冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热，但冷却系统还有其他重要作用。汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。如果发动机变冷，就会加快组件的磨损，从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温，并使其保持恒温。
冷却系统配件包含：散热器、水泵、散热器电子扇总成、节温器、水泵总成、散热器补水壶、散热器风扇、散热器下护板、散热器盖、散热器上护板、节温器盖、水泵皮带轮、散热器风扇叶、三通、散热器水温传感器、散热器风圈、散热器风扇、水管、散热网、散热器风扇电机、上下水管、散热器风扇偶合器、散热器支架、温控开关等。
冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能。冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成，按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型、乙二醇型等类型的冷却液。酒精型冷却液是用乙醇(俗称酒精)作防冻剂，价格便宜，流动性好，配制工艺简单，但沸点较低、易蒸发损失、冰点易升高、易燃等，现已逐渐被淘汰；甘油型冷却液沸点高、挥发性小、不易着火、无毒、腐蚀性小，但降低冰点效果不佳、成本高、价格昂贵，用户难以接受，只有少数北欧国家仍在使用；乙二醇型冷却液是用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达-68℃，这种冷却液具有沸点高、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点，是一种较为理想的冷却液，目前国内外发动机所使用的和市场上所出售的冷却液几乎都是这种乙二醇型冷却液。冷却液用水最好是软水，可防止发动机水套产生水垢，造成传热受阻，发动机过热。在水中加入防冻剂同时提高了冷却液的沸点，可起到防止冷却液过早沸腾的附加作用。另外，冷却液中还含有泡沫抑制剂，可以抑制空气在水泵叶轮搅动下产生泡沫，妨碍水套壁散热。
2)节温器
节温器是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。节温器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响发动机的正常工作。如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热；主阀门开启过早，则使发动机预热时间延长，使发动机温度过低。
从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。节温器在80℃后开启，95℃时开度最大。节温器不能关闭，会使循环从开始就进入“正常循环”，这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活，会使冷却液无法经过散热器循环，造成温度过高，或时高时正常。如果因节温器不能开启而引起过热时，散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。
3)水泵
水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动。水泵的故障通常为水封的损坏造成漏液，轴承毛病使转动不正常或出声。在出现发动机过热现象时，最先应该注意的是水泵皮带，检查皮带是否断裂或松动。发动机通过皮带轮带动水泵轴承及叶轮转动，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下被甩汽车防冻液循环水泵向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出水道或水管流出。叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低，水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中，实现冷却液的往复循环。
4)散热器
汽车散热器由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成。冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器外通过。热的冷却液由于向空气散热而变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温。散热器上还有一个重要的小零件，就是散热器盖，这小零件很容易被忽略。随着温度变化，冷却液会“热胀冷缩”，散热器器因冷却液的膨胀而内压增大，内压到一定时，散热器盖开启，冷却液流到蓄液罐；当温度降低，冷却液回流入散热器。如果蓄液罐中的冷却液不见减少，散热器液面却有降低，那么，散热器盖就没有工作！
5)散热风扇
正常行驶中，高速气流已足以散热，风扇一般不会在这时候工作；但在慢速和原地运行时，风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。
6)水温感应器
水温感应器其实是一个温度开关，当发动机进水温度超出90℃以上，水温感应器将接通风扇电路。如果循环正常，而温度升高时，风扇不转，水温感应器和风扇本身就需要检查。
7)蓄液罐
蓄液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热胀冷缩”的变化，所以不要加液过满。如果蓄液罐完全用空，就不能仅仅在罐中加液，需要开启散热器盖检查液面并添加冷却液，不然蓄液罐就失去功用。
在冬季保养汽车时，一定别忽视汽车冷却系统的保养，在水箱中加入汽车防冻液，而且是优质汽车防冻液，因为好的汽车防冻液不仅能防止结冰，而且能防止生锈和结垢，抑制泡沫产生，消除气阻，抑制铝制部件的点蚀和气蚀，保障水泵正常工作。
在冬季保养时还应对汽车冷却系统进行清洗，因为在水箱和水道内的铁锈和水垢会限制防冻液在系统中流动，从而降低散热效果，导致发动机过热，甚至造成发动机损坏。
清洗汽车冷却系统时用质量好的冷却系统强力清洗剂，能有效地把整个冷却系统内的铁锈、水垢和酸性物质完全清除干净，清洗下来的水垢不是大片脱落，而呈现 粉末状悬浮在冷却液中，不会堵塞发动机内的小的水道。而一般的汽车清洗剂，无法清除水道内的水垢和酸性物质，有时甚至会堵塞水道，并且要拆下水箱进行清洗。
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