Podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej wytwarza się duża ilość ciepła, które nagrzewa elementy silnika, dlatego silnik musi być wyposażony w sprawnie funkcjonujący układ chłodzenia. Na podstawie ogólnego bilansu cieplnego silnika spalinowego można przyjąć, że 25-40% energii cieplnej otrzymywanej w wyniku spalania paliwa jest zamieniana na energię mechaniczną. Część ciepła (35-50% ) jest odprowadzana z silnika spalinami. Pozostała część ciepła (25-35%) musi być odprowadzana z silnika przez układ chłodzenia.
W zależności od rodzaju czynnika odbierającego ciepło rozróżnia się układy chłodzenia powietrzem i cieczą.
Układ chłodzenia powietrzem jest wyposażony w wentylator, filtr powietrza i osłony kierujące. W celu zwiększenia powierzchni oddawania ciepła cylindry silników są użebrowane i osadzone na kadłubie. Napęd wentylatora przez przekładnię pasową od wału korbowego uzależnia intensywność chłodzenia wentylatora od prędkości obrotowej silnika. Intesywność przepływu powietrza reguluje termostat połączony z przepustnicą wylotu powietrza.
Układy chłodzone powietrzem mają prostą konstrukcję, lecz powodują głośną pracę silnika. Stosuje je się w silnikach małej mocy (szczególnie do napędu motocykli, samolotów i niektórych samochodów).
Układ chłodzenia cieczą jest najbardziej rozpowszechniony w silnikach pojazdów. Czynnikiem chłodzacym jest płyn, który przepływa kanałami w bloku cylindrowym i głowicy, odbiera od nich ciepło. Powszechnie używa się dwóch rodzajów cieczy chłodzących: wody i roztworów wodnych glikolu etylenowego (np. "Petrygo", "Borygo" nazwy handlowe płynów do chłodnic). Przepływ cieczy w układzie chłodzenia może być samoczynny lub wymuszony. We współczesnych silnikach przeznaczonych do pracy z dużymi obciążeniami stosuje się przepływ wymuszony.
Schemat układu chłodzenia cieczą
Obieg cieczy jest wymuszany przez pompę wodną, termostat reguluje temperaturę cieczy chłodzącej, otwierając albo zamykając duży obieg, w którym jest chłodnica. Temperatura otwarcia termostatu wynosi ok. 85°C.
Chłodnica odgrywa rolę wymiennika ciepła. Jest zbudowana ze zbiornika górnego z wlewem i króćcem zasilającym, rdzenia z użebrowanymi cinkościennymi kanałami, zbiornika dolnego z króćcem odpływowym i kranem spustowym.
Obsługa układy chłodzenia powietrzem polega głównie na regulacji naciągu paska klinowego napędu wentylatora, a także na utrzymaniu w czystości żeberek cylindrów. Okresowo należy kontrolować sprawność termostatu.
Obsługa układu chłodzenia cieczą polega na kontrolowaniu poziomu i ewentualnym uzupełniania płynu chłodniczego. Poziom płynu w chłodnicy powinien zakrywać kanały rdzenia. Jeżeli układ jest wyposażony w zbiorniczek wyrównawczy, to poziom płynu powinien znajdować się między kreskami oznaczającymi górny i dolny dopuszczalny poziom płynu w układzie. Szczególną uwagę należy zwrócić na jakość płynu stosowanego do chłodzenia silnika. Wlewana do chłodnicy powinna być woda destylowana, aby w kanałach chłodniczych nie tworzył się osad zmniejszający intensywność przepływu cieczy w układzie. Kontrolować należy również naciąg paska klinowego napędzającego pompę wodną (jeżeli jest takie rozwiązanie napędu pompy - w ciągnikach rolniczych dość często jest to stosowane).
