柴油機工作時，高溫燃氣及摩擦生成的熱氣會使氣缸（蓋）、活塞和氣門等零部件的溫度升高。如不采取適當的冷卻措施，將會使這些零件的溫度過高。受熱零件的機械強度和剛度會顯著降低，相互間的正常配合間隙會被破壞。潤滑油也會因溫度升高而變稀，失去應有的潤滑作用，加劇零件的磨損和變形，嚴重時配合件可能會卡死或損壞。柴油機過熱，會導致充氣系數降低，燃燒不正常，功率下降，耗油量增加等。如柴油機溫度過低，則混合氣形成不良，造成工作粗暴、散熱損失大、功率下降、油耗增加、機油黏度大、零件磨損加劇等，導致柴油機使用壽命縮短。實踐表明，柴油機經常在冷卻水溫為40~50℃條件下使用時，其零件磨損要比正常溫度下運轉時大好幾倍，因此柴油機也不應冷卻過度。柴油機冷卻系統的作用是保證發動機在最適宜的溫度范圍內工作。對于水冷式柴油機，缸壁水套中適宜的溫度為80~90℃，對于風冷式柴油機，缸壁適宜溫度為160~200℃。

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