发动机冷却系统的功能是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。在一般情况下，为保证发动机在最适宜的温度工作，冷却系统匹配与设定的合适与否，将直接影响到发动机的动力性、使用寿命和燃油经济性。而冷却系统最常见的问题就是发动机过热、冷却液漏失、电腐蚀和预热缓慢。在发动机出现的故障中，大多数是由于忽略了对冷却系统的维护而引起的。从维修的观点来看，冷却系统需要注意的有以下几个方面：一是散热器、压力盖、风扇、皮带、皮带轮、水泵、机油冷却器、恒温器、软管、密封垫和加热器；二是冷却系统的热传导或“湿边”（冷却液与金属接触的部位），此部位在发生损坏之前是很少被考虑到的。
1．过热
造成过热的主要原因有：冷却液漏失（内部和外部泄漏）、水套中积存杂质以及废气进入到冷却液内。在某些装有自动传动系统的汽车上，传动系统的中间冷却器上会发生泄漏现象。自动传动系的工作液是不良的热导体，它会与散热器的冷却液混合，使活塞、活塞环、气门和气门座在高于正常的温度下工作，从而造成发动机和自动传动系统的损坏。
2．锈垢和积垢的腐蚀
空气中的氧是造成生锈垢的最常见因素。凡是汽车上的冷却系统，都不可能完全不接触空气。当冷却液被充气时（将空气与水混合），将使锈蚀作用增强。充气可使锈蚀的速度加快30倍之多。产生充气作用的主要原因如下：
(1)上部散热器液箱内的搅动使截留的空气和冷却液混合。
(2)当水泵或软管有微量泄漏时，由于空气进入，故会加速锈蚀作用。下部的散热器软管（吸入侧软管）尤其容易出现这种情形。
积垢是由于水中存在矿物质镁和钙而引起的。当发动机的温度达到60℃时，这些矿物质便沉积在水套壁上而形成一层白色的积垢，此层积垢物具有很强的隔热作用。在截面厚25 mm的铸铁上沉积有1. 5mm的积垢时，其传热速度即相当于250mm厚的铸铁。
3．电腐蚀
当两种不同的金属浸入一种导电液内，并通过接地相互连接时，就会有电流通过。下面用电压表来进行试验说明。
(1)将电压表的一个线端连接到散热器上。
(2)将电压表的另一线端插入冷却液内（不得接触散热器的内部）。
(3)读取电压表读数，可得0.2～0.3 V或0.4 V。
0.4 V以内的读数值均可认为是正常的，但如果电压升高，即表明有电蚀现象。此时，将开始“蚀掉”堵、前盖、水泵叶片等，并使冷却系统的腐蚀增强。所以发现电压的读数高于正常值，便应对冷却系统进行维护，即排出原液进行冲洗，然后将冷却液重新注入散热器。
4．冷却液漏失
对冷却液的外漏情况，常常可凭肉眼察看泄漏部位周围形成的锈垢而被检查出，冷却液内有锈垢即表明损坏已经发生。锈垢表明发动机的金属材料已受损失，并且冷却系统中有磨料颗粒。检查冷却系统的外部泄漏还有另一种方法，即使用压力试验器。具体的做法是用一台手泵将系统充压，然后用压力表检查，观察压力能否保持。
检查有无冷却液通过内部裂纹或泄漏时，常用的方法是察看液位指示器或加油盖处有无水泡出现。比较常见的内部冷却液泄漏是由下列原因造成的：发动机缸体两侧在挺杆室的壁上有发丝状裂纹；进气管垫安装不当或有缺陷；气缸盖有裂纹；前正时齿轮盖因电蚀而出现“针孔”；气缸盖密封垫安装不当或缺陷。
查明内部泄漏的确切部位并非总是容易做到的，有时需要将发动机作部分解体，应仔细观察带色的沉积物（通常在破裂或泄漏部位更为明显）。有时为了在卸下发动机机件之前准确地确定内部裂纹的部位，可采用以下的方法：排净冷却系统中的液体，然后将冷却系统冲洗干净，将水注入冷却系统，加上60 mL可食用红色液，使发动机达到运行温度，然后继续运行10 min，水溶性可食用红色液将在破裂处出现。
5．燃烧气体泄漏
如气缸盖密封垫有缺陷、气缸盖或缸体有裂纹时，炽热的废气会进入到冷却液内。如已泄漏燃烧气体使发动机的零件受到腐蚀，并且会形成沉积物。生成的胶状沉积物（由乙二醇型防冻液生成）会使发动机工作受阻。测试内部的燃烧气体是否漏入冷却液内，有几种方法可供使用：
(1)启动发动机，并在达到运行温度后观察压力测试器的压力表。如压力表的指针在发动机增速时上下摆动，即表明气缸盖可能已损坏。
(2)使用燃烧气体泄漏测试器。
(3)使用红外测温器，可“嗅出”散热器注入口处有无燃烧气体。
在发动机运行时察看散热器注水口颈部有无气泡，并不是检测有无燃烧气体泄漏的最好方法，因为气泡也会由系统中分离出的空气产生，或者由返回上部散热器水箱冷却液的水流产生。
