汽車節溫器的作業原理是，根據冷卻液體溫度的高低來控制節溫器的主副閥門，然后主動調理進入散熱器的水量，保證調理冷卻系的散熱才能。假如發動機還沒到達適合溫度的時分，節溫器的副閥門打開，主閥門關閉，這時分的冷卻液是不通過轎車散熱器的，只是在水套和水泵之間進行小循環。
那么當發動機的水溫上升到80度以上，節溫器的主閥門就會主動打開，這時分水套流出的冷卻水，通過散熱器散熱后再由水泵送入水套(大循環），然后提高了散熱體系的冷卻強度，能夠有效地避免發動機出現水溫過熱的情況。
節溫器的位置是在氣缸蓋的出水管中，通過主動調理冷卻水的循環，保證發動機的正常運作（溫度）。其次，節溫器底下中部還設有一個熱芯，當內循環溫度上升到一個臨界值的時分，熱芯就會開端膨脹，然后將節溫器圓盤的內圈和外圈別離開來，以到達發動機內部降溫的成效。 
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