Система охлаждения представляет собой совокупность агрегатов, устройств и механизмов, обеспечивающих поддержание температуры деталей двигателя, соприкасающихся с горячими газами, в допустимых пределах. Количество теплоты, которое должна отводить система охлаждения от деталей двигателя, зависит от мощности, скоростного и нагрузочного режимов.

Для поддержания температуры деталей в допустимых пределах необходимо непрерывно отводить от них теплоту. Однако отвод теплоты не должен приводить к переохлаждению двигателя, так как при этом ухудшается смесеобразование, увеличиваются потери теплоты в стенки, возрастают потери на трение и повышается интенсивность износа.

Таким образом, тепловое состояние ДВС должно быть таким, при котором обеспечиваются заданные мощность, экономичность, надежность и долговечность двигателя.

В связи с тем, что система охлаждения определяет энергетические и экономические показатели, а также надежность и долговечность работы двигателя, к ней предъявляются следующие требования:

поддержание нормального теплового состояния двигателя в широком диапазоне температур внешней среды (от +50 °С до —50 °С) при эксплуатации автомобиля над уровнем моря до 4500 м;

обеспечение минимальных затрат мощности двигателя на работу системы;

минимально возможные массы и габаритные размеры системы;

простота эксплуатации и обслуживания;

минимальный расход дефицитных материалов для изготовления агрегатов системы;

наличие автоматических устройств, сигнализирующих о нарушении нормальной работы системы;

возможность быстрого и надежного разогрева двигателя перед его пуском при низкой температуре окружающей среды.

В ДВС находят применение системы воздушного и жидкостного охлаждения. В системе воздушного охлаждения теплота от стенок цилиндра и головок передается воздуху, обдувающему двигатель, и рассеивается в атмосфере. В системе жидкостного охлаждения теплота, отводимая от двигателя, передается жидкости, прокачиваемой через двигатель, затем от жидкости воздуху; после этого теплота рассеивается в окружающей среде.

Обе системы охлаждения способны обеспечить нормальное тепловое состояние двигателя. Так как системы имеют различные свойства, при выборе того или другого типа системы необходимо учитывать назначение двигателя, условия эксплуатации и т. п.

Основным преимуществом воздушной системы охлаждения является отсутствие жидкостной системы, водяной рубашки, водяного насоса и радиатора. Таким образом, объемно-массовые показатели системы воздушного охлаждения меньше, а эксплуатационная надежность выше.

Двигатели воздушного охлаждения быстрее прогреваются после пуска, что приводит к снижению износа цилиндров и поршневых колец.

Однако воздушная система охлаждения уступает жидкостной.

Преимуществами жидкостной системы являются более равномерное охлаждение цилиндров, легкий пуск двигателя вследствие меньших зазоров между поршнем и цилиндром, а также возможность выполнения блочной конструкции цилиндров, способствующей повышению жесткости двигателя. К другим преимуществам жидкостной системы можно отнести снижение уровня шума в результате изолирующего действия водяной рубашки и меньшую опасность возникновения детонации в карбюраторных двигателях.

К недостаткам жидкостной системы охлаждения следует отнести необходимость использования дефицитных цветных материалов, большое число различных патрубков, шлангов и уплотнений, за которыми необходимо устанавливать постоянное наблюдение при обслуживании. Использование жидкого теплоносителя также вызывает определенные эксплуатационные трудности, понижающие надежность автомобилей при эксплуатации в условиях низких температур или в условиях пустыни.

Система жидкостного охлаждения находит широкое применение для форсированных карбюраторных двигателей и дизелей.