He leido tres veces el post y creo que no me acabo de enterar, al parecer el agua dulce se calienta en el vaso de expansión, llega al intercambiador caliente, y el caudal de la bomba de agua salada es abundante, y tras pasar por el intercabiador sale fría...
En muchos motores, intercambiador y vaso de expansión son lo mismo, se dota al intercambiador de un tapón de llenado tarado para que salte a determinada presión.
Poner un sensor para medir la temperatura de la culata no lo veo práctico, lo que te puede servir es la temperatura a la que trabaja el agua después de pasar por la culata, que para un díesel puede estar entre los 85º y los 95º.
Cuando el motor empieza a trabajar en frío, el termostato permanece cerrado, impidiendo que el agua dulce circule, aunque el agua salada circula siempre por el intercambiador.
Cuando el motor sobrepasa ligeramente su temperatura de trabajo, se abre el termostato, dejando pasar el agua calentada en el bloque m,otor con dirección al intercambiador, donde cede su calor al agua salada a través de las paredes de los tubos por los que circula. Esto hace que al bloque llegue agua dulce a baja temperatura, haciendo que el termostato, al cambiar de temperatura, se contraiga cerrando de nuevo elo circuito hasta que el agua del bloque vuelva a calentarse y pase de nuevo al intercambiador. Mientras tanto, la bomba de agua dulce sigue haciendo correr el refrigerante por un circuito de derivación que evita que el agua pase por el intercambiador cuando el termostato está cerrado, de forma que el único agua que se calienta es la que está en el bloque. Este ciclo se repite continuamente, el termostato se abre y cierra tantas veces como haga falta hasta que el agua alcanza una temperatura de trabajo óptima en toda su masa, permaneciendo entonces el termostato no abierto ni cerrado sino todo lo contrario, dejando pasar el caudalnecesario para mantener la temperatura constante.
Sería necesario ver si después de un cuarto de hora de funcionamiento continuo, el agua salada sigue saliendo fría. También puedes tocar los manguitos de refrigeración, que deben de estar duros y calientes (malpensados

), más calientes los de salida del bloque que los de entrada (si los hay, no conozco físicamente el motor).
A partir de ésto, saca tus conclusiones, pero si tienes indicador de temperatura del motor, comprueba que funciona.

