汽車發動機的冷卻裝置以水冷卻為主；使用氣缸水道內的循環水冷卻，把水道內受熱的水引入散熱器（水箱），通過風冷卻后再返回到水道內。

　　當發動機運轉時，水泵隨之旋轉，提高了冷卻液的壓力，促使冷卻液強制循環。循環的冷卻液帶走了發動機缸體、缸套、缸蓋等零件的熱量；當冷卻液溫度未達到節溫器的開啟溫度時，冷卻液將通過水循環管，直接從水泵重新進入缸體，由于冷卻液避免了不必要的冷卻，溫度將迅速上升。當冷卻液溫度達到節溫器開啟溫度，節溫器閥門關閉了小循環管的旁通水路，冷卻液將穿過節溫器流入散熱器上水室，熱水經風扇吸過的空氣流的強制冷卻，散失一部分熱量。溫度已經下降的冷卻液，留到散熱器下水室，經水泵在泵入缸體重新參加冷卻循環。

　　汽車發動機冷卻裝置由氣機體和氣缸蓋內的水套、水箱、水泵、節溫器、電子扇、軟管和其它元件組成。

　　水箱作用是將發動機水套內冷卻液所攜帶的多余熱量，在外界強制氣流的作用下散發到空氣中的熱交換裝置。根據水箱材質分為銅質和鋁質。水箱蓋是一個壓力塑蓋，它封住水箱。水箱蓋內有一個釋壓閥和真空閥。當冷卻液內的壓力超過一定的參數時（110-120℃）釋壓閥打開讓蒸汽通過溢流管跑掉。當發動機停機，冷卻液溫度降低時，冷卻系內產生真空，真空閥打開以緩和真空。真空閥打開時，允許副水箱內的冷卻液流回冷卻系。

　　汽車發動機冷卻裝置中的膨脹水箱是給冷卻液提供了一個膨脹空間。在冷卻系統中，當冷卻液熱膨脹后的體積超過冷卻系統容積時，就會壓縮原積滯在系統內的空氣，這部分空氣隨著熱負荷的增加會進一步地膨脹，使系統壓力升高，另外，系統內還將產生一定量的水蒸氣，這些蒸氣的壓力也會增加系統的壓力。整個系統的壓力越高，系統的密封就越困難。膨脹水箱內提供的膨脹空間，在系統壓力的作用下，氣水混和物將不斷地輸進膨脹水箱，在箱內膨脹、釋壓，穩定了整個系統內的壓力。