تبريد محرك الاحتراق الداخلي

تستخدم أنظمة تبريد محركات الاحتراق الداخلي الهواء أو السائل لإزالة الحرارة الزائدة . بالنسبة للمحركات الصغيرة أو ذات الأغراض الخاصة، يُعد التبريد باستخدام الهواء الجوي نظامًا خفيف الوزن وبسيطًا نسبيًا. يمكن للمركبات المائية استخدام الماء مباشرةً من البيئة المحيطة لتبريد محركاتها . أما بالنسبة للمحركات المبردة بالماء في الطائرات والمركبات البرية، فتُنقل الحرارة الزائدة من دائرة مغلقة من الماء، يُضخ عبر المحرك إلى الهواء المحيط بواسطة مشعاع .

يتمتع الماء بسعة حرارية أعلى من الهواء، وبالتالي يمكنه نقل الحرارة بسرعة أكبر بعيدًا عن المحرك، لكن وجود المبرد ونظام الضخ يزيد من الوزن والتعقيد والتكلفة. تستطيع المحركات ذات القدرة العالية تحريك أوزان أكبر، لكنها قد تولد أيضًا حرارة مهدرة أكثر، مما يعني أنها تُبرّد بالماء عادةً. تسمح المحركات الشعاعية بتدفق الهواء حول كل أسطوانة مباشرةً، مما يمنحها ميزة في التبريد الهوائي مقارنةً بالمحركات المستقيمة والمسطحة ومحركات V. تتميز المحركات الدوارة بتصميم مشابه، لكن أسطواناتها تدور باستمرار، مما يخلق تدفقًا للهواء حتى عندما تكون المركبة متوقفة.

يُفضّل تصميم الطائرات بشكل كبير التصميمات خفيفة الوزن والمبردة بالهواء. كانت المحركات الدوارة شائعة في الطائرات حتى نهاية الحرب العالمية الأولى ، لكنها عانت من مشاكل خطيرة في الاستقرار والكفاءة. أما المحركات الشعاعية، فكانت شائعة حتى نهاية الحرب العالمية الثانية ، إلى أن حلت محلها محركات التوربينات الغازية إلى حد كبير. ولا تزال الطائرات الحديثة ذات المحركات المروحية والاحتراق الداخلي تُبرّد بالهواء في الغالب. وتُفضّل السيارات الحديثة عمومًا القوة على الوزن، وعادةً ما تكون محركاتها مبردة بالماء. أما الدراجات النارية الحديثة، فهي أخف وزنًا من السيارات، وكلا طريقتي التبريد شائعتان فيها. ^{[ 1 ]} وتُبرّد بعض الدراجات النارية الرياضية بالهواء والزيت الذي يُرش أسفل رؤوس المكابس .

تُنتج المحركات الحرارية الطاقة الميكانيكية عن طريق استخلاص الطاقة من تدفقات الحرارة، تمامًا كما تستخلص عجلة الماء الطاقة الميكانيكية من تدفق كتلة تسقط عبر مسافة معينة. ونظرًا لانخفاض كفاءة هذه المحركات، فإن كمية الطاقة الحرارية الداخلة إليها تفوق الطاقة الميكانيكية الخارجة منها؛ والفرق بينهما هو حرارة مهدرة يجب التخلص منها. وتتخلص محركات الاحتراق الداخلي من هذه الحرارة المهدرة من خلال تبريد هواء السحب، وتسخين غازات العادم، وتبريد المحرك بشكل مباشر.

تتميز المحركات ذات الكفاءة العالية بفقدان طاقة أكبر على شكل حركة ميكانيكية، وطاقة أقل على شكل حرارة مهدرة. بعض هذه الحرارة المهدرة ضروري، فهو يوجه الحرارة عبر المحرك، تمامًا كما تعمل عجلة الماء فقط بوجود سرعة (طاقة) كافية في مياه الصرف لنقلها بعيدًا وإفساح المجال لمزيد من الماء. لذا، تحتاج جميع المحركات الحرارية إلى التبريد لتعمل.

