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水冷却系由水泵、散热器、风扇、节温器、辅助容器、水套和水管等组成。
1、冷却液的循环水冷系统的冷却液（水或防冻液）在发动机的水套中，吸收高温机件的热量，冷却液温度升高，经散热器利用风扇和迎风气流冷却水泵又将冷却后的冷却液泵入水套，进行循环冷却。冷却液的循环方式有两种：当发动机水温在70摄式度以下时，节温器关闭，冷却液流经水泵-水套-节温节旁通管-水泵（不经散热器），即小循环，这样有利于发动机启动后，温度迅速上升；当发动机水温超过70摄式度时，节温器自动打开，冷却液流经水泵-水套-节温器开关阀-散热器-水泵，即大循环，以加强冷却效果。
冷却液一般是用软水，以减少散热器及水套内壁中沉积水垢，影响散热效果。在寒冷地区或冬季，为防止水结冰膨胀而冻裂机件，常使用防冻液，即在水中掺入乙二醇混合而成防冻液。如LLC冷却液。防冻液还能起金属件防锈的作用。
在水冷系统中，常设有辅助容器（也称膨胀箱），它与散热器相通，当冷却液受热膨胀形成蒸汽时，通过散热器盖上的蒸汽阀将溢出散热器的水和蒸汽储存起来，当冷却液降温收缩时，又可通过泄水阀补充给散热器。
2、水冷却系的有关机件 1）水泵
水泵的作用是保证冷却液进行压力循环。
摩托车冷却系的水泵采用叶轮离心泵，其叶轮由曲轮通过齿轮或链条转动。当发动机工作时，叶轮转动，将冷却液从散热器下水管吸入，在离心力的作用下，从叶轮边缘被甩出，压进发动机水套，使冷却液正常循环。
2）散热器
散热器是把冷却液的热量传递给大气的热交换器。散热器由散热器芯、上下水室、散热器盖等组成。
散热器的结构型式较多，一般有管带式、管片式、圆管式等。管带式散热器，散热芯是芯管与散热带的结合，散热带上有缝孔，当空气流过时可以起百叶窗干粉砂浆设备http://www.dongshengzhizao.com的作用。如果芯管穿过散热片就叫管片式散热器。在散热器的芯管布置上，还有单列管式和双列管式。大部分散热器平板形的，但也有圆弧形的。也有少数摩托车采用左右分布的双散热器等。
散热器的加水口上有散热器盖。散热器盖除了密封散热器外。同时靠盖内的蒸汽和空气阀保持冷却系统有一定的压力，提高冷却液体的温度，又不会因压力过高而引起散热器损坏。
3）风扇风扇的作用是提高空气流过散热器的流速和流量，从而改善冷却效果，适应摩托车停车或低速大负荷行驶时因自然风流速太低而影响正常冷却的需要。
摩托车风扇采用叶片式装在散热器的背面，由风扇电机驱动，当散热器内水温达到88摄式度左右时风扇自动开始转动。
4）节温器热敏开关，在发动机启动或发动机水温较低时，节温器自动关闭，冷却液只能经旁通管直接泵入机体水套，使发动机尽快升温。当发动机水温升高至70摄式度时打开节温器开关阀，至80摄式度时全开，冷却液经过节温器开关阀流入散热器，以提高散热性能。
节温器有两种结构：一种是蜡式节温器，另一种是波纹管节温器。摩托车发动机广泛采用蜡式节温器，如本田CBR250等。
蜡式节温器有上下支架、反推杆、开关阀、石蜡、弹簧等组成。当发动机水温低于70摄式度时，石蜡呈固态状，开关阀在弹簧的作用下关闭，冷却液仅能小循环。当水温高于70摄式度时，石蜡逐渐变为液态，体积膨胀，因反推杆固定不动，石蜡的外壳连动开关阀在反推杆的推力下，克服弹簧的弹力而使开关阀开启，进行大循环。
在二冲程发动机上为了提高曲轴箱预压缩的效率，要求水温低一些，所以节温器开启温度一般为65度左右.
