Значительная часть выпускаемых в настоящее время ДВС имеет замкнутую систему охлаждения с автоматическими регуляторами температуры, которые служат для поддержания температуры воды в требуемых пределах. В случае каких-либо неисправностей в замкнутой системе охлаждения или перегрузки двигателя рост температуры может быть весьма быстрым из-за значительной кратности циркуляции воды в системе; более высокая номинальная температура воды в таких системах также способствует быстрому достижению ею предельно допустимого значения.
В проточных системах рост температуры в подобных случаях происходит несколько медленнее, но при выходе из строя водяного насоса после прекращения циркуляции воды возможен ее сток из зарубашечного пространства, что вызывает быстрый нагрев деталей двигателя. При этих условиях установка терморегулятора еще не защищает двигатель от перегрева; поэтому необходимо устанавливать приборы предупредительной сигнализации, своевременно оповещающие персонал о росте температуры воды. При нормальных условиях работы термостаты и терморегуляторы реагируют на изменение температуры воды в системе и регулируют ее циркуляцию так, что заданная температура ее сохраняется практически постоянной.

Применяют термостаты и терморегуляторы, регулирующие температуру воды двумя способами: изменением проходного сечения в месте их установки и перераспределением потоков на обратную циркуляцию и на охлаждение в холодильнике. Температура регулируется термостатом в сечении трубопровода между двигателем и холодильником. Термостат имеет три патрубка. В один из них поступает вода, выходящая по трубе из двигателя. Она омывает термочувствительный элемент внутри термостата, который имеет два управляемых проходных сечения: на перепуск и на холодильник. Изменяя количество воды, идущее на обратную циркуляцию по трубе через двигатель и на прямую циркуляцию по трубе через термостат, холодильник изменяет температуру входящей в двигатель воды и поддерживает постоянную температуру воды, выходящей из двигателя. Устройство термостата сильфонного типа, работающего по принципу парового термометра. Его чувствительный элемент заполнен термочувствительной жидкостью. Первый способ регулирования применяют в быстроходных двигателях автотракторного типа. Его недостаток состоит в том, что скорость и давление воды в системе все время меняются; поэтому возможно повышение давления и течь в уплотнениях, а при уменьшении скорости воды ухудшается отвод тепла от стенок цилиндра. При втором способе скорость и давление воды постоянны; вода при низкой температуре проходит через трубу, минуя холодильник, а это сокращает период прогрева холодного двигателя при пуске.

Не менее важен контроль за системой смазки. Падение давления масла может привести к аварии двигателя. Поэтому необходима установка прибора, извещающего о недопустимом снижении давления масла. Кроме такого сигнала часто применяют сигнал по перегреву масла. Он предупреждает обслуживающий персонал о нарушении работы холодильника или терморегулятора; повышение же температуры масла приводит к снижению его вязкости и падению давления в системе. На отдельных установках используют сигнал по уровню масла, но он недостаточно надежен, так как при засорении трубопровода двигатель может остаться без масла, а сигнал подан не будет.
Расходование топлива из бака не приводит к аварии двигателя, но может вызвать его остановку. Когда прекращение работы двигателя недопустимо, применение сигнала об отсутствии топлива обязательно. Контроль за наличием топлива можно производить по уровню топлива в баке и по падению давления в подающей магистрали. Сигнал о падении давления является обобщающим, так как подается не только в случае падения уровня, но и при неисправностях в системе топливоподачи.

При повышении температуры среды давление паров жидкости в патроне возрастает и через жидкость в капиллярной трубке передается управляющему органу. Такой датчик в отличие от других обладает способностью не только воздействовать на расстоянии на управляющий орган, но и сам может передать значительное усилие и производить перемещение в механизме исполнительного органа; это используют в терморегуляторах дистанционного действия, когда в контролируемую среду помещают термопатрон (паровой датчик), соединяемый с сильфоном капиллярной трубкой, а деформация сильфона создает усилие для перемещения соответствующего клапана, управляющего распределением потоков воды или масла.