小循環(huán)就是冷卻液只在發(fā)動機內(nèi)部的水道進行循環(huán)，大循環(huán)則是冷卻液循環(huán)過程中要經(jīng)過發(fā)動機外部的散熱器，也就是水箱。兩種循環(huán)模式的切換是通過節(jié)溫器來完成的。當節(jié)溫器關(guān)閉，就進行小循環(huán)，反之，則進行大循環(huán)。

冷卻系統(tǒng)的大小循環(huán)通常利用節(jié)溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中(一般裝在氣缸蓋的出水口)，根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度。當發(fā)動機在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于80°C，節(jié)溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時關(guān)閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)。

當冷卻水溫低于70°C時，節(jié)溫器閥門關(guān)閉了通往散熱器的通道，同時打開了通往水泵的旁通管，水套內(nèi)的水只能由旁通孔流出經(jīng)旁通管進入水泵，又被水泵壓入發(fā)動機水套，此時冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之間進行小循環(huán)，從而防止發(fā)動機過冷；當發(fā)動機的冷卻水溫在70~80°C范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉狀態(tài)，此時一部分水進行大循環(huán)，而另一部分水進行小循環(huán)。