يُعدّ التبريد ضروريًا أيضًا لأن درجات الحرارة المرتفعة تُلحق الضرر بمواد المحرك ومواد التشحيم، وتزداد أهميته في المناخات الحارة. تحرق محركات الاحتراق الداخلي الوقود بدرجة حرارة أعلى من درجة انصهار مواد المحرك، وهي درجة حرارة كافية لإشعال مواد التشحيم. يعمل تبريد المحرك على إزالة الطاقة بسرعة كافية للحفاظ على انخفاض درجات الحرارة حتى يتمكن المحرك من العمل. ^{[ 2 ]}

تعمل بعض المحركات عالية الكفاءة دون تبريد صريح، مع فقدان حرارة عرضي فقط، وهو تصميم يُسمى التصميم الأديباتي . يمكن لهذه المحركات تحقيق كفاءة عالية، ولكنها تُؤثر سلبًا على القدرة الناتجة، ودورة التشغيل، ووزن المحرك، والمتانة، والانبعاثات.

تُبرَّد معظم محركات الاحتراق الداخلي إما بالهواء (سائل غازي) أو بسائل تبريد يمر عبر مبادل حراري ( مبرد ) يُبرَّد بالهواء. أما المحركات البحرية وبعض المحركات الثابتة، فتتوفر لها كميات كبيرة من الماء بدرجة حرارة مناسبة. يمكن استخدام الماء مباشرةً لتبريد المحرك، ولكنه غالبًا ما يحتوي على رواسب قد تسد قنوات التبريد، أو مواد كيميائية، كالملح، التي قد تُلحق الضرر بالمحرك. لذا، يُمرَّر سائل تبريد المحرك عبر مبادل حراري يُبرَّد بالماء.

تستخدم معظم المحركات المبردة بالسوائل مزيجًا من الماء ومواد كيميائية مثل مانع التجمد ، ومثبطات الصدأ، ومواد مضافة أخرى. تُعرف هذه الخلطات بمانعات التجمد، أو ما يُسمى أيضًا "سائل تبريد المحرك"، وهي عادةً سوائل أساسها الجليكول، وتحتوي على مزيج من الإيثيلين جليكول ، ومواد مضافة، والماء. تشمل الأنواع الشائعة من سوائل التبريد تقنية الأحماض غير العضوية (IAT)، وتقنية الأحماض العضوية (OAT)، وتقنية الأحماض العضوية الهجينة (HOAT). بعض مانعات التجمد لا تستخدم الماء على الإطلاق، بل تعتمد على سوائل ذات خصائص مختلفة، مثل البروبيلين جليكول أو مزيج من البروبيلين جليكول والإيثيلين جليكول. بينما تعتمد المحركات المبردة بالهواء بشكل أساسي على الهواء لتنظيم درجة الحرارة، يستخدم العديد منها أيضًا تبريد الزيت للمساعدة في الحفاظ على درجات حرارة مثالية لكل من مكونات المحرك والزيت نفسه. تستخدم معظم المحركات المبردة بالسوائل بعض التبريد الهوائي، حيث تعمل شوط سحب الهواء على تبريد غرفة الاحتراق. ويُعد محرك وانكل استثناءً ، حيث لا يتم تبريد بعض أجزاء غرفة الاحتراق عن طريق السحب، مما يتطلب جهدًا إضافيًا للتشغيل الناجح.

