Служит для отвода и рассеивания в атмосферу тепла от дизеля для обеспечения нормальной работы в течении длительного времени, независимо от нагрузки.
Установленный на тепловозах ди­зель имеет водяное охлаждение, необ­ходимость которого обусловлена вы­соким нагревом отдельных его частей, соприкасающихся с горячими газами.
Уже в конце такта сжатия температу­ра воздуха в цилиндрах повышается до 500 — 700 °С, а при сгорании топ­лива она достигает 2000 °С. Даже от­работавшие газы на выхлопе имеют температуру 430 — 480 °С.
Такой вы­сокий нагрев деталей мог бы вызвать значительную их деформацию, разру­шение, пригорание масла и, как след­ствие, заклинивание поршней в ци­линдрах.
Сильный нагрев деталей дизеля требует интенсивного охлаждения их водой, температура которой должна быть достаточно высокой во избежа­ние появления трещин в блоке, цилин­дровых втулках, крышках цилиндров и корпусе турбонагнетателя.

Нагре­тая вода охлаждается в секциях ради­атора, а часть тепла, отводимого от дизеля водой, используется для вспо­могательных целей (подогрева топли­ва в баке и воздуха в кабине машини­ста в холодное время года).
На тепловозах ЧМЭЗ, ЧМЭЗТ и ЧМЭЗЭ вода используется также для охлаждения дизельного масла в водомасляном теплообменнике и надду­вочного воздуха перед поступлением его в цилиндры дизеля. Так как ох­лаждение масла и наддувочного воз­духа должно осуществляться водой с более низкой температурой по сравне­нию с водой, охлаждающей дизель, то водяная система имеет два самостоя­тельных контура циркуляции воды.

Системы охлаждения подразделяют на:

• открытые
• закрытые.

В открытых системах вода через водяной бак связана с атмосферой воздуха, что ограничивает избыточное давление в трубопроводах и рабочую температуру воды в пределах 75–85С
В закрытых системах вода не связана с атмосферой, т.е. она циркулирует в герметическом трубопроводе, что позволяет поднять давление выше атмосферного и температуру кипения выше 100 0С.

Закрытые высокотемпературные при температуре 120 и выше. Она должна иметь повышенное давление, исключающее кипение и образования паровых пробок. Уменьшаются потери тепла в воду.
Закрытые системы с низкотемпературным охлаждением имеют температуру воды в пределах 105 °С,
Все отечественные тепловозы с закрытыми водяными системами имеют низкотемпературное охлаждение (2ТЭ116, 2ТЭ121 и т.д.).

Для повышения температуры кипения воды необходимо создать в водяной системе избыточное давление. Это можно осуществить тремя способами:

1. за счет герметизации водяного бака. В этом случае он оборудуется предохранительным клапаном, который срабатывает при избыточном давлении Рд = (0,05ч0,07) МПа и при разряжении Рр = (0,005ч0,007) МПа. Избыточное давление в этом случае создается в системе за счет пара, образуемого при нагреве воды;
2. за счет подачи сжатого воздуха, подаваемого в водяной бак из тормозной сети тепловоза. Данный способ обладает простотой и возможностью быстрого перехода от
   открытой системы к закрытой;
3. за счет дополнительного поршневого насоса, который создает давление в водяном баке. Недостатком способа является сложность конструкции.

На отечественных тепловозах избыточное давление создается за счет герметизации водяного бака, что позволяет повышать температуру воды до 105 С без её кипения.

Температура кипения зависит от величины избыточного давления в системе.

Из зависимости видно, что чем выше давление, тем выше температура кипения воды.

Повышение давления ограничено возможностью нарушения уплотнений цилиндровых гильз дизеля и прочностью трубок радиаторов. Испытание серийных радиаторов под давлением 0,4 МПа в течение 400 ч не вызвало их повреждения.

На тепловозе применяют два самостоятельных контура состоящих из водяного насоса и охлаждающих секций.

Каждый контур имеет систему открытого типа с принудительной циркуляцией воды.

Контуром называется замкнутый трубопровод, имеющий в своем составе водяной насос.

Основной контур служит для охлаждения воды выходящей из дизеля, подвода горячей воды в топливоподогреватель и к калориферу для обогрева кабины и подогрева подножки.
Дополнительный контур служит для охлаждения масла в водомасляном теплообменнике и для охлаждения надувочного воздуха.

Температура на выходе из дизеля:

• 70-80 °С
• 90 °С срабатывает световая сигнализация

В систему охлаждения входят:

• насосы центробежные
• трубопроводы
• холодильники-радиаторы
• терморегуляторы
• контрольные приборы

Для охлаждения воды:

• основного контура используются — 16 водяных секций, установленных в шахте холо­дильника.
• вспомогательного — 8 водяных секций, установленных в шахте холо­дильника.

Оба контура объединены расширительным баком, укреплен­ным над шахтой холодильника.

В процессе работы дизеля разность температур воды на выходе и входе дизеля не должна превышать более 10 градусов.