Il motore di un'auto produce molto calore quando è in funzione e deve essere continuamente raffreddato per evitare danni al motore.
Generalmente ciò avviene facendo circolare liquido di raffreddamento solitamente acqua miscelata con una soluzione antigelo attraverso appositi passaggi di raffreddamento. Alcuni motori sono raffreddati dall'aria che scorre sulle carcasse dei cilindri alettati.
Come circola il liquido di raffreddamento
Un blocco motore e una testata raffreddati ad acqua hanno canali del refrigerante interconnessi che li attraversano. Nella parte superiore della testata tutti i canali convergono in un'unica uscita.
Una pompa, azionata da una puleggia e una cinghia dall'albero a gomiti, spinge il liquido di raffreddamento caldo dal motore al radiatore, che è una forma di scambiatore di calore.
Il calore indesiderato viene trasferito dal radiatore nel flusso d'aria e il liquido raffreddato ritorna quindi a un ingresso nella parte inferiore del blocco e rifluisce nuovamente nei canali.
Di solito la pompa invia il liquido di raffreddamento su attraverso il motore e giù attraverso il radiatore, sfruttando il fatto che l'acqua calda si espande, diventa più leggera e sale al di sopra dell'acqua fredda quando riscaldata. La sua tendenza naturale è quella di scorrere verso l'alto e la pompa favorisce la circolazione.
Il radiatore è collegato al motore da tubi di gomma, e ha un serbatoio superiore e inferiore collegati da un nucleo un gruppo di molti tubi sottili.
I tubi passano attraverso i fori in una pila di sottili alette di lamiera, in modo che il nucleo abbia una superficie molto ampia e possa perdere calore rapidamente nell'aria più fredda che lo attraversa.
Sulle auto più vecchie i tubi corrono verticalmente, ma le auto moderne con la parte anteriore ribassata hanno radiatori a flusso incrociato con tubi che corrono da un lato all'altro.
In un motore alla sua normale temperatura di esercizio, il liquido di raffreddamento è appena al di sotto del normale punto di ebollizione.
Il rischio di ebollizione viene evitato aumentando la pressione nel sistema, che aumenta il punto di ebollizione.
La pressione extra è limitata dal tappo del radiatore, che ha una valvola di pressione al suo interno. Una pressione eccessiva apre la valvola e il liquido di raffreddamento fuoriesce attraverso un tubo di troppopieno.
In un sistema di raffreddamento di questo tipo si ha una continua leggera perdita di liquido di raffreddamento se il motore gira molto caldo. Il sistema necessita di un rabbocco di tanto in tanto.
Le auto successive hanno un sistema sigillato in cui l'eventuale troppopieno va in un vaso di espansione, dal quale viene risucchiato nel motore quando il liquido rimanente si raffredda.
Il radiatore ha bisogno di un flusso d'aria costante attraverso il suo nucleo per raffreddarlo adeguatamente. Quando l'auto è in movimento, questo accade comunque; ma quando è fermo viene utilizzata una ventola per favorire il flusso d'aria.
La ventola può essere azionata dal motore, ma a meno che il motore non stia lavorando sodo, non è sempre necessario mentre l'auto è in movimento, quindi l'energia utilizzata per azionarla spreca carburante.
Per ovviare a questo, alcune auto hanno un giunto viscoso una frizione del fluido azionata da una valvola sensibile alla temperatura che disaccoppia la ventola fino a quando la temperatura del liquido di raffreddamento non raggiunge un set point.
Altre vetture hanno un elettroventilatore, anch'esso acceso e spento da un sensore di temperatura.
Per far riscaldare rapidamente il motore, il radiatore è chiuso da un termostato, solitamente posizionato sopra la pompa. Il termostato ha una valvola azionata da una camera riempita di cera.
Quando il motore si scalda, la cera si scioglie, si espande e apre la valvola, consentendo al liquido di raffreddamento di fluire attraverso il radiatore.
Quando il motore si ferma e si raffredda, la valvola si richiude.
L'acqua si espande quando si congela e se l'acqua in un motore si congela può far scoppiare il blocco o il radiatore. Quindi l'antigelo di solito viene aggiunto all'acqua di glicole etilenico per abbassare il punto di congelamento a un livello di sicurezza.
L'antigelo non deve essere scaricato ogni estate; normalmente può essere lasciato per due o tre anni.
In un motore raffreddato ad aria, il blocco e la testata sono realizzati con alette profonde all'esterno.
Sistema di riscaldamento con valvola dell'acqua 
Spesso un condotto corre tutto intorno alle alette e una ventola azionata dal motore soffia aria attraverso il condotto per allontanare il calore dalle alette.
Una valvola sensibile alla temperatura controlla la quantità di aria che viene spinta dalla ventola e mantiene la temperatura costante anche nelle giornate fredde.
