Система охолодження включає: сорочку охолодження (у блоці циліндрів та в головці блоку циліндрів), радіатор, насос охолоджувальної рідини, термостат, електричний вентилятор системи охолодження, з'єднувальні шланги та інші елементи. Охолодна рідина, що нагрівається в сорочці охолодження, нагнітається рідинним насосом в радіатор, де вона охолоджується за допомогою вентилятора і зустрічного потоку повітря, що виникає під час руху автомобіля. Потім рідина, що охолоджує, повертається в сорочку охолодження за допомогою насоса і охолоджує двигун.
Сорочка охолодження є мережею каналів для проходження рідини. Ці канали утворені проміжками між гільзами циліндрів у блоці циліндрів та повідомляються з каналами в головці блоку. Рух рідини організується таким чином, щоб забезпечити найбільш ефективне охолодження тих елементів двигуна, які найбільше нагріваються під час його роботи (зокрема, верхнього пояса циліндрів двигуна та камер згоряння).
Радіатор
Радіатор розміщується в передній частині автомобіля і призначений для охолодження рідини, що охолоджує, що надходить з сорочки охолодження. Радіатор складається з правого та лівого бачків та серцевини радіатора, яка з'єднує два бачки. У верхньому бачку розташований вхідний патрубок, яким надходить охолоджувальна рідина з сорочки охолодження, а також шланг для перепуску зайвої охолоджуючої рідини або пари. У нижньому бачку радіатора розташований вихідний патрубок рідини, що охолоджує, через який вона надходить в насос охолоджуючої рідини, а також зливний краник, через який видаляється охолодна рідина. Серцевина радіатора має безліч оребрених трубок, якими потік охолоджуючої рідини проходить з верхнього бачка в нижній, а також охолоджуючі ребоа для більш ефективного розсіювання теплоти в навколишнє середовище. Охолоджуюча рідина, нагріта при проходженні через сорочку охолодження, охолоджується в радіаторі потоком повітря, що просмоктується електричним вентилятором, а також зустрічним потоком повітря, що виникає під час руху автомобіля. Моделі з автоматичною трансмісією мають спеціальний охолоджувач робочої рідини автоматичної коробки передач, розташований у нижньому бачку радіатора. Вентилятор з електричним приводом розташований за радіатором, що полегшує проходження потоку повітря через радіатор. Вентилятор включається тільки в тому випадку, якщо температура рідини, що охолоджує, досягне робочого значення. Це знижує витрати потужності на привід вентилятора та запобігає переохолодженню двигуна.
Пробка заливної горловини радіатора (пробка радіатора)
Пробка радіатора - ущільнюючого типу, вона повинна герметизувати радіатор і витримувати підвищений тиск, що виникає в результаті теплового розширення рідини, що охолоджує. Підвищений тиск у радіаторі перешкоджає закипанню рідини, що охолоджує, навіть при температурі вище 100°С. Пробка радіатора має паровий (скидаючий) клапан та повітряний клапан (клапан розрідження). При температурі охолоджуючої рідини 110-120°С надлишковий тиск усередині радіатора, викликаний тепловим розширенням рідини, досягає 0,3-1,0 кг/см2 або 30-100 кПа. У разі перевищення зазначеної межі під дією тиску відкривається паровий клапан і пара видаляється через парову трубку. Повітряний клапан відкривається під дією розрідження, яке утворюється всередині радіатора після зупинки двигуна та зниження температури рідини, що охолоджує. Відкриття цього клапана дозволяє охолоджувальній рідині в розширювальному бачку повернутися до системи охолодження.
Розширювальний бачок
Розширювальний бачок призначений для акумулювання надлишкового об'єму рідини, що охолоджує, який виходить в результаті її об'ємного розширення при нагріванні. Коли температура рідини, що охолоджує, падає, вона повертається з розширювального бачка в радіатор. Таким чином, радіатор завжди заповнений рідиною, що охолоджує, і при цьому не допускається непотрібних її втрат. Щоб переконатися в необхідності доливання рідини, що охолоджує, необхідно перевірити її рівень в розширювальному бачку.
Насос охолоджувальної рідини
Насос рідини, що охолоджує, забезпечує примусову циркуляцію охолоджуючої рідини через систему охолодження. Він встановлюється в передній частині блоку циліндрів і приводиться в дію від колінчастого валу клиноподібним ременем приводу генератора.
Термостат
Термостат встановлюється на вхідному патрубку контуру охолодження. Він має восковий перепускний клапан та автоматичний клапан, керований залежно від температури охолоджуючої рідини. Автоматичний клапан закривається, коли температура рідини, що охолоджує, падає, і тим самим перешкоджає циркуляції рідини через двигун, прискорюючи процес його прогріву. При цьому перепускний клапан відкривається при закритті автоматичного клапана, тоді рідина, що охолоджує, циркулює тільки всередині двигуна (за малим контуром системи охолодження). Коли температура охолоджуючої рідини зростає, автоматичний клапан термостата відкривається, а перепускний клапан (якщо його встановлено) закривається що дозволяє охолоджувальній рідині циркулювати через радіатор. Восковий наповнювач усередині силового елемента термостата розширюється при нагріванні і охолоджується під час охолодження. Нагрівання воскового наповнювача силового елемента створює зусилля, що долає зусилля пружини, під дією якої клапан утримується в закритому стані, таким чином відбувається відкриття автоматичного клапана. При охолодженні воскового наповнювача він стискується. І під впливом зусилля пружини автоматичний клапан закривається. У цих моделях двигунів термостат забезпечує підтримку робочої температури охолоджувальної рідини близько 82°С.
Схема системи охолодження двигунів 3S-FE, 4S-FE
1 - від радіатора,
2 - вхідний патрубок,
3- термостат,
4 - насос охолоджувальної рідини,
5-клапан управління частотою обертання холостого ходу,
6 - корпус дросельної заслінки,
7 - від обігрівача,
8 - до обігрівача,
9 - вихідний патрубок,
10 - до радіатора,
11 - шланг перепуску охолоджувальної рідини,
12 - маслоохолоджувач (якщо встановлено).