تتطلب أنظمة التبريد العديد من المتطلبات. أحد أهمها هو تبريد المحرك بالكامل بكفاءة، إذ أن ارتفاع درجة حرارة أي جزء منه قد يؤدي إلى تعطل المحرك بأكمله. لذا، من الضروري أن يحافظ نظام التبريد على جميع الأجزاء عند درجات حرارة منخفضة مناسبة. تتميز المحركات المبردة بالسوائل بإمكانية تغيير حجم ممرات التبريد داخل كتلة المحرك، مما يسمح بتكييف تدفق سائل التبريد مع احتياجات كل منطقة. قد تتطلب المناطق ذات درجات الحرارة القصوى المرتفعة (مثل الجزر الضيقة حول غرفة الاحتراق) أو التدفق الحراري العالي (مثل منافذ العادم) تبريدًا مكثفًا. هذا يقلل من احتمالية ظهور النقاط الساخنة، التي يصعب تجنبها في أنظمة التبريد الهوائي. كما يمكن للمحركات المبردة بالهواء تغيير قدرة التبريد باستخدام زعانف تبريد متقاربة في تلك المنطقة، إلا أن ذلك قد يجعل تصنيعها صعبًا ومكلفًا.

تُبرَّد الأجزاء الثابتة فقط من المحرك، مثل كتلة المحرك ورأس الأسطوانات، مباشرةً بواسطة نظام التبريد الرئيسي. أما الأجزاء المتحركة، مثل المكابس، وبدرجة أقل عمود المرفق وأذرع التوصيل ، فتعتمد على زيت التشحيم كمبرد، أو على كمية محدودة جدًا من التبريد بالتوصيل إلى كتلة المحرك ومنها إلى نظام التبريد الرئيسي. غالبًا ما تحتوي المحركات عالية الأداء على كمية إضافية من الزيت، تتجاوز الكمية اللازمة للتشحيم، تُرش لأعلى على الجزء السفلي من المكبس لزيادة التبريد. وتعتمد الدراجات النارية المبردة بالهواء بشكل كبير على التبريد بالزيت بالإضافة إلى التبريد الهوائي لأسطوانات المحرك.

تحتوي المحركات المبردة بالسوائل عادةً على مضخة تدوير. اعتمدت المحركات الأولى على التبريد الحراري الذاتي فقط، حيث يخرج سائل التبريد الساخن من أعلى كتلة المحرك ويمر إلى المبرد، حيث يبرد قبل أن يعود إلى أسفل المحرك. وكان التدوير يتم بواسطة الحمل الحراري فقط.

وتشمل المتطلبات الأخرى التكلفة والوزن والموثوقية ومتانة نظام التبريد نفسه.

يتناسب انتقال الحرارة بالتوصيل طرديًا مع فرق درجة الحرارة بين المواد. فإذا كانت درجة حرارة معدن المحرك 250  درجة مئوية، ودرجة حرارة الهواء 20  درجة مئوية، فإن  فرق درجة الحرارة اللازم للتبريد يبلغ 230 درجة مئوية. ويستفيد المحرك المبرد بالهواء من هذا الفرق بالكامل. في المقابل، قد ينقل المحرك المبرد بالسوائل الحرارة من المحرك إلى سائل، مما يؤدي إلى تسخين السائل إلى 135  درجة مئوية (يمكن تجاوز درجة غليان الماء القياسية البالغة 100  درجة مئوية نظرًا لأن نظام التبريد مضغوط ويستخدم مزيجًا مع مانع التجمد)، ثم يُبرد السائل  بهواء درجة حرارته 20 درجة مئوية. في كل خطوة، يكون فرق درجة الحرارة في المحرك المبرد بالسوائل نصف ما هو عليه في المحرك المبرد بالسوائل، ولذلك يبدو في البداية أنه يحتاج إلى ضعف مساحة التبريد.

مع ذلك، تؤثر خصائص سائل التبريد (الماء أو الزيت أو الهواء) أيضًا على عملية التبريد. فعلى سبيل المثال، عند مقارنة الماء والزيت كسوائل تبريد، يمكن لغرام واحد من الزيت امتصاص حوالي 55% من الحرارة اللازمة لارتفاع درجة الحرارة نفسه (وهي ما تُسمى بالسعة الحرارية النوعية ). تبلغ كثافة الزيت حوالي 90% من كثافة الماء، لذا فإن حجمًا معينًا من الزيت لا يمتص سوى حوالي 50% من طاقة الحجم نفسه من الماء. تبلغ الموصلية الحرارية للماء حوالي أربعة أضعاف موصلية الزيت، مما يُساعد على نقل الحرارة. قد تكون لزوجة الزيت أعلى بعشر مرات من لزوجة الماء، مما يزيد من الطاقة اللازمة لضخ الزيت للتبريد، ويُقلل من صافي قدرة المحرك.

