发动机将化学能转化为机械能的过程中，将释放出大量的热量，发动机本身将被加热，需要冷却系统使其在各个运行工况都保持在适当的温度单位内。冷却系统要保障发动机不能过热也不能过冷，并且需要起动后快速暖机，达到正常的工作范围。发动机正常运行时最高燃烧温度可达2500℃，即使怠速或中速时，燃烧室温度也可达1000℃。

  按照冷却介质的不同可大致分为风冷和水冷两种。发动机的冷却系统通常以水冷却为主，使用气缸水道内的循环水冷却，把水道内受热的水引入散热器（水箱），通过风冷却后再返回到水道内。 常用的水冷介质是乙二醇与水按照特殊的比例混合的液体（并添加一定量的防锈剂和泡沫抑制剂等），不但可以提高沸点温度，降低冰点温度，还能够防止水垢和锈蚀，增加冷却系统的密封性，抑制水循环过程中泡沫的产生。

  散热器是一个热交换器，按照冷却液流动方向可大致分为纵流式和横流式两种，大多是轿车采用横流式散热器。散热器有多种结构及形式，常见的有扁管片式、圆管片式、管带式和板式等。

  冷却风扇主要是用于加强散热器的散热能力，加速冷却液冷却，可分为轴流式和离心式，汽车用发动机使用较多的就是低压头、大风量、高效率的轴流风扇，风扇的风量主要与风扇直径、转速、叶片形状、叶片安装角度及叶片数有关。 节温器根据冷却液温度的高低，打开或关闭冷却液通过散热器的通道，按照阀体结构可分为蜡式和波纹管式两种，常见的是蜡式结构，但是现在为了节温减排，缩短暖机时间，降低冷机排放，多采用电子节温器。

  水泵对冷却液加压，保证其在冷却循环中流动，汽车发动机多采用离心式机械水泵，一般是通过曲轴驱动，因此水泵转速与发动机转速成正比。为减少暖机时间，一般会用电子水泵，低速运转时通过离合器将水泵分离，减少水循环，降低热量损耗，缩短暖机时间，有利于降低冷机排放。

  当车辆起动后，发动机开始运转，水泵通过曲轴皮带轮驱动随之旋转，提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。循环的低温冷却液通过与水套壁接触，带走了发动机运转过程中产生的热量，降低了发动机缸体、缸套、缸盖等零件的温度，被加热的冷却液通过风扇被冷却，然后重新进入冷却循环，整个冷却过程使发动机处于合适的工作温度。

  节温器是控制冷却液流动路径的阀门。当冷却液温度未达到节温器的开启温度时，冷却液将通过水循环管，直接从水泵重新进入缸体，减少了冷却液散热过程，温度将迅速上升，缩短暖机时间，此过程为小循环；

  当冷却液温度达到节温器开启温度，节温器阀门关闭了小循环管的旁通水路，冷却液将穿过节温器流入散热器上水室，热水经风扇吸过的空气流的强制冷却，散失一部分热量。温度已经下降的冷却液，留到散热器下水室，经水泵在泵入缸体重新参加冷却循环，此过程为大循环。

  当打开车上暖风装置时，在冷却系统压力的作用下，部分热水从缸盖上的出水铜管引出，进入暖风散热器，在暖风机风扇的作用下，流经暖风机散热器水芯的冷却液所带的热量，被暖风机风扇吹出的风带走，热风经过送风管吹到风窗进行除霜或从风门吹出供驾驶室取暖。由暖风机散热器冷却过的冷却液，经出水管返回水泵进水管，重新参加循环。

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