冷却水温不适时会造成发动机低温运转或过热；水质不良将引起水垢、腐蚀及气蚀；冷却水内漏、水质不良均会引起故障。
1过冷运转
发动机在水温低于65℃下运行叫做冷运转。发动机未曾充分运转使水温达到一定程度就会开始工作，或者当节温器开启温度过低时，冷却水过早进入大循环，都会引起过冷运转。当汽缸壁温度从80℃降至50℃时，缸套的磨损增加约5倍。而在汽缸壁温度达到80~85℃时，磨损量明显降低。水温过低，柴油在燃烧室温升较慢，滞燃期长，燃烧过程恶化，发动机运转不良。
低温运转的主要原因是节温器失效。检查方法如下：(1)检查冷却水的温升速度。观察仪表板水温表，如水温升得很慢则说明节温器工作不正常。(2)检查散热器水温，把数字式温度计的传感器插入水箱，测量上水室与水温表读数（发运机水套温度）并作比较。水温升到68~72℃以前，发动机启动不久，散热器的水温就和水套的水温一同升高，表明节温器不良。(3)拆检节温器，确认故障。将节温器放在热水中，检查节温器阀门开启和完全开启的温度是否符合修理手册的规定。
节温器失效应及时更换，否则会缩短发动机的使用寿命。
2过热运转
为使发动机处于热平衡状态，要用冷却水把20%~30%的热量带走，使冷却水套中的水温保持在80~90℃。发动机水温超过95℃运行叫做过热运转。
(1)水温过高的运行作业中，应注意水温表和变矩器油温表读数。发现发动机过热运转，应停止作业，让发动机转速降到中速(1000~1100r/min)。切勿在过热时直接加冷却水。温度高达400~500℃的缸盖在急剧降温时容易发生热裂。热机停车前应让发动机怠速几分钟，以防止高温的活塞和其它零件的油膜结胶与焦化。
(2)过热运转时易引起的故障有:a)充气系数下降，混合气燃烧不正常，引起敲缸、爆燃，功率下降。b)缸盖、气门、缸套、活塞、活塞环等受热零件热应力增大，常产生热裂。c)破坏滑动配合的正常间隙，稀释油膜，造成活塞拉缸。d)烧坏缸套的防水胶圈。E机油早期劣化变质，造成润滑不良，容易烧瓦。
发动机产生过热的原因有:a)发热过度。原因是：发动机正时不良，点火过迟：燃烧室中窜入机油或喷入过量柴油：长时间超负荷作业；变矩器或变速器故障引起传动系油温过高：液压油温过高。b)散热不足。原因是：水量不足，缺水运行；水质不良，水中混入机油，降低热传导性；水质过硬产生大量水垢，严重影响散热效果；水中混入气泡降低其冷却能力；节温器不良，大循环开度不够；泥砂、锈皮、水垢等杂质堵水箱；水箱格栅被树枝、泥砂、杂物堵塞;水泵不良，风扇皮带松驰、风扇叶片变形，造成强制制冷不足等。
3水质监测
发动机用冷却水主要测试其以下3项性能指标:
(1)亚硝酸离子浓度测试冷却水长期使用后缓蚀剂耗损，防腐蚀器失效，应控制缓蚀剂含量(见表1)。
(2)盐类总浓度测试。测定冷却水的电导率，从而判断盐的总浓度(见表2)。
(3)酸碱值测定。利用水质仪的数字式PH计，测定水是否为中性。(见表3)。