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El sobre-calentamiento del motor puede ser ocasionado por cualquier situación que disminuya la habilidad del sistema de enfriamiento para absorber, transportar y disipar el calor; debido a esto, los motores se sobre-calientan por varias razones. Veamos algunas de las causas más comunes.
Cantidad insuficiente de liquido refrigerante o agua
Esta es la principal causa del sobre-calentamiento de motores. Posibles puntos de fugas incluyen las mangueras, el radiador, la bomba de agua, carcasa del termostato, radiador del calefactor, empaque de la cabeza, tapones de protección contra congelamiento, enfriador de aceite de la transmisión automática, cabeza de cilindros y monoblock. Efectúe una prueba de presión. Un sistema refrigerante sin fugas deberá de mantener la presión por cuando menos un minuto.
Termostato Descompuesto
Un termostato es una válvula sensible al calor que abre y cierra en respuesta a la temperatura del motor. Cuando el termostato está en posición abierta, el refrigerante que se calentó en el motor pasa  a través del radiador. Cuando está cerrado, evita que el refrigerante fluya al radiador, acelerando el calentamiento del motor frío. Cuando el termostato se pega en posición cerrada, el refrigerante se queda en el motor y rápidamente se sobre-calienta, dando como resultado un sobre-calentamiento del motor.
Conductos Bloqueados de Refrigerante
El óxido, la tierra y sedimento, todos estos pueden bloquear o mayormente impedir el flujo libre de refrigerante a través del sistema de enfriamiento. Esto puede limitar la habilidad del sistema para controlar la temperatura del motor, lo que podrá dar como resultado temperaturas más altas de operación y sobre-calentamiento del motor. Una vez más, se recomienda el drenado y relleno el sistema para remover la contaminación.
Fallas en el Radiador
En el radiador, la temperatura del refrigerante se reduce al pasar por una serie de tubos y aletas. Algunas de las causas más comunes de fallas en el radiador son las fugas y su obstrucción. Cualquier falla en la función del radiador podrá llevar al motor a temperatura elevada y sobre-calentamiento.
Mangueras Desgastadas / Explotadas
Una manguera que tenga fracturas visibles, hoyos o ha explotado dará como resultado fugas y interrupción del flujo de refrigerante del motor. Esto podrá dar como resultado un sobre-calentamiento.
Ventilador del Radiador en Malas Condiciones
Para ayudar a reducir la temperatura del radiador, un ventilador succiona aire a través de las aletas del radiador. Un ventilador descentrado, que gire libremente con el motor apagado o que tiene partes fracturadas, no podrá reducir la temperatura a un nivel adecuado, dando como resultado un posible sobre-calentamiento.
Banda Suelta o Rota
La banda es el eslabón que impulsa y hace girar la bomba de agua a la velocidad correcta, dando un flujo adecuado de refrigerante a través del sistema. Si la banda está floja o rota, no podrá mantener la velocidad adecuada, dando como resultado un bajo flujo de refrigerante y a consecuencia, un sobre-calentamiento.
Falla en la Bomba de agua 
Conocida como el ‘corazón’ del sistema refrigerante, la bomba de agua es responsable de presurizar e impulsar el refrigerante de motor a través del sistema de enfriamiento. Cualquier falla de la bomba de agua, incluyendo un impulsor erosionado, fuga de refrigerante o descentrado de la flecha podrá evitar un flujo adecuado de refrigerante, resultando en sobre-calentamiento del motor.