發動機冷卻系的技術狀況，對其動力性、經濟型及可靠性的影響很大。實驗資料表明：當冷卻液溫度從90℃降到40℃時，燃料消耗量約增加30%，功率約降低10%左右；當冷卻液溫度從90℃升到120℃時，耗油量增加，功率卻降低約5%左右。發動機的冷卻液保持在80~90℃的溫度最適宜。冷卻系常見故障有冷卻系溫度過高、冷卻系溫度過低、冷卻液消耗異常等。
1. 冷卻系溫度過高
汽車在運行中冷卻系若溫度過高，水溫警示燈會閃亮，同時發動機在加速時伴隨有明顯的金屬敲擊聲，同時會有動力不足、難以熄火等現象。
造成冷卻系溫度過高的原因主要有：水溫表或報警燈損壞；冷卻系水道中有水垢或其他雜物堵塞；水泵損壞；節溫器失靈；風扇皮帶打滑或斷裂；風扇電機或風扇離合器損壞；百葉窗關閉或開度不足；散熱器損壞或堵塞；氣缸墊沖壞或缸體、缸蓋出現裂紋，高溫氣體進入冷卻系；點火時間過遲或配氣相位不對；發動機燃燒室積炭過多；空調冷凝器的冷卻風扇不轉，低擋跑高速等導致發動機長時間大負荷工作；冷卻液嚴重不足；溫控開關高速擋或全部失靈；機油油量不足或黏度太大；混合氣太濃或過稀等。
對冷卻系溫度過高的故障應按照由外至內，由簡單到複雜逐步查找。具體如下：
（1）檢查百葉窗是否關閉或開度不足（有百葉窗的車型）。
（2）檢查水泵（風扇）皮帶是否過鬆、打滑或斷裂；使用硅油離合器的風扇，熱機後將發動機熄火，用手轉動風扇葉片，若無阻力或阻力很小，說明硅油離合器有故障，應進行檢修或更換；裝用電動風扇的發動機，發動機冷卻液溫度高於規定數值時風扇不轉，應檢查熔斷絲是否良好。若熔斷絲正常，拔下熱敏開關插頭，將兩插片直接接通，若風扇仍不轉，表明風扇損壞或者風扇到溫控開關的電路有故障。若電扇轉動，表明溫控開關有故障。
（3）若發動機冷卻液溫度過高，應打開水箱蓋檢查冷卻液量。若不足，往冷卻系中加入少許水溶性熒光檢漏劑。啟動發動機怠速運轉幾分鐘，帶上配套UV 眼鏡，用熒光檢漏儀或檢漏燈照射（下圖），檢查冷卻系統有無洩漏或滲漏現象，在洩漏處將呈現出明亮的黃色熒光，若有洩漏應進行維修。拔出機油標尺觀察機油顏色，若機油呈乳白色，說明發動機機體內有冷卻液滲漏。
（4）檢查機油油量及黏度。若油量過少，應及時添加；若機油黏度過大，應更換機油。
（5）由怠速開始加速，同時用手握住水管，感覺水管中水的流動速度是否能隨轉速的提高而迅速加快。若不是，說明冷卻系統有堵塞或水垢過多影響流速，應對冷卻液道進行除垢。
（6）分別在怠速、中速、高速條件下觀察排氣顏色。若排出的是黑煙，說明混合氣過濃，應及時調整或維修。怠速時急加速，如果發動機轉速有回火現象，說明發動機混合氣過稀。
（7）檢查噴油正時（柴油機）或點火正時（汽油機），若不正時，應予以調整。
（8）拆下節溫器，將節溫器浸入水中加熱檢查節溫器閥門開啟溫度（下圖）。當水溫達到規定數值時，節溫器應開始打開，水沸騰時節溫器閥門升程應達到要求的高度（各車型有所不同）。若不正常，應更換新件。
（9）拆下水箱蓋並加滿水，讓發動機運行幾分鐘後，觀察水箱蓋處是否有很多水泡冒出甚至噴水。若有，說明發動機氣缸墊已被沖壞。
（10）拆下火花塞（汽油機）或噴油器（柴油機）用工業用內窺鏡（下圖）觀察發動機燃燒室內積炭情況。若積炭過多，應加以清除，防止發動機早燃或爆燃。
（11）以上檢查均正常，則應檢查發動機排氣門間隙。若間隙過大應進行調整。若間隙正常，檢查發動機排氣系統是否通暢，再對發動機配氣相位點火正時進行檢查和調整。
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2. 冷卻系溫度過低
發動機運轉過程中溫升低於正常溫升速度；水溫表指示值低於正常工作溫度；發動機乏力，排氣管時有放炮聲。
造成冷卻系溫度過低的原因主要有：水溫表及線路故障；水溫傳感器損壞；節溫器閥門常開；百葉窗不能關閉溫控開關、風扇電機線路故障導致風扇常開或裝有硅油離合器風扇的車輛硅油離合器故障。
對冷卻系溫度過低的故障可按照以下步驟查找：
（1）在環境溫度較低時，檢查百葉窗是否關閉自如或未裝保溫罩。
（2）冷車啟動後打開水箱蓋，使發動機加速，觀察水流速度及流量。若水流速度很快、流量大，說明節溫器常開或未裝節溫器，應更換或加裝節溫器。
（3）若水溫表指示溫度偏低，而用手觸試散熱器時感覺很燙，用溫度計測量水溫卻正常，說明水溫傳感器或水溫表有故障。
（4）冷車啟動發動機。此時電動風扇不應運轉（裝用電動風扇的車輛）。若此時電動風扇運轉，說明溫控開關失靈，應予以更換。
（5）冷車啟動發動機。硅油離合器風扇應低速運轉（裝用硅油離合器的發動機）。若硅油離合器風扇在冷車時高速旋轉，說明硅油離合器有故障，應予以更換。
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3. 冷卻液消耗異常
冷卻液消耗過快，需經常補充。
造成冷卻液消耗過快的原因主要有：水管破裂或接頭密封不良；水泵水封磨損過甚或損壞而漏水；氣缸墊滲漏；氣缸體或氣缸蓋有裂紋；散熱器損壞洩漏；散熱器蓋進、排氣閥失靈使冷卻液洩漏；膨脹水箱蓋洩漏等。
對冷卻系溫度過低的故障可按照以下步驟查找：
（1）直觀檢查機體、水泵、散熱器及各水管連接處有無冷卻液滲出，必要時可對冷卻系統進行加壓檢查。或用熒光檢漏儀檢測，若有滲漏，應進行維修。
（2）拔出機油尺，觀察是否有冷卻液洩漏到機油中。若有，應對發動機進行檢修。
（3）如果發動機行駛無力，且排氣管排白煙，則應檢查發動機氣缸墊是否已被沖壞。若有，應檢修發動機。
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