Dość ważnym układem umożliwiającym pracę silnika spalinowego jest układ chłodzenia. Mimo, że jego budowa nie jest skomplikowana, swoje zadanie – chłodzenie silnika – spełnia z łatwością. Wielkość układu chłodzącego jest zależna od wielkości silnika. W dużych silnikach układy chłodzenia mają naprawdę dużą pojemność.
Bezpośredni układ chłodzenia to układ, w którym silnik chłodzony jest za pomocą „owiewającego” go powietrza. Możemy rozróżnić dwa typy układów bezpośrednich:
Niezależnie od wybranego rozwiązania silniki chłodzone w sposób bezpośredni mają na swoim kadłubie specjalne użebrowanie, dzięki któremu chłodzenie jest bardziej efektywne.
Zaletami chłodzenia bezpośredniego jest praktycznie brak obsługi układu chłodzenia oraz duża niezawodność. Jednak silniki chłodzone w ten sposób pracują głośniej od silników chłodzonych pośrednio.
W pośrednim układzie chłodzenia silnik chłodzony jest za pomocą cieczy chłodzącej, która chłodzona jest podczas jazdy samochodu w wymienniku temperatury (chłodnica).
Układ chłodzenia pośredniego składa się z chłodnicy, przewodów łączących układ, termostatu, nagrzewnicy, czujników temperatury, pompy wymuszającej obieg cieczy, zbiornika wyrównawczego oraz wentylatora. W układzie tym znajduje się ciecz chłodząca. Konstrukcja bloku silnika uwzględnia natomiast miejsca, przez które ta ciecz przepływa.
W układzie chłodzenia wyróżnić można obiegi mały i duży. Korzystając z małego obiegu napędzana prze pompę ciecz krąży tylko w kadłubie silnika. Dzieje się tak aż do chwili osiągnięcia przez ciecz odpowiedniej temperatury. W chwili nagrzania się cieczy w małym obiegu następuje otwarcie termostatu, a tym samym ciecz chłodząca zaczyna krążyć w dużym obiegu, czyli przepływać przez chłodnicę. Ciecz przepływając przez chłodnicę jest chłodzona przez pęd powietrza jaki występuje podczas poruszania się samochodu. Kiedy jednak układ osiągnie temperaturę ok. 98 stopni C włączony zostaje wentylator, który wymusza dodatkowy przepływ powietrza przez chłodnice.
Za pomocą umieszczonej w układzie chłodzenia nagrzewnicy ogrzewane jest również powietrze służące do ogrzewania kabiny pasażerskiej.
Obsługa układu chłodzenia pośredniego sprowadza się głównie do wymiany płynu chłodzącego. Należy jednak pamiętać aby wykonywać tę czynność co 2, 3 lata. Ciecz chłodząca traci bowiem swoje właściwości po upływie takiego właśnie czasu. Wyeksploatowana ciecz chłodząca może również zamarzać w niskich temperaturach.
W układzie pośrednim niestety częściej występują jednak usterki. Są to głównie wycieki cieczy spowodowane nieszczelnościami układu. Naprawa układu chłodzenia w większości przypadków sprowadza się głównie do wymiany uszkodzonych elementów na nowe. Oczywiście dopuszcza się np. lutowanie uszkodzonej chłodnicy bądź regenerację pompy cieczy chłodzącej jednak często (przynajmniej w przypadku pompy) są to zabiegi nieopłacalne.