بمقارنة الهواء والماء، نجد أن الهواء يتميز بسعة حرارية أقل بكثير لكل غرام ولكل وحدة حجم (4000)، وموصلية حرارية أقل من عُشر موصلية الماء، ولكنه يتميز أيضًا بلزوجة أقل بكثير (أقل بحوالي 200 مرة: 17.4 × 10⁻⁶ ^{باسكال.ثانية} للهواء مقابل 8.94 × 10⁻⁴ باسكال.ثانية ^للماء ). وبناءً على الحسابات الواردة في الفقرتين السابقتين، يحتاج تبريد الهواء إلى مساحة سطح أكبر بعشر مرات، وبالتالي إلى زعانف أكبر، كما يحتاج الهواء إلى سرعة تدفق أكبر بـ 2000 مرة، مما يعني أن مروحة إعادة تدوير الهواء تحتاج إلى طاقة أكبر بعشر مرات من مضخة إعادة تدوير الماء.

قد يُمثل نقل الحرارة من الأسطوانة إلى مساحة سطحية كبيرة للتبريد الهوائي تحديًا، بما في ذلك صعوبة تصنيع الأشكال اللازمة لنقل الحرارة بكفاءة، والمساحة المطلوبة لتدفق كمية كبيرة من الهواء بحرية. يغلي الماء عند درجة حرارة مماثلة تقريبًا لدرجة الحرارة المطلوبة لتبريد المحرك. وهذا يُعد ميزة، إذ يمتص كمية كبيرة من الطاقة مع ارتفاع طفيف جدًا في درجة الحرارة (يُسمى حرارة التبخر )، مما يُساعد على تبريد الأجزاء، خاصةً عند تمرير تيار واحد من سائل التبريد فوق عدة أجسام ساخنة لتحقيق درجة حرارة موحدة. في المقابل، يؤدي تمرير الهواء فوق عدة أجسام ساخنة على التوالي إلى تسخين الهواء في كل خطوة، مما قد يُؤدي إلى تبريد زائد للأول وتبريد ناقص للأخير. مع ذلك، بمجرد غليان الماء، يُصبح عازلًا، مما يُؤدي إلى فقدان مفاجئ للتبريد عند تكوّن فقاعات البخار. قد يعود البخار إلى الماء عند اختلاطه بسائل التبريد الآخر، لذا قد يُشير مقياس حرارة المحرك إلى درجة حرارة مقبولة حتى لو كانت درجات الحرارة المحلية مرتفعة بما يكفي لإحداث تلف.

يحتاج المحرك إلى درجات حرارة مختلفة. يجب أن يكون مدخل الهواء، بما في ذلك ضاغط التوربو وأبواق السحب وصمامات السحب، باردًا قدر الإمكان. ويُستخدم مبادل حراري ذو تيار معاكس مع هواء تبريد قسري لتحقيق ذلك. يجب ألا تُسخّن جدران الأسطوانات الهواء قبل الضغط، كما يجب ألا تُبرّد الغاز أثناء الاحتراق. ويُعتبر الوصول إلى درجة حرارة 90  درجة مئوية حلاً وسطًا. ويتم ضبط لزوجة الزيت خصيصًا لهذه الدرجة. أي تبريد للعادم وتوربين الشاحن التوربيني يُقلل من الطاقة المتاحة للتوربين، لذا غالبًا ما يتم عزل نظام العادم بين المحرك والشاحن التوربيني للحفاظ على غازات العادم ساخنة قدر الإمكان.

