心式機(jī)油濾清器外殼，從主油道引出的潤(rùn)滑油由進(jìn)油口進(jìn)入殼內(nèi)，油在殼中被帶著旋轉(zhuǎn)，其中的雜質(zhì)在離心力的作用下積附在外殼壁上，清潔的潤(rùn)滑油從泵輪上的6個(gè)進(jìn)油孔進(jìn)入液力偶合器中。渦輪和風(fēng)扇動(dòng)葉輪安裝在從動(dòng)軸7上，泵輪由風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，風(fēng)扇葉輪便由渦輪帶動(dòng)，使其同向旋轉(zhuǎn)。流到液力偶合器外面的油，經(jīng)回油孔返回油底殼中。