L’utilisation du vase d’expansion dans le système de refroidissement s'est très largement répandue avec l’utilisation du liquide incongelable tel l’antigel. La base d’un tel liquide sont des solutions aqueuses de l’éthylène glycol, dont coefficient de dilatation thermique est supérieur à celui de l’eau. Lorsqu’on remplit le système de refroidissement du liquide, lors de l’échauffement du moteur, il se dilate et s’expulse à travers le clapet de sécurité du bouchon de remplissage de radiateur. Lorsque le moteur est arrêté et se refroidit, le volume du liquide diminue peu à peu, et dans le système de refroidissement il se crée une dépression. Le clapet du bouchon réagit, ce qui entraîne l’aspiration de l’air dans le radiateur. Ceci peut entraîner la formation des bouchons d’air dans la chemise de refroidissement pendant le fonctionnement du moteur, perturbant ainsi le processus de l’évacuation de chaleur.

Pour éviter la surchauffe du moteur, il faut remplacer l’air (refaire le niveau) qui s’y introduit par le liquide. D’où la nécessité d’adjonction d’un réservoir supplémentaire qui aurait contenu ce surplus du liquide. Le vase d’expansion fut relié au moyen d’un tuyau au goulot de remplissage de radiateur. En outre, il fut placé de sorte à avoir son centre presqu’au même niveau que le bord supérieur du radiateur. Ce qui fait que les excédants du liquide réchauffé sont absorbés par le vase d’expansion. Lorsque le moteur s’est refroidi, le liquide remplit de nouveau le système, excluant de cette façon l’introduction de l’air. Cependant, l’introduction de cet élément a non seulement résolu le problème de refoulement du liquide, mais a également permis de concevoir des automobiles au design plus aérodynamique.

Avec l’introduction du vase d’expansion, le schéma d’ensemble du système de refroidissement a quelque peu changé. Ainsi, le liquide de refroidissement n’y circule plus du haut vers le bas, mais de droite à gauche ou inversement.