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汽车节温器的工作原理是，根据冷却液体温度的高低来控制节温器的主副阀门，从而自动调节进入散热器的水量，确保调节冷却系的散热能力。如果发动机还没达到适宜温度的时候，节温器的副阀门开启，主阀门关闭，这时候的冷却液是不经过汽车散热器的，只是在水套和水泵之间进行小循环。

那么当发动机的水温上升到80度以上，节温器的主阀门就会自动开启，这时候水套流出的冷却水，经过散热器散热后再由水泵送入水套（大循环），从而提高了散热系统的冷却强度，可以有效地避免发动机出现水温过热的情况。

节温器的位置是在气缸盖的出水管中，通过自动调节冷却水的循环，确保发动机的正常运作（温度）。其次，节温器底下中部还设有一个热芯，当内循环温度上升到一个临界值的时候，热芯就会开始膨胀，从而将节温器圆盘的内圈和外圈分离开来，以达到发动机内部降温的功效。