Im Zylinderkopf und Zylinderkörper des Dieselmotors ist ein Kühlwassermantel eingegossen.
Nachdem das Kühlmittel von der Pumpe unter Druck gesetzt wurde, gelangt es über das Wasserverteilungsrohr in den Wassermantel des Zylinders. Das Kühlmittel nimmt beim Fließen die Wärme der Zylinderwand auf, die Temperatur steigt, strömt dann in den Wassermantel des Zylinderkopfs und gelangt über den Thermostat und den Kühler in die Wasserleitung in den Kühler. Gleichzeitig wird durch die rotierende Ansaugung des Lüfters Luft aus dem Kühlerkern geblasen. Die Wärme des durch den Kühlerkern strömenden Kühlmittels wird kontinuierlich an die Atmosphäre abgegeben und die Temperatur sinkt.
Schließlich wird es von der Pumpe unter Druck gesetzt und strömt dann wieder in den Zylinderwassermantel, so dass durch die kontinuierliche Zirkulation die Dieselmotordrehzahl steigt. Um den Mehrzylinder-Dieselmotor vor und nach der Zylinderkühlung gleichmäßig zu machen, ist der allgemeine Dieselmotor im Zylinderkörper mit einem Wasserverteilerrohr oder einer gegossenen Wasserverteilerkammer ausgestattet. Das Wasserverteilungsrohr ist ein Metallrohr, entlang des thermischen Längsauslasslochs, je größer die Wasserpumpe, so dass die Kühlintensität jedes Zylinders davor und danach ähnlich sein kann und die gesamte Maschine gleichmäßig gekühlt wird.
Das Wasserkühlsystem ist außerdem mit einem Wassertemperatursensor und einem Wassertemperaturmesser ausgestattet. Der Wassertemperatursensor wird am Auslassrohr des Zylinderdeckels installiert, um die Wassertemperatur des Auslassrohrs an den Wassertemperaturmesser zu übertragen. Mithilfe der Wassertemperaturtabelle kann der Bediener jederzeit den Betriebszustand des Kühlsystems nachvollziehen. Die normale Betriebswassertemperatur beträgt im Allgemeinen 80–90 °C.
Das vom Dieselmotor verwendete Kühlmittel sollte sauberes, weiches Wasser sein. Wenn hartes Wasser verwendet wird, das bei hohen Temperaturen Mineralien enthält, die sich am Rohr, am Wassermantel und am Kühlerkern ansammeln, um Ablagerungen zu erzeugen, verringert sich die Wärmeableitungskapazität, was leicht zu einer Überhitzung des Dieselmotors führen kann, aber auch den Kühlerkern verstopfen lässt und den Verschleiß des Pumpenlaufrads und des Pumpengehäuses beschleunigt.
Bei hartem Wasser mit mehr Mineralien muss es enthärtet werden, bevor es dem Kühlsystem zugeführt werden kann. Die üblicherweise verwendete Methode zur Enthärtung von hartem Wasser ist die Zugabe von 0,5–1,5 g Natriumcarbonat zu 1 l Wasser oder die Zugabe von 0,5–0,8 g Natriumhydroxid. Nachdem die Verunreinigungen ausgefällt sind, wird das obige saubere Wasser in das Kühlsystem eingespritzt.