サーモスタットは、温度感知部品を含む自動温度調節装置の一種で、膨張または収縮によって冷却液の流れをオン/オフし、冷却液の温度に応じてラジエーターへの水の供給量を自動的に調整し、冷却液の循環範囲を変更して、冷却システムの放熱能力を調整します。
メインエンジンのサーモスタットはワックス式サーモスタットで、内部のパラフィンが熱膨張と冷収縮の原理を利用して冷却水の循環を制御します。冷却温度が規定値より低い場合、サーモスタットの温度感知部内の精製パラフィンは固化しており、スプリングの作用によりサーモスタットバルブがエンジンとラジエーター間の通路を閉じ、冷却水はウォーターポンプを通ってエンジンに戻り、エンジンは小循環します。冷却水の温度が規定値に達すると、パラフィンが溶け始め、徐々に液体になり、体積が増加してゴムチューブを押し、ゴムチューブを収縮させます。同時に、ゴムチューブが収縮してプッシュロッドに上向きの推力を加えます。プッシュロッドはバルブに下向きの推力を加え、バルブを開きます。このとき、冷却水はラジエーターとサーモスタットバルブを通過し、ウォーターポンプを通ってエンジンに戻り、大循環します。サーモスタットの大部分はシリンダーヘッドの排水管内に配置されており、構造がシンプルで冷却システム内の気泡を容易に排出できるという利点があります。欠点は、動作中にサーモスタットが頻繁に開閉し、振動現象が発生することです。
エンジン作動温度が低い場合（70℃未満）、サーモスタットは自動的にラジエーターへの経路を閉じ、ウォーターポンプへの経路を開きます。ウォータージャケットから流れ出る冷却水はホースを通って直接ウォーターポンプに入り、ウォーターポンプによってウォータージャケットに送られて循環します。冷却水はラジエーターで蒸発しないため、エンジンの作動温度を急速に上昇させることができます。エンジン作動温度が高い場合（80℃以上）、サーモスタットは自動的にウォーターポンプへの経路を閉じ、ラジエーターへの経路を開きます。ウォータージャケットから流れ出る冷却水はラジエーターで冷却され、ウォーターポンプによってウォータージャケットに送られるため、冷却効率が向上し、エンジンの過熱を防ぎます。この循環経路を大循環と呼びます。エンジンの作動温度が70℃から80℃の間にある場合、大小のサイクルが同時に存在し、冷却水の一部が大サイクルに、残りの冷却水が小サイクルに使用されます。
車のサーモスタットの機能は、温度が正常温度に達する前にサーモスタットを閉じることです。このとき、エンジンの冷却液はウォーターポンプによってエンジンに戻され、エンジン内部で少量の循環が行われ、エンジンが素早く暖まります。温度が正常温度を超えるとサーモスタットが開き、冷却液がラジエータータンク全体を大きく循環することで、素早く放熱されます。