قد تتراوح درجة حرارة هواء التبريد من أقل بكثير من درجة التجمد إلى 50  درجة مئوية. علاوة على ذلك، بينما تعمل محركات السفن أو القطارات لمسافات طويلة بحمل ثابت، فإن المركبات البرية غالبًا ما تتعرض لأحمال متغيرة على نطاق واسع وبسرعة. لذلك، صُمم نظام التبريد لتعديل درجة الحرارة بحيث لا يكون المحرك ساخنًا جدًا ولا باردًا جدًا. تشمل آليات تنظيم نظام التبريد حواجز قابلة للتعديل في تدفق الهواء (تُسمى أحيانًا "مصاريع" وتُشغل عادةً بواسطة منظم ضغط هوائي)؛ ومروحة تعمل إما بشكل مستقل عن المحرك، مثل المروحة الكهربائية، أو مزودة بقابض قابل للتعديل؛ وصمام حراري أو منظم حرارة يمكنه إيقاف تدفق سائل التبريد عند انخفاض درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع المحرك وسائل التبريد والمبادل الحراري بسعة حرارية معينة تُخفف من ارتفاع درجة الحرارة في التسارعات القصيرة. تقوم بعض أنظمة التحكم في المحرك بإيقاف تشغيله أو الحد من سرعته إلى النصف في حالة ارتفاع درجة حرارته. أما أنظمة التحكم الإلكترونية الحديثة في المحرك فتُعدّل التبريد بناءً على وضع الخانق لتوقع ارتفاع درجة الحرارة، وتحد من خرج طاقة المحرك للتعويض عن محدودية التبريد.

أخيرًا، قد تطغى اعتبارات أخرى على تصميم نظام التبريد. على سبيل المثال، يُعدّ الهواء مُبرّدًا ضعيفًا نسبيًا، لكن أنظمة التبريد الهوائي بسيطة، وعادةً ما ترتفع معدلات الأعطال مع مربع عدد نقاط العطل. كما أن تسربات الهواء المُبرّد الصغيرة لا تُقلّل من قدرة التبريد إلا بشكل طفيف. عندما تكون الموثوقية في غاية الأهمية، كما هو الحال في الطائرات، قد يكون من المُجدي التضحية بالكفاءة، وطول العمر (الفترة بين عمليات إعادة بناء المحرك)، والهدوء لتحقيق موثوقية أعلى قليلًا؛ فعواقب تعطل محرك الطائرة وخيمة للغاية، حتى أن زيادة طفيفة في الموثوقية تستحق التضحية ببعض الخصائص الجيدة الأخرى لتحقيقها.

تُستخدم المحركات المبردة بالهواء والمحركات المبردة بالسوائل على نطاق واسع. ولكل نوع مزايا وعيوب، وقد تُفضّل بعض التطبيقات نوعًا على آخر. فعلى سبيل المثال، تستخدم معظم السيارات والشاحنات محركات مبردة بالسوائل، بينما تُبرّد العديد من محركات الطائرات الصغيرة والمحركات منخفضة التكلفة بالهواء.

يصعب وضع تعميمات بشأن المحركات المبردة بالهواء والمحركات المبردة بالسوائل. تُختار محركات الديزل المبردة بالهواء لضمان موثوقيتها حتى في درجات الحرارة المرتفعة للغاية، لأن التبريد بالهواء أبسط وأكثر فعالية في التعامل مع درجات الحرارة القصوى خلال ذروة الشتاء وذروة الصيف، مقارنةً بأنظمة التبريد بالماء، وغالبًا ما تُستخدم في الحالات التي يعمل فيها المحرك دون مراقبة لعدة أشهر متواصلة. ^{[ 3 ]}

وبالمثل، يُفضّل عادةً تقليل عدد مراحل نقل الحرارة لزيادة فرق درجة الحرارة في كل مرحلة إلى أقصى حد. مع ذلك، تستخدم محركات ديترويت ديزل ثنائية الأشواط عادةً زيتًا مُبرّدًا بالماء، حيث يُبرّد الماء بدوره بالهواء. ^{[ 4 ]}

