溫控閥主要是通過控制噴入機頭的潤滑油溫度達到控制機頭排氣溫度的。機頭排氣溫度過低，水份會在油氣桶內析出，造成潤滑油乳化。冷機啟動時溫控閥迫使潤滑油不經過油冷卻器直接進入機頭。當油溫上升到70℃以上，溫控閥逐漸打開通油冷卻器的通道，讓一部分潤滑油經過油冷卻器，再與熱油混和后進入機頭。當油溫上升到76℃時，溫控閥完全打開通油冷卻器的通道，此時潤滑油全部經過油冷卻器冷卻后再噴入機頭。
由于進入溫控閥的潤滑油未經過濾，溫控閥內部通道較復雜，易于引起污物淤積，長期使用后溫控閥故障率較高，常引發機器高溫保護。此外溫控閥完全打開通油冷卻器的通道后，無法完全切斷熱油直接進入機頭的通道，進入機頭的潤滑油溫度始終高于油冷卻器出口溫度，造成冷卻效率低。所以一些近代機型不設溫控閥，通過控制風扇電機的啟停來控制油溫，當機頭排氣溫度上升到90℃時，風扇開始運轉，如果溫度低于70℃，風扇停止運轉，把溫度保持在一定范圍內。
通過檢查與溫控閥連接的四根油管，可以判斷溫控閥的工作是否正常，四根油管分別為：油分桶至溫控閥，溫控閥至油冷卻器，油冷卻器至溫控閥，溫控閥至油過濾器;正常溫度分別為：高，高，低，略高。
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