Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) обеспечивает отвод тепла от деталей двигателя, что обеспечивает их работоспособность и поддерживает необходимое тепловое состояние двигателя во всём диапазоне нагрузок и внешних условий среды[1].
Выделение высокотемпературной теплоты внутри двигателя необходимо, исходя из принципа его работы, так что даже такие ДВС, как газотурбинные, турбовинтовые, турбовентиляторные и реактивные в своём большинстве имеют специальную систему охлаждения.
Система охлаждения ДВС во многих случаях влияет на мощность двигателя, и во всех случаях — на его массу. В академической литературе система охлаждения двигателя входит в группу систем двигателя, наряду с системами зажигания, питания топливом, газораспределения и смазки.
Двигатель внутреннего сгорания выделяет теплоту в цилиндре, и температура сгорания достигает 2000 °C и более. При отсутствии отвода тепла стенки камеры сгорания разогревались бы до равновесной температуры в несколько сот градусов, при этом обычные конструкционные материалы значительно теряют прочность, а моторные масла испаряются и сгорают. Кроме нарушений условий прочности и смазки деталей, при этом происходит нарушение рабочего процесса двигателя: снижается мощность двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, а в искровых моторах возникает самовоспламенение и детонация[2].
При изменении температур стенок камеры сгорания и поршня происходит изменение зазоров, а перегревающиеся от проходящих через стыки горячих газов поршневые кольца могут терять упругость. Излишнее снижение температуры может нарушать испарение распылённого топлива, его конденсацию, а также снижает механический КПД двигателя из-за повышения кинематической вязкости масла. По всем упомянутым причинам существующие ДВС оснащают системами охлаждения, поддерживающими стабильное оптимальное тепловое состояние двигателя в заданных пределах. В случае системы водяного охлаждения эта температура ограничена кипением жидкости и обычно не превышает 90..100 °C, для моторов воздушного охлаждения пределы более широкие[2]. Так называемые адиабатные дизели также имеют систему охлаждения, но часть поверхности камеры сгорания у них имеет керамическое покрытие, намного уменьшающее отвод тепла[3].
Система охлаждения, кроме основной функции охлаждения двигателя, выполняет ряд других функций, к которым относятся: