节温器的作用是随发动机负荷大小和水温的高低自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损。目前，大多数车采用蜡式节温器。
蜡式节温器由上支架、下支架、主阀门、旁通阀、感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成。蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。
小循环常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀门关闭了通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却液，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。
大循环当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力。当冷却液温度升高到一定值时，反推力使胶管、节温器壳体向下运动，主阀门开始开启，同时副阀门开始关闭。当冷却液温度进一步升高到一定值时，主阀门完全开启，而副阀门液正好关闭小循环水路，此时来自发动机水套的冷却液全部经过散热器进行大循环。冷却液温度在主阀门开启温度与完全开启温度之间时，主阀门和副阀门均部分开启，整个冷却系统内，部分冷却液进行大循环，部分进行小循环。
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