يجب تجديد سائل التبريد المستخدم في العديد من المحركات المبردة بالسوائل بشكل دوري، وقد يتجمد في درجات الحرارة العادية، مما قد يُسبب تلفًا دائمًا للمحرك عند تمدده. أما المحركات المبردة بالهواء فلا تحتاج إلى تغيير سائل التبريد، ولا تتضرر من التجمد، وهما ميزتان شائعتان لهذه المحركات. مع ذلك، فإن سائل التبريد المصنوع من البروبيلين جليكول يكون سائلاً حتى درجة حرارة -55  درجة مئوية، وهي أبرد مما تتعرض له العديد من المحركات؛ وينكمش قليلاً عند تبلوره، مما يمنع التلف؛ ويبلغ عمره الافتراضي أكثر من 10000 ساعة، أي ما يُعادل تقريبًا عمر العديد من المحركات.

عادةً ما يكون من الصعب تحقيق انبعاثات منخفضة أو ضوضاء منخفضة من محرك مُبرّد بالهواء، وهذان سببان إضافيان يدفعان معظم المركبات البرية إلى استخدام محركات مُبرّدة بالسوائل. كما يصعب في كثير من الأحيان تصنيع محركات كبيرة مُبرّدة بالهواء، لذا فإنّ جميع المحركات المُبرّدة بالهواء تقريبًا تقلّ قدرتها عن 500 كيلوواط (670 حصانًا )، بينما تتجاوز قدرة المحركات الكبيرة المُبرّدة بالسوائل 80 ميغاواط (107000 حصان) (مثل محرك الديزل Wärtsilä-Sulzer RTA96-C ذي 14 أسطوانة).   

صُممت السيارات والشاحنات التي تستخدم التبريد الهوائي المباشر (بدون سائل وسيط) على مدى فترة طويلة منذ بدايتها وحتى نهايتها بتغيير تقني بسيط وغير ملحوظ عمومًا. قبل الحرب العالمية الثانية ، كانت السيارات والشاحنات المبردة بالماء تُعاني من ارتفاع درجة الحرارة بشكل روتيني أثناء صعود الطرق الجبلية، مما يُؤدي إلى تكوّن ينابيع من الماء المغلي للتبريد. كان هذا يُعتبر أمرًا طبيعيًا، وفي ذلك الوقت، كانت معظم الطرق الجبلية الشهيرة تضم ورش إصلاح سيارات لمعالجة المحركات المُسخنة.

يُحافظ نادي السيارات السويسري (ACS) على معالم تاريخية من تلك الحقبة في ممر سوستن ، حيث لا تزال محطتان لتعبئة مشعات السيارات قائمتين. تحتوي المحطتان على لوحة معدنية مصبوبة عليها تعليمات الاستخدام، بالإضافة إلى إبريق سقي ذي قاعدة كروية معلق بجوار صنبور ماء. كان الهدف من القاعدة الكروية منع الإبريق من الانزلاق، وبالتالي يصبح عديم الفائدة في المنزل، ومع ذلك فقد سُرق، كما هو موضح في الصورة.

خلال تلك الفترة، قامت شركات أوروبية مثل ماجيروس-دويتز بتصنيع شاحنات ديزل مبردة بالهواء، وقامت بورش بتصنيع جرارات زراعية مبردة بالهواء ^{[ 5 ]} ، واشتهرت فولكس فاجن بسيارات الركاب المبردة بالهواء. وفي الولايات المتحدة، قامت فرانكلين بتصنيع محركات مبردة بالهواء.

لسنوات عديدة، كان التبريد بالهواء مفضلاً للتطبيقات العسكرية لأن أنظمة التبريد السائل أكثر عرضة للتلف بسبب الشظايا .

تشتهر شركة تاترا، ومقرها جمهورية التشيك ، بمحركات سياراتها V8 ذات الإزاحة الكبيرة والمبردة بالهواء؛ وقد نشر مهندس تاترا، يوليوس ماكيرلي، كتابًا عنها. تتميز المحركات المبردة بالهواء بقدرتها على التكيف بشكل أفضل مع درجات الحرارة البيئية شديدة البرودة والحرارة: إذ يمكن رؤية محركات مبردة بالهواء تعمل في ظروف تجمد، بينما تتوقف المحركات المبردة بالماء عن العمل، وتستمر في العمل حتى عندما تبدأ الأخيرة في إنتاج البخار. ربما تتمتع المحركات المبردة بالهواء بميزة من الناحية الديناميكية الحرارية نظرًا لارتفاع درجة حرارة تشغيلها. أما أسوأ مشكلة واجهت محركات الطائرات المبردة بالهواء فهي ما يُعرف بـ" التبريد المفاجئ "، حيث تدخل الطائرة في غطسة بعد الصعود أو الطيران الأفقي مع فتح الخانق، ويكون المحرك بدون حمل أثناء الغطس، مما يُولد حرارة أقل، ويزيد من تدفق الهواء لتبريد المحرك، مما قد يؤدي إلى عطل كارثي في ​​المحرك نظرًا لاختلاف درجات حرارة أجزاء المحرك المختلفة، وبالتالي اختلاف تمددها الحراري. في مثل هذه الظروف، قد يتعطل المحرك، وأي تغيير مفاجئ أو اختلال في العلاقة بين الحرارة الناتجة عن المحرك والحرارة المبددة عن طريق التبريد قد يؤدي إلى زيادة تآكل المحرك، نتيجة لاختلافات التمدد الحراري بين أجزاء المحرك، حيث تتمتع المحركات المبردة بالسوائل بدرجات حرارة تشغيل أكثر استقرارًا وانتظامًا.

اليوم، تُبرّد معظم محركات الاحتراق الداخلي، سواءً في السيارات أو المحركات الأكبر حجماً، بالسوائل. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

يُستخدم التبريد السائل أيضًا في المركبات البحرية (السفن، ...). بالنسبة للسفن، يُستخدم ماء البحر نفسه في الغالب للتبريد. في بعض الحالات، تُستخدم المبردات الكيميائية أيضًا (في الأنظمة المغلقة) أو تُخلط مع ماء البحر للتبريد. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

حدث التحول من التبريد الهوائي إلى التبريد السائل مع بداية الحرب العالمية الثانية عندما احتاج الجيش الأمريكي إلى مركبات موثوقة. تمت معالجة مشكلة غليان الماء في المحركات، ودُرست، ووُجد حل لها. كانت المشعات وكتل المحركات السابقة مصممة بشكل جيد واجتازت اختبارات المتانة، لكنها كانت تستخدم مضخات مياه مزودة بحلقة مانعة للتسرب ( حلقة مانعة للتسرب) مُشحمة بالجرافيت على عمود المضخة، وكانت هذه الحلقة مُعرّضة للتسرب. كانت هذه الحلقة مُستوحاة من محركات البخار، حيث يُعتبر فقدان الماء أمرًا مقبولًا نظرًا لأن محركات البخار تستهلك كميات كبيرة من الماء. ولأن تسرب الماء من حلقة المضخة كان يحدث بشكل رئيسي أثناء تشغيل المضخة وارتفاع درجة حرارة المحرك، كان الماء يتبخر بشكل غير ملحوظ، تاركًا في أحسن الأحوال أثرًا صدئًا صغيرًا عند توقف المحرك وبرودته، وبالتالي لم يكن يُظهر فقدانًا كبيرًا للماء. تحتوي مشعات السيارات (أو مبادلات الحرارة ) على منفذ يُغذي المحرك بالماء المُبرد، بينما يحتوي المحرك على منفذ يُغذي الجزء العلوي من المشع بالماء الساخن. تُساعد مضخة دوارة في دوران الماء، إلا أن تأثيرها ضئيل، إذ تعمل ضمن نطاق واسع من السرعات، ما يجعل دافعها ذا تأثير محدود للغاية. أثناء التشغيل، تسبب تسرب من مانع تسرب المضخة في انخفاض مستوى ماء التبريد إلى مستوى لم تعد المضخة قادرة على إعادة الماء إلى أعلى المبرد، فتوقف دوران الماء وغلى الماء في المحرك. مع ذلك، ولأن فقدان الماء أدى إلى ارتفاع درجة الحرارة وزيادة فقدان الماء نتيجة الغليان، فقد بقي الفقدان الأصلي للماء خفيًا.

