吸污车发动机在工作过程中，燃烧室燃烧的温度可高达1700～2500℃，直接与高温气体接触的机件(譬如，汽缸壁、缸盖、气门、活塞等)如不采取适当的冷却措施，过高的温度将使金属材料的强度显著下降，运动件将可能因热膨胀而破坏正常的配合间隙，润滑油也将因高温烧损变质或黏度下降，使发动机零件之间不能保持正常的油膜而导致零件卡死或加剧磨损。因此，对吸污车发动机必须加以适度冷却。冷却过度，不仅浪费了热量，而且还会引起一些不良后果：由于缸壁温度过低会使可燃混合气不能很好地形成和燃烧，燃油消耗量增加；润滑油在低温时黏度增高，零件运动的阻力增加，输出功率下降；同时润滑油在低温时不能形成良好的润滑油膜，使摩擦损失加大；由于温度低而增加了汽缸的腐蚀磨损。
吸污车发动机冷却系统的作用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。发动机所采用的冷却方式分为水冷式和风冷式两种。以冷却液为冷却介质冷却发动机的高温零件，然后再将热量传给空气的冷却系统称为水冷系统；以空气为冷却介质的冷却系统称风冷系统。对水冷式发动机，汽缸体水套中适宜的温度为80～90℃；对风冷式发动机，汽缸壁适宜的温度为150～180℃。 吸污车发动机基本都采用水冷系统。 水冷式发动机冷却系统分为强制循环式和自然循环式两种。在水冷系统中，不设水泵，仅利用冷却液的密度随温度而变化的性质，产生自然对流来实现冷却液循环的水冷却系统，称为自然循环式水冷系统。这种水冷却系统的循环强度小，不易保证发动机有足够的冷却强度，因而目前很少使用。
目前在吸污车发动机上应用最普遍的强制循环式水冷却系统是利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在冷却系统中循环流动。水冷式发动机的汽缸盖和汽缸体中都铸造出储水的、相互连通的夹层空间，称为水套。水泵将冷却液吸入并加压后，使之经散热器出水软管、分水管进入发动机的机体水套。冷却液从汽缸壁吸热而升温，然后流向缸盖水套，再次吸热升温之后经节温器及散热器进水软管流入散热器；同时空气流由前向后流过散热器，使冷却液因散热而降温；冷却了的冷却液流到散热器的下储水室后，又在水泵的作用下，经分水管再进入水套，如此不断地循环。因此使得发动机中在高温条件下工作的零件不断地得到冷却。
为了保证吸污车发动机在不同的负荷和转速条件下能在最适宜的温度范围内工作，冷却系统中还设有调节温度的装置，如百叶窗和节温器等。为使驾驶员能经常掌握冷却系统工作情况，设有水温表等指示装置。通常，冷却液在冷却系内的循环流动路线有两条，一条为小循环，另一条为大循环，所谓大循环是水温高时，冷却液全部经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是水温低时，冷却液不经过散热器而进行的循环流动，从而使水温很快升高。冷却液是进行大循环还是小循环，由节温器来控制。
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