En termostat er en slags automatisk temperaturreguleringsenhed, der normalt indeholder en temperaturfølerkomponent, der ved at udvide eller krympe tænder og slukker for strømmen af kølevæske, det vil sige automatisk justerer vandet i radiatoren i henhold til kølevæskens temperatur, ændrer kølevæskens cirkulationsområde og justerer kølesystemets varmeafledningskapacitet.
Hovedmotorens termostat er en vokstype-termostat, der styres af paraffinen indeni ved hjælp af princippet om termisk udvidelse og kold kontraktion for at styre kølevæskecirkulationen. Når køletemperaturen er lavere end den angivne værdi, er den raffinerede paraffin i termostatens temperaturføler fast. Termostatventilen lukker kanalen mellem motoren og køleren under påvirkning af fjederen. Kølevæsken vender tilbage til motoren gennem vandpumpen og foretager en lille motorcyklus. Når kølevæskens temperatur når den angivne værdi, begynder paraffinen at smelte og bliver gradvist flydende. Volumen øges, hvilket presser gummislangen for at krympe. Samtidig krymper gummislangen og udøver et opadgående tryk på trykstangen. Trykstangen har et nedadgående tryk på ventilen for at åbne ventilen. På dette tidspunkt strømmer kølevæsken gennem radiatoren og termostatventilen og strømmer derefter tilbage til motoren gennem vandpumpen for at opnå stor cirkulation. Størstedelen af termostaten er anbragt i vandudløbsrøret på cylinderhovedet, hvilket har den fordel, at den er enkel at strukturere og let at udlede bobler i kølesystemet. Ulempen er, at termostaten ofte åbner og lukker under drift, hvilket forårsager et oscillationsfænomen.
Når motorens driftstemperatur er lav (under 70°C), lukker termostaten automatisk vejen til køleren og åbner vejen til vandpumpen. Kølevandet, der strømmer ud af vandkappen, kommer direkte ind i vandpumpen gennem slangen og sendes til vandkappen af vandpumpen til cirkulation. Da kølevandet ikke fordamper via køleren, kan motorens driftstemperatur øges hurtigt. Når motorens driftstemperatur er høj (over 80°C), lukker termostaten automatisk vejen til vandpumpen og åbner vejen til køleren. Kølevandet, der strømmer ud af vandkappen, afkøles af køleren og sendes derefter til vandkappen af vandpumpen, hvilket forbedrer køleintensiteten og forhindrer motoren i at overophede. Denne cyklusrute kaldes den store cyklus. Når motorens driftstemperatur er mellem 70°C og 80°C, eksisterer der store og små cyklusser på samme tid, dvs. en del af kølevandet til den store cyklus og en anden del af kølevandet til den lille cyklus.
Biltermostatens funktion er at lukke bilen, før temperaturen ikke når den normale temperatur. På dette tidspunkt returneres motorens kølevæske til motoren via vandpumpen, og den lille cirkulation i motoren udføres for at få motoren til at varme hurtigt op. Når temperaturen overstiger det normale, kan der åbnes for, så kølevæsken kan cirkulere gennem hele tankens radiatorkreds for at opnå stor cirkulation og dermed hurtigt at aflede varmen.
