Termostat (ryža. 35) pozostáva z telesa a krytu, ktoré sú zrolované spolu so sedlom hlavného ventilu 9. Termostat má odbočnú rúrku 1 pre prívod chladenej kvapaliny z chladiča, odbočnú rúrku 5 pre obtokovú hadicu kvapaliny z hlavy valcov k termostatu, odbočné potrubie 7 na prívod chladiacej kvapaliny do čerpadla a odbočné potrubie 10 pre hadicu expanznej nádoby.
Ryža. 35. Termostat:
1 - prívodné potrubie (z radiátora); 2 - gumená vložka; 3 - pevné plnivo citlivé na teplo; 4 - prídavná ventilová pružina; 5 - prívodné potrubie (z chladiaceho plášťa motora); 6 - prídavný ventil; 7 - výstupné potrubie (k pumpe); 8 - pružina hlavného ventilu; 9 - hlavný ventil; 10 odbočná rúrka (z expanznej nádoby); 11 - piest.
Hlavný ventil je zalisovaný do skla, v ktorom je zrolovaná gumená vložka 2. Táto vložka obsahuje leštený oceľový piest 11, upevnený na pevnom držiaku. Medzi stenami misky a gumovou vložkou 2 je na teplo citlivá pevná výplň 3. Hlavný ventil 9 je pružinou 8 pritlačený k sedlu. Na ňom sú namontované dva stojany, na ktorých je nainštalovaný obtokový ventil 6, stlačený pružinou 4.
Termostat v závislosti od teploty chladiacej kvapaliny automaticky zapína alebo vypína chladič chladiaceho systému, prechádza kvapalinou cez chladič alebo ho obchádza.
Na studenom alebo nedostatočne teplom motore pri teplote chladiacej kvapaliny pod 87°C je hlavný ventil 9 termostatu zatvorený a obtokový ventil 6 je otvorený (hodnota teploty je uvedená na spodnej strane termostatu). Chladiaca kvapalina cirkulujúca z chladiaceho plášťa motora cez obtokový ventil termostatu je nasávaná hadicou a prívodným potrubím 19 (pozri obr. 31) čerpadlo 16 a opäť sa privádza do chladiaceho plášťa (malý kruh), obchádzanie radiátora. Tým sa zabezpečí rýchle zahriatie motora.
Ak je teplota kvapaliny nad 102°C, pevná náplň termostatu sa roztiahne, stlačí gumovú vložku a vytlačí piest. V tomto prípade sa hlavný ventil úplne otvorí a obtokový ventil sa úplne zatvorí. Kvapalina bude cirkulovať z chladiaceho plášťa motora cez hadice 3 a 5 cez chladič do termostatu 25, potom cez hlavný termostatický ventil cez hadicu a rúrku 19 do čerpadla a chladiaceho plášťa (veľký obehový okruh). V chladiči sa kvapalina ochladzuje prúdením vzduchu. Keď teplota kvapaliny klesne, elektrický ventilátor sa automaticky vypne snímačom 8 inštalovaným v nádrži chladiča.
V rozsahu teplôt 87...102°C kvapalina cirkuluje ako vo veľkom, tak aj v malom kruhu, keďže termostatické ventily sú v medzipolohách. Zväčšenie otvorenia ventilu hlavného termostatu vedie k postupnému zvyšovaniu dodávky kvapaliny chladenej v chladiči a udržiavaniu optimálneho tepelného režimu motora.