В двигателях с воздушным охлаждением наружные поверхности головок и цилиндров оребряются. Это необходимо для обеспечения нормального теплового состояния двигателя. Эффективность охлаждения зависит от направления воздушного потока вдоль цилиндров.

Направленность воздушного потока вдоль цилиндров рядного двигателя так же как и отвод горячего воздуха создается капотом 1. Для разделения воздушного потока по отдельным цилиндрам служат дефлекторы 2 (направляющие устройства), направляющие воздух в первую очередь к наиболее нагретым зонам. Дефлекторы способствуют выравниванию температуры отдельных цилиндров. В некоторых случаях воздух через межреберные каналы не нагнетается, а просасывается. Однако из-за ряда недостатков (повышенный расход мощности на привод вентилятора и др.) этот способ охлаждения почти не применяется в автомобильных двигателях.

В V-образных двигателях охлаждение может осуществляться путем нагнетания воздуха в развал цилиндров с помощью осевого вентилятора, установленного перед двигателем. В приведенной схеме последовательно установлено два осевых вентилятора 1 и 3. Вентилятор 3 включается с помощью термостата 5, объединенного с золотником 4, перекрывающим проход масла в магистрали, связанной с включением гидромуфты 2. Вспомогательный вентилятор 1 малой производительности имеет механический привод от вала 6 и нагнетает воздух в систему при всех тепловых режимах.

Помимо данной системы для охлаждения V-образных двигателей могут применяться системы, в которых воздух нагнетается вдоль рядов цилиндров с наружной стороны при помощи двух осевых вентиляторов, а также системы с засасыванием воздуха одним или двумя осевыми вентиляторами, расположенными в развале цилиндров.

К преимуществам системы воздушного охлаждения относятся: малая масса, простота конструкции, отсутствие опасности разрушения двигателя от замерзания и простота эксплуатации двигателя в безводных местностях.