Middeltemperaturen i kompressionsrummet vil følgelig ligge langt over selv den svære-ste smøreolies antændelsestemperatur, hvoraf følger, at køling af cylindervæggene er nødvendig, hvis smøreolien ikke skal forbrænde eller forkokse. Som kølemiddel anven-des luft eller vand, dog hyppigst det sidste, trods luftens iøjnefaldende fordele - dens lethed, dens allestedsnærværelse, dens permanente karakter o.s.v. Særlig ved moto-rer til køretøjer har man da også forsøgt at drage sig disse luftens gode egenskaber som kølemiddel til nytte, men trods mangfoldige forsøg er det kun ved helt små moto-rer som motorcyklemotorer o. l., at luftkølingen har fundet større anvendelse, ja selv ved flyvemaskinmotorer, hvor luftkølingen på forhånd skulle synes at besidde alle for-dele, benyttes undertiden vandkøling.
Årsagen hertil må søges i, at luften er en meget dårlig varmeleder. Kun ved små cy-lindre, ved hvilke overfladen er stor i forhold til volumenet, og hvor luften uhindret kan stryge gennem ribberne, som de luftkølede motorer altid er forsynede med, opnås en nogenlunde tilstrækkelig køling, men hvor man som ved automobiler har flere cylin-dre efter hinanden, vil kun den første i rækken blive tilstrækkelig afkølet, hvis ikke der er sørget for en ganske særlig kraftig ventilator til cirkulering af luften. En sådan kræ-ver dog betydelig kraft og forårsager en del støj.
Da vand har en langt større varmeledningsevne end luft, kan køleribberne undværes på vandkølede motorer, til gengæld må disse forsynes med en kappe, "kølekappen", om den egentlige cylinder, hvorigennem vandet ledes.
Som hovedregel tilledes vandet på det laveste punkt af cylinderen og bortledes fra dennes højeste punkt, således at man altid er sikker på, at kappen er fyldt med vand.
Foruden cylinderen må såvel ventiler som topstykke afkøles, og jo mere effektiv den-ne afkøling er, des højere kompression kan man gå med uden fare for fortændinger.
På den anden side må det erindres, at varmen, der bortledes med kølevandet, bety-der et direkte tab i energi, og en motor bør derfor ikke afkøles til en lavere tempera-tur end nødvendigt. Spørgsmålet bliver da, hvor stærkt det er nødvendigt at afkøle? Af hensyn til materiale og smøreolie vil en kølevandstemperatur på 70 à 80° som regel kunne tolereres, omend meget afhængig af motorens art, størrelse og konstruktion. Når man dog som oftest foretrækker en noget lavere afgangstemperatur, såsom 50 à 65°, skyldes det nærmest faren for kedelstensaflejringer. Kedelstenen udskilles nemlig af vandet under opvarmning og des stærkere, jo højere temperaturen bliver, og navn-lig i de snævre kanaler i topstykket kan der ofte aflejre sig så meget kedelsten, at de helt tilstoppes, hvilket atter kan bevirke, at topstykket revner.
Ved velkonstruerede motorer må kølekappen være rigelig vid og således formet, at vandet intet sted får lov at stå stille, men overalt cirkulerer for at give en ensartet afkøling og hindre ansamling af "damplommer". Af særlig betydning er det, at kanaler-ne omkring ventilerne og i topstykket er omhyggeligt konstruerede og støbesandet fuldstændig udrenset. Ved moderne motorer anses en effektiv ensartet køling af samtlige cylinderdele da også for at være af den allerstørste betydning både for hold-barhed og økonomi. Måden, hvorpå kølingen iværksættes, er iøvrigt højst forskellig. I det følgende skal nævnes nogle af de almindeligst anvendte metoder.

Køling med vandværksvand. Fra vandhanen løber vandet ned i en tragt og derfra gennem en ledning til kølekappen. Metoden er simpel, idet man kun har at påse, at der åbnes for vandet, når der startes, og lukke igen når motoren standses.
