汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的，发动机就如同人类的心脏，如果不好好保护就会受到威胁，水冷却系出现故障后，无法保证发动机的适度冷却而出现冷却不足（水温高)，或冷却过度（水温低）的现象，二者都会使发动机的功率下降，磨损加剧。因此，对水冷却系及时诊断出故障发生的部位并予以排除，已成为汽车维修的重要课题之一。
水冷系的故障现象主要表现在水温不正常―（过低或过高）和冷却液泄漏两方面。其中水温不正常的原因可能是由于冷却系的故障引起的，也可能是其他系统的故障所致（如发火时间过早或过晚、混合气浓度不正常、润滑能力不足以及发动机长时间超负荷等），若发动机冷却不足，会使气缸充气量减少和出现早燃和爆燃等燃烧不正常现象，发动机功率将下降，且发动机零件也会因润滑不良而加速磨损。但若冷却过度，一方面由于热量散失过多，使转变成有用功的热量减少，另一方面由于混合气与冷却壁接触，使其中原已汽化的燃油又凝结并流到曲轴箱内，不仅增加了燃油消耗，且使机油变稀而影响润滑，结果也将使发动机功率下降，磨损加剧。
汽车冷却系统的作用是使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持在最适宜的温度范围内工
作。水冷却系统一般由冷却装置(水泵、风扇、散热器等)、冷却强度调节装置(节温器、风扇离合器、百叶窗）和水温显示装置（水温表、水温传感器）三个部分所构成。发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，推动冷却液在整个系统内循环。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机一散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料(石蜡或乙醚之类的材料)做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。
汽车冷却液故障原因一般为：冷却系中水量不足，冷却系有漏水之处、风扇皮带打滑或断裂，温控开关或电磁扇损坏，风扇离合器接合过晚或损坏、节温器主阀门打不开或打开过迟，散热器下部出水管冻结或堵塞、散热器和水套内沉积水垢、锈污过厚。散热器上部回水管凹瘪或堵塞。分水管锈烂，分水能力丧失、水泵效能不佳或水泵轴与叶轮脱开、点火时间过迟，混合气过稀或过浓。燃烧室积炭过多，发动机爆震或早燃、气缸衬垫过薄或缸体、缸盖接合面磨削过多、缺机油、机油过稠、机油老化变质，致使润滑性能、散热性能降低、汽车超载、长时间用低档行驶、爬长坡、在天气炎热或高原地区长时间行驶。
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