冷卻系統的功用是使發動機在所有工況下都保持在適當的溫度範圍內。冷卻系統既要防止發動機過熱，也要防止冬季發動機過冷。在冷態下的發動機啟動之後，冷卻系統還要保證發動機迅速升溫，儘快達到正常的工作溫度。
在發動機工作期間，最高燃燒溫度可高達2500度；即使在怠速或中等轉速下，燃燒室的平均溫度也在1000度以上。因此，與高溫燃氣接觸的發動機零件被強烈的加熱。若不及時將這些高溫零件上的過多熱量散發掉，則將出現下述各種不良現象：
1.潤滑油將由於高溫而變質，使發動機零件之間不能保持正常的油膜.
2.受然零件由於熱膨脹過大而破正常的間隙.
3.溫度過高促使金屬材料的力學性能下降，以致承受不了正常的負載.
但冷卻會消耗一部分有用的熱量，因此必須適度。如果發動機冷卻過度，不僅浪費了熱量，而且還會引起下述各種不良的後果：
1.由於缸壁溫度過低會使燃油蒸發不良，燃燒品質變壞；
2.由於潤滑油粘度加大，同樣不能形成良好的潤滑油膜，使摩擦損失加大；
3.由於溫度低而增加氣缸的腐蝕磨損.
這些不良後果將導致發動機功率下降，經濟性變壞，使用壽命降低.
發動機的冷卻系統有風冷和水冷之分。以空氣為冷卻介質的冷卻系統稱風冷系統；以冷卻液為冷卻介質的稱水冷系統。汽車發動機，尤其是轎車發動機大都採用水冷系統，只有少數汽車發動機採用風冷系統。那我們就著重來了解水冷系統的功用機組成。
發動機的冷卻系統為強制循環水冷系統，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。強制循環水冷系統由水泵，散熱器，冷卻風扇，節溫器，補償水桶，發動機機體和氣缸蓋中的水套以及其他附屬裝置等組成。
一.冷卻液
冷卻液是水與防凍劑的混合物。冷卻液用水最好是軟水，否則將在發動機水套中產生水垢，使傳熱受阻，易造成發動機過熱。純淨水在零度時會結冰，如果發動機水冷系統中的水結冰，將使冷卻水終止循環而引起發動機過熱。尤其嚴重的是水結冰時體積膨脹，可能將機體，氣缸蓋和散熱器脹裂。為了適應冬季行車的需要，在水中加入防凍劑製成冷卻液，以防止循環冷卻水凍結。最常用的防凍劑是乙二醇。在防凍劑中，一般還要加入著色劑，使冷卻液呈藍綠色或黃色，以便識別。
二.散熱器
散熱器由進水室，出水室及散熱器芯等三部分構成。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，冷空氣則因為吸收冷卻液散出的熱量而升溫，所以散熱器是一個熱交換器。
三.補償水桶.
當冷卻液受熱膨脹時，部分冷卻液流入補償水桶；而當冷卻液降溫時，部分冷卻液又被吸回散熱器，所以冷卻液不會溢失。補償水桶內的液麵有時升高，有時降低，而散熱器卻總是被冷卻液所充滿。
四.冷卻風扇.
冷卻風扇置於散熱器後面，風扇的作用是當風扇旋轉時吸進空氣，使其通過散熱器，以增強散熱器的散熱能力，加速冷卻液的冷卻。汽車發動機水冷系統多采用低壓頭，大風量，高效率的軸流式風扇。
五.節溫器.
節溫器是控制冷卻液流動路徑的閥門。它根據冷卻液溫度的高低，打開或關閉冷卻液通向散熱器的通道。當起動冷態的發動機時，節溫器關閉冷卻液流向散熱器的通道，這時冷卻液經水泵入口直接流回機體及氣缸蓋水套，使冷卻液迅速升溫。
六.水泵.
水泵的功用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系統中循環流動。汽車發動機廣泛採用離心式水泵，離心式水泵結構簡單，尺寸小，排量大，而且工作可靠，因此德奧廣泛的應用。
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