節溫器是控製冷卻液流動路徑的閥門。是一種自動調溫裝置，通常含有感溫組件，借著膨脹或冷縮來開啟、關掉空氣、氣體或液體的流動。
主要使用的節溫器為蠟式節溫器，當冷卻溫度低於規定值時，節溫器感溫體內的精致石蠟呈固態，節溫器閥在彈簧的作用下關閉發動機與散熱器之間的通道，冷卻液經水泵返回發動機，進行發動機內小循環。當冷卻液溫度達到規定值後，石蠟開始融化逐漸變為液體，體積隨之增大並壓迫橡膠管使其收縮。在橡膠管收縮的同時對推桿作用以向上的推力，推桿對閥門有向下的反推力使閥門開啟。這時冷卻液經由散熱器和節溫器閥，再經水泵流回發動機，進行大循環。
蠟式節溫器工作原理
節溫器大多數佈置氣缸蓋出水管路中，這樣的優點是結構簡單，容易排除冷卻系統中的氣泡；缺點是節溫器在工作時經常開閉，產生振蕩現象。
當發動機開始冷車運轉時，水箱的上水室進水管處如還有冷卻水流出，則說明節溫器的主閥門不能關閉；當發動機冷卻水溫度超過70℃時，水箱的上水室進水管處無冷卻水流出，則說明節溫器主閥門不能正常開啟，這時就需要進行修理。節溫器的檢查可在車上進行，方法如下：
發動機起動後的檢查：打開散熱器加水口蓋，若散熱器內冷卻水平靜，則表明節溫器工作正常，否則，則表示節溫器工作失常。這是因為，在水溫低於70℃時，節溫器膨脹筒處於收縮狀態，主閥門關閉；當水溫高於80℃時，膨脹筒膨脹，主閥門漸漸打開，散熱器內循環水開始流動。當水溫表指示70℃以下時，散熱器進水管處若有水流動，水溫溫熱，則表示節溫器主閥門關閉不嚴，使冷卻水過早大循環。
水溫升高後的檢查：發動機工作初期，水溫上升很快；當水溫表指示80後，升溫速度減慢，則表明節溫器工作正常。反之，若水溫一直升高很快，當內壓達到一定程度時，沸水突然溢出，則表明主閥門有卡滯，突然打開。
在水溫表指示70℃-80℃時，打開散熱器蓋和散熱器放水開關，用手感其水溫，若均燙手說明節溫器工作正常；若散熱器加水口處水溫低，且散熱器上水室進水管處無水流出或流水甚微，說明節溫器主閥門無法打開。
有卡滯或關閉不嚴的節溫器應拆下清洗或修復，不可將就使用。
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