Das Kühlsystem in einem Verbrennungsmotor hat die primäre Aufgabe, die beim Verbrennungsprozess entstehende Wärme abzuleiten und diese Wärmeableitung gleichmässig von den Zylindern zu gewährleisten. Zu hohe Temperaturen führen zum Überhitzen der Zylinder mit der Folge, dass der Kühler „kocht“ und Wasser auswirft. Ein Motor, der im heissen Bereich läuft wird zwangsläufig früher oder später beschädigt, sei es die Zylinderkopfdichtung oder im schlimmeren Fall gar an Kolben und Zylindern.
Luftkühlung
Was liegt näher, als den Fahrtwind auszunutzen und über ein Kühlgebläse diesen an die Stellen am Motor zu leiten, wo die Wärme produziert wird, nämlich an den Zylinderköpfen und Zylinderwänden. Namhafte Hersteller wie Volkswagen und auch Porsche (bis 1998!), aber auch Citroen, Honda, Tatra, Trabant entwickelten die Luftkühlung am Triebwerk immer weiter. Nachteilig ist, dass die Aufwärmphase länger dauert und die Fahrzeugheizung oft schwach daherkommt. Ebenso sind Kühlung und Heizung nur bei mittlerer bis hoher Drehzahl wirkungsvoll.
Flüssigkeitskühlung
Schon in der Frühzeit der Automobilentwicklung wurde erkannt, dass nur dann dauerhafte Leistung zur Verfügung steht, wenn der Motor im idealen Temperaturbereich arbeiten kann. Anfänglich wurden drucklose Systeme als Wasserkühlung ohne Wasserpumpe verbaut. Heisses Wasser steigt auf und drückt das kühlere Kühlwasser nach unten, wo es Wärme aufnimmt und wieder steigt. Passfahrten mit sommerlichen Temperaturen waren Tagestouren, da immer wieder Pausen nötig waren, um Wasser nachzufüllen. Im Winter musste jeden Tag nach der Fahrt das Kühlwasser abgelassen werden, da noch keine vernünftigen Frostschutzmittel bekannt waren (ausser Schnaps und Spiritus). Ab den 1930er Jahren wurden Kühlsysteme entwickelt mit internen und externen Wasserpumpen. Später erschienen die ersten Drucksysteme mit oder ohne Expansionsgefäss, mit starrem Lüfter, mit Viscose- oder Elektrolüfter, thermostatisch gesteuert. Um die enormen Hürden der Emissionen zu schaffen, ist die ideale Betriebstemperatur im Laufe der Jahre von 74 °C auf bis zu 97 °C angehoben worden.
Kühlflüssigkeiten
Reines Wasser hat eine gute Wärmeleitfähigkeit. Mit geringem Überdruck betrieben können Betriebstemperaturen bis ca. 110 °C auf Meereshöhe erreicht werden. Auf 2000 Metern oder bei Passfahrten kann der Siedepunkt schon ab 84 ° C erreicht sein. Dabei entsteht schon genügend Überdruck, um alles Wasser auszublasen. Je nach Wasserqualität und Wasserhärte können enorme Schäden entstehen bis hin zum verstopften Kühler. Verunreinigungen im Wasser, vor allem Kalk, setzen sich in den Kühlkanälen ab und härten aus. Dadurch wird der Kühlmittelfluss gestört und der Wasserkühler hat eine stark verminderte Leistung.
Da wir es vorwiegend mit älteren Fahrzeugen zu tun haben, sind Wasserkühler mit 25 und mehr Betriebsjahren anzutreffen. Solche Kühler sind häufig zu revidieren, das Netz mit den Kühlkanälen wird dabei ersetzt. Vorbeugend ist es sinnvoll, in regelmässigen Abständen die Kühlflüssigkeit zu wechseln. Dabei wird eine Mischung aus Wasser, Frostschutz- und Antikorrosionsmittel eingefüllt. Somit ist gewährleistet, dass der Motorblock, der Zylinderkopf, der Kühlkreislauf und im speziellen die Wasserpumpe und alle Gummiteile und Dichtungen geschützt werden.
Bei Vorkriegsautos mit hohem Kühlwasserverbrauch sollte kein Leitungswasser sondern destilliertes Wasser (oder die Spezialmischung von Volante) nachgefüllt werden, damit Kalkablagerungen verhindert werden. Weiterhin sind die Kühlwasserpumpen bei diesen Autos oft Schwachpunkte. Die Stopfbüchse mit Wasserpumpenfett muss häufig nach Herstellervorschrift betätigt werden um die Wasserpumpe mit speziellem wasserbeständigem Fett zu schmieren.
Die Kühlwaben sind freizuhalten von Insekten und anderen Verunreinigungen. Im Rahmen des Kühlmittelservice wird auch die Genauigkeit der Wassertemperaturanzeige überprüft. Eine genaue Anzeige beruhigt den Fahrer und verhindert Folgeschäden.