بعد تحديد مشكلة المضخة، زُوّدت السيارات والشاحنات المُصنّعة للمجهود الحربي (لم تُصنع سيارات مدنية خلال تلك الفترة) بمضخات مياه ذات مانع تسرب كربوني، ما منع تسرب المياه وتوقف ظاهرة فوران الماء. في الوقت نفسه، تطورت أنظمة التبريد الهوائي تخليدًا لذكرى غليان المحركات، رغم أن هذه الظاهرة لم تعد شائعة. وانتشرت المحركات المبردة بالهواء في جميع أنحاء أوروبا. بعد الحرب، روّجت فولكس فاجن في الولايات المتحدة لسياراتها على أنها لا تغلي، مع أن السيارات الجديدة المبردة بالماء لم تعد تعاني من هذه المشكلة، إلا أن مبيعاتها كانت جيدة. ولكن مع ازدياد الوعي بجودة الهواء في الستينيات وسنّ قوانين تنظم انبعاثات العادم، استُبدل البنزين المحتوي على الرصاص بالبنزين الخالي من الرصاص، وأصبحت مخاليط الوقود الأقل تركيزًا هي السائدة. اختارت سوبارو التبريد السائل لمحركها من سلسلة EA (المسطح) عند طرحه عام 1966.

طُوِّرت فئة خاصة من محركات الاحتراق الداخلي التجريبية ذات المكابس على مدى عقود بهدف تحسين الكفاءة عن طريق تقليل فقد الحرارة. ^{[ 11 ]} تُعرف هذه المحركات بأسماء مختلفة، منها المحركات الأديباتية، نظرًا لتقريبها الأفضل للتمدد الأديباتي، ومحركات فقدان الحرارة المنخفض، ومحركات درجات الحرارة العالية. ^{[ 12 ]} وهي عمومًا محركات ديزل ذات أجزاء غرفة احتراق مُبطَّنة بطبقات عازلة حرارية خزفية . ^{[ 13 ]} يستخدم بعضها مكابس من التيتانيوم وأجزاء أخرى مصنوعة من التيتانيوم نظرًا لانخفاض موصليته الحرارية ^{[ 14 ]} وكتلته. وتستطيع بعض التصاميم الاستغناء تمامًا عن نظام التبريد وما يرتبط به من فقد حراري. ^{[ 15 ]} وقد شكّل تطوير مواد تشحيم قادرة على تحمّل درجات الحرارة العالية عائقًا رئيسيًا أمام تسويقها. ^{[ 16 ]}

• قلب المدفأة
• تبريد القادوس

• بيرمان، أرنولد إي.؛ إيلربروك، هيرمان إتش. الابن (1939). تصميم الزعانف للأسطوانات المبردة بالهواء (ملف PDF) . اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية . التقرير رقم 726.
• بي في لامارك: "تصميم زعانف التبريد لمحركات الدراجات النارية". تقرير لجنة أبحاث السيارات، مجلة معهد مهندسي السيارات ، عدد مارس 1943، وأيضًا في "وقائع معهد مهندسي السيارات، XXXVII، الدورة 1942-43، الصفحات 99-134 و309-312".
• "محركات السيارات المبردة بالهواء"، جوليوس ماكيرلي، مهندس ميكانيكي؛ تشارلز جريفين وشركاه المحدودة، لندن، 1972.
• موقع engineeringtoolbox.com للاطلاع على الخصائص الفيزيائية للهواء والزيت والماء
• https://automotivedroid.com/can-low-coolant-cause-rough-idle/ للحصول على معلومات حول انخفاض مستوى سائل التبريد الذي يسبب عدم استقرار دوران المحرك.