В целом функция термостата – не допускать переохлаждения двигателя. Например, после нормальной работы двигателя при отсутствии термостата при езде зимой температура двигателя может быть слишком низкой. В это время двигателю необходимо временно остановить циркуляцию воды, чтобы температура двигателя не была слишком низкой.
В качестве основного термостата используется термостат воскового типа. При температуре охлаждения ниже заданного значения рафинированный парафин в термочувствительном корпусе термостата затвердевает, и клапан термостата под действием пружины закрывает зазор между двигателем и радиатором. Охлаждающая жидкость возвращается в двигатель через водяной насос, выполняя в двигателе небольшой цикл. Когда температура охлаждающей жидкости достигает заданного значения, парафин начинает плавиться и постепенно становится жидким, соответственно увеличивается объем и сжимает резиновую трубку, заставляя ее сжиматься. Когда резиновая трубка сжимается, к толкателю прикладывается восходящая тяга, а толкатель оказывает обратное давление вниз к клапану, открывая клапан. В это время охлаждающая жидкость проходит через радиатор и клапан термостата, а затем поступает обратно в двигатель через водяной насос для большого цикла. Большинство термостатов расположены в водоотводящем трубопроводе головки блока цилиндров. Преимущество этого заключается в простоте конструкции и легком удалении пузырьков воздуха из системы охлаждения; недостатком является то, что во время работы термостат часто открывается и закрывается, что приводит к колебаниям.