Køling med vand fra brønd eller dam. Vandet må i så fald suges op og presses ind gennem kølekappen af en særlig pumpe, der ofte trækkes af selve motoren, og er da som regel en stempelpumpe, men kan også, særlig ved større anlæg, være en elektrisk drevet centrifugalpumpe. I alle tilfælde er det af vigtighed, at man har sikret sig, at brønden kan yde den fornødne mængde vand, og at vandet er rent og ikke for hårdt, samt at det ikke indeholder "grøde" (alger), hvilket ofte er tilfældet med vand fra damme og gadekær. Alger kan nemlig afsætte sig som et svampet lag i kølekanalerne og ødelægge kølingen. For sikre sig mod tilstopning af sugeledningen bør denne forsy-nes med en rigelig stor sugekurv med dobbelt sæt trådnet, således at man ikke hvert øjeblik er udsat for at måtte foretage rensninger af denne.
Hvis motorens maksimale daglige arbejdstid og hestekraft er kendt, kan man danne sig et skøn over den til kølingen fornødne vandmængde, idet det erindres, at højst 30 à 40% af den tilførte varme bortgår med kølevandet. Lad os antage at det drejer sig om en 40 HK dieselmotor, der højst går 8 timer daglig. Vi anslår vandets tilgangstem-peratur til 20° og afgangstemperaturen til 50°, hvert kilo vand vil da bortføre 30 VE. Er brændstofforbruget 1/4 kg pr. HK time, og indeholder hvert kilo olie 10.000 VE, til-føres der maksimalt motoren 40 x 8 x 1/4 x 10.000 VE daglig, hvoraf kølevandet bort-fører højst 40% eller 320.000 VE, og hertil må anvendes (320.000 : 30) kilo vand eller ca. 11 kubikmeter vand daglig.
Det ses heraf, at der let kan blive tale om større vandmængder, end der står til rådighed fra en brønd, og man må i så fald anvende det samme vand flere gange. - Simplest sker dette ved at bygge et vandbassin, hvorfra vandet tages, og hvortil det atter ledes tilbage efter at have passeret motoren. Vandet afkøles ved, at luften stryger hen over vandets overflade, hvorfor denne må være stor, og blæsten have så vidt mulig uhindret adgang. For at øge kølingen kan vandet af pumpen sendes op i en stråle som en art springvand midt i bassinet, eller der kan bygges et såkaldt "grader-værk" - brædder, plader, trådnet eller lignende - over bassinet, hvorover vandet risler udsat for luftens kølende virkning. Selv ved de bedste graderværker vil kølevandet dog blive varmere end den omgivende lufts temperatur, hvilket der må tages hensyn til ved bestemmelse af bassinets størrelse.
Ved de hidtil omtalte kølemetoder er varmen absolut spildt. Hvis man derimod leder det varme vand gennem et system af radiatorer som de, der anvendes ved central-opvarmning, opnås en delvis udnyttelse af varmen, men skal en sådan udnyttelse få praktisk betydning, må motoren gå regelmæssigt hver dag om vinteren, og om som-meren må der anvendes et særligt graderværk. Endnu bedre udnyttes varmen i indu-strielle virksomheder, hvor der anvendes meget varmt vand, som i slagterier, mejerier o.l.
Opvarmningen kan her yderligere øges ved at lade det varme kølevand passere en art rørkedel - ledes forbrændingsprodukterne gennem rørene og vandet udenom disse, kan der indvindes betydelige varmemængder. Systemet finder dog kun anvendelse ved store anlæg.
Ved små, billige, liggende motorer anvendes nu ofte "fordampningskøling" - Kølekap-pen udvides foroven til en åben beholder, og vand påfyldes til under beholderens o-verkant. Under gang kommer vandet snart i kog og er altså 100° varmt, men som be-kendt bliver vandet heller aldrig varmere, da beholderen er åben. Al den tilførte varme bruges derefter til at danne damp, og der må til erstatning jævnlig påfyldes frisk vand.
Metoden er overmåde enkel og billig, men er dog behæftet med betydelige mangler, thi selv om vandet, der påfyldes, tilsyneladende er rent, indeholder det altid en del kalk, der aflejrer sig på cylinderen, når vandet går bort i form af damp. Denne "kedel-sten" isolerer cylinderen og hindrer en tilstrækkelig effektiv køling, hvorved motoren og i særdeleshed smøreolien let bliver for varm.