阿特金森循环是内燃机领域一种以提高热效率为核心目标的工作循环，由英国工程师詹姆斯·阿特金森在19世纪末发明，其设计逻辑从根本上区别于传统奥托循环。
一、核心原理：让能量“用得更透”
传统奥托循环的四个冲程进气、压缩、做功、排气中，活塞的压缩行程与膨胀行程长度相等——当燃料燃烧推动活塞下行做功时，未等气体能量全释放，活塞就会到达下止点，随后排气门打开，仍有压力的高温气体被直接排出，造成能量浪费。 阿特金森循环的关键突破，在于让膨胀行程长于压缩行程：活塞成压缩、点火后，燃烧产生的高压气体推动活塞下行的距离更远，直到气体压力降低至接近大气压时再启动排气。这种设计让燃料的能量得到更充分的利用，从根源上减少了能量损失。二、实现方式：从机械到“虚拟”的演变
早期阿特金森循环依赖复杂的连杆机构——通过特殊的曲轴与活塞连接方式，直接改变活塞行程长度。但这种机械结构成本高、可靠性差，难以批量应用。 现代发动机则用可变气门正时技术实现“虚拟阿特金森循环”：比如延迟进气门的关闭时间——当活塞上行压缩时，部分空气-燃油混合气会被推回进气歧管，相当于实际压缩行程缩短，而膨胀行程仍保持原长，间接达成“膨胀比＞压缩比”的效果。这种方式需复杂机械结构，成为当前主流。三、特点：效率与动力的“取舍”
阿特金森循环的优势直白且突出：热效率显著提升比奥托循环高5%-10%，燃油经济性更好。但代价同样明显——延迟进气门关闭会导致进气量减少，低转速时动力输出偏弱，难以满足车辆起步、加速的需求。四、当下的应用：与混动“互补”
正因动力短板，阿特金森循环多与混动系统结合：混动车辆低速时用电机驱动，弥补发动机动力不足；高速巡航时切换至阿特金森循环，发挥其省油优势。比如丰田THS混动系统中的发动机，正是通过这种循环，在不牺牲动力体验的前提下，实现了超低油耗。简言之，阿特金森循环是一场“能量利用的革命”——它不追求更强的动力，而是让每一滴油的能量都“用在刀刃上”，最终指向更高效的燃油消耗。这一理念，至今仍是内燃机节能技术的核心方向之一。