Hauptsächlich führt das Kühlsystem in einem Verbrennungsmotor die Wärme ab. Diese wird vom heißen Gas an die Wände von Brennraum und Zylinder abgegeben. Grund ist, der Kreisprozess läuft nicht ideal. Verglichen mit Elektromotoren wird hier hohe Kühlleistung gefordert, weil der Wirkungsgrad gering ist. Der Motor kann durch zu hohe Temperaturen beschädigt werden. Beispiele sind Abreißen des Schmierfilms (Kolbenfresser) und Verbrennen der Ventile.
Die abzuführende Prozesswärme wird bei Stirlingmotoren über die Kühlung abgegeben. Luft- und Wasserkühlungen werden hier als primäres Kühlsystem verwendet. Das Schmiermittel wird zusätzlich, meistens bei Luftkühlung, mit einem Ölkühler gekühlt.
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