發動機的冷卻系有風冷和水冷之分。以空氣為冷卻介質的冷卻系成為風冷系;以冷卻液為冷卻介質的稱水冷系。
冷卻系統的循環
汽車發動機的冷卻係為強制循環水冷系，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發動機中循環流動。冷卻系主要由水泵、散熱器、冷卻風扇、補償水箱、節溫器、發動機機體和氣缸蓋中的水套以及附屬裝置等組成。在冷卻系統中，其實有兩個散熱循環：一個是冷卻發動機的主循環，另一個是車內取暖循環。這兩個循環都以發動機為中心，使用是同一冷卻液。
冷卻發動機的主循環
主循環中包括了兩種工作循環，即“冷車循環”和“正常循環”。冷車著車後，發動機在漸漸升溫，冷卻液的溫度還無法打開系統中的節溫器，此時的冷卻液只是經過水泵在發動機內進行“冷車循環”，目的是使發動機儘快地達到正常工作溫度。隨著發動機的溫度，冷卻液溫度升到了節溫器的開啟溫度(通常這溫度在80℃後)，冷卻循環開始了“正常循環”。這時候的冷卻液從發動機出來，經過車前端的散熱器，散熱後，再經水泵進入發動機。車內取暖的循環
這是一個取暖循環，但對於發動機來說，它同樣是一個發動機的冷卻循環。冷卻液經過車內的採暖裝置，將冷卻液的熱量送入車內，然後回到發動機。有一點不同的是：取暖循環不受節溫器的控制，只要打開暖氣，這循環就開始進行，不管冷卻液是冷的、還是熱的。冷卻系統部件分析
在整個冷卻系統中，冷卻介質是冷卻液，主要零部件有節溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、水溫感應器、蓄液罐、採暖裝置(類似散熱器)。1)冷卻液：
冷卻液又稱防凍液，是由防凍添加劑及防止金屬產生鏽蝕的添加劑和水組成的液體。它需要具有防凍性，防蝕性，熱傳導性和不變質的性能。現在經常使用乙二醇為主要成分，加有防腐蝕添加及水的防凍液。
2)節溫器：
從介紹冷卻循環時，可以看出節溫器是決定走“冷車循環”，還是“正常循環”的。節溫器在80℃後開啟，95℃時開度最大。節溫器不能關閉，會使循環從開始就進入“正常循環”，這樣就造成發動機不能儘快達到或無法達到正常溫度。節溫器不能開啟或開啟不靈活，會使冷卻液無法經過散熱器循環，造成溫度過高，或時高時正常。如果因節溫器不能開啟而引起過熱時，散熱器上下兩水管的溫度和壓力會有所不同。
3)水泵：
水泵的作用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系中循環流動。水泵的故障通常為水封的損壞造成漏液，軸承毛病使轉動不正常或出聲。在出現發動機過熱現象時，最先應該注意的是水泵皮帶，檢查皮帶是否斷裂或鬆動。
4)散熱器：
發動機工作時，冷卻液在散熱器芯內流動，空氣在散熱器芯外通過，熱的冷卻液由於向空氣散熱而變冷。散熱器上還有一個重要的小零件，就是散熱器蓋，這小零件很容易被忽略。隨著溫度變化，冷卻液會“熱脹冷縮”，散熱器器因冷卻液的膨脹而內壓增大，內壓到一定時，散熱器蓋開啟，冷卻液流到蓄液罐;當溫度降低，冷卻液回流入散熱器。如果蓄液罐中的冷卻液不見減少，散熱器液面卻有降低，那么，散熱器蓋就沒有工作!
5)散熱風扇：
正常行駛中，高速氣流已足以散熱，風扇一般不會在這時候工作;但在慢速和原地運行時，風扇就可能轉動來助散熱器散熱。風扇的起動由水溫感應器控制。
6)水溫感應器：
水溫感應器其實是一個溫度開關，當發動機進水溫度超出90℃以上，水溫感應器將接通風扇電路。如果循環正常，而溫度升高時，風扇不轉，水溫感應器和風扇本身就需要檢查。
7)蓄液罐：
蓄液罐的作用是補充冷卻液和緩衝“熱脹冷縮”的變化，所以不要加液過滿。如果蓄液罐完全用空，就不能僅僅在罐中加液，需要開啟散熱器蓋檢查液面並添加冷卻液，不然蓄液罐就失去功用。
8)採暖裝置：
採暖裝置在車內，一般不太出問題。從循環介紹可以看出，此循環不受節溫器控制，所以冷車時打開暖氣，這個循環是會對發動機的升溫有稍延後的影響，但影響實在不大，不用為了讓發動機升溫而使人凍著。也正因為這循環的特點，在發動機出現過熱的緊急情況下，打開車窗，暖氣開大最大，對發動機的降溫會有一定的幫助。
冷卻系統的設計
冷卻系統的作用是在所有工況下，保證發動機在最適宜的溫度下工作，冷卻系統匹配的是否合適將直接影響到發動機的使用壽命和燃油經濟性，所以在冷卻系統的設計及計算中，散熱器的選型以及風扇的匹配對冷卻系統起著至關重要的作用。為便於組織氣流，散熱器布置在整車的前面，但由於受到整車布置空間的限制，在其前面還布置了空調冷凝器，這會增加風阻，影響散熱器的進風量，從而影響冷卻系統的冷卻能力。風扇布置在散熱器後面，靠風扇電機帶動。
