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汽车发动机冷却系统由散热器、软管、水泵、电子扇、节温器、副水壶、缸体和缸盖中的冷却水套及其附属装置等组成。
冷却系统的功用是使发动机在任何工作状态下都得到适度的冷却，从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。
冷却系统的大小循环通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。
当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80℃，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环。
当冷却水温低于70℃时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在70～80℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。
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