随着混合动力汽车的逐步发展与普及，一项名为“阿特金森循环”的发动机技术开始出现在大家眼前。那么，阿特金森技术到底是什么黑科技？
1. 基础概念：压缩比与膨胀比
在谈发动机循环方式之前，我们要先了解两个术语：压缩比与膨胀比。压缩比是指活塞在下止点时气缸的容积与活塞在上止点时气缸的容积之间的比值；膨胀比是指内燃机做功冲程结束时气缸容积与做功冲程开始时气缸容积之比。
压缩比可理解为混合燃料气从初始状态到被点燃前压缩的程度，膨胀比可理解为混合燃料气在被点燃后膨胀的程度。高压缩比使混合燃料气中燃料分子与氧气分子距离更近，燃烧更充分，可以提高发动机效率；高膨胀比可以加长做功行程，有效利用燃烧后废弃残存的高压，因此也可以提高发动机效率。
2. 发展历程
1861年，29岁的德国人尼古拉斯·奥古斯特·奥托从报纸上看到了有关法国人雷诺尔研制煤气发动机的报道，看到了这则消息之后，他受到了极大的启发，迅速开始了全新发动机的研发。1876年，他终于制作出了由进气、压缩、膨胀、排气四个过程组成的四冲程发动机，经过改进，于1877年8月4日申请专利，在1878年法国举办的国际博览会上展出了他制作的卧式气压煤气发动机，并进行了公开表演。 奥托循环也称四冲程循环，四冲程分别为进气行程，压缩行程，做功行程和排气行程4个部分；在奥托循环里，发动机压缩比与膨胀比是一致的。正是奥托研制的这种发动机为后来的汽车用汽油发动机奠定了理论基础，而这种发动机的运行原理被称为“奥托循环”。
初期的奥托发动机动力水平有限，工程师们都想尽办法提升发动机的动力水平。一种可行的途径是提升压缩比，但油气混合物存在物理极限，过高的压缩比会带来爆震问题，伤害发动机；另一种途径则是提高膨胀比，加大做功行程。
1882年，英国工程师詹姆斯·阿特金森（James Atkinson）发明了一种采用新型循环方式的发动机。这台发动机通过复杂的连杆机构巧妙地实现了膨胀比大于压缩比，而这种循环方式也就被称为阿特金森循环。
原始构造的阿特金森发动机应用一套复杂的连杆曲轴，使得膨胀比大于压缩比，更长的膨胀行程有效提高了爆燃后气体膨胀所带来的能量，因此燃油效率也比奥托循环更高一些。阿特金森所设计的发动机采用了一种非常复杂的曲柄连杆机构，这种发动机在压缩时活塞的行程较短，而在做工时活塞可以实现更长的行程，这样一来发动机的热效率就得到了提升。可是，也正是由于这套复杂的曲柄连杆机构导致采用阿特金森循环的发动机可靠性远不及传统的奥托循环发动机，同时发动机的尺寸重量都会有所增加，这导致了阿特金森循环的发动机并没有被投入到量产中。
阿特金森循环的典型结构特征：复杂的曲轴
1940年代，美国人罗尔夫·米勒（Ralph Miller）基于奥拓循环提出了米勒循环的理论构想，即通过晚关进气门的配气方式实现发动机膨胀比大于压缩比。但最终实现工程化的是日本马自达公司，马自达在1993年推出使用该循环技术的发动机，并将“米勒循环”注册专利。顺带题外话，马自达公司在全球汽车公司里面算是一家很小的厂商，但是马自达的汽车新技术的研发上还是有一定的贡献，让F1也忌惮的转子发动机也是马自达公司的成果。
而现代的阿特金森循环发动机，则采用可变气门正时技术（VVT，采用电控装置，可以调节进排气门开启及关闭的时间），通过推迟进气门关闭的方法，在压缩冲程从进气门排出部分燃气，减少进气量，从而实现膨胀比大于压缩比的目的。
事实上现代阿特金森循环也采用了米勒循环的技术原理，但丰田为了规避马自达的“米勒循环”专利，又因为同样是达到膨胀比大于压缩比的效果，便称之为阿特金森循环。这也是为什么除了马自达的发动机，其他人都叫阿特金森的缘故。
优势:
与奥托循环相比，阿特金森循环的优势主要表现在燃油经济性方面，由于膨胀比大于压缩比，延长了做功行程，使得燃烧发出的能量能够得到更加充分的利用，这样就达到了更高的燃烧效率和更低的油耗表现。
劣势:
原始的阿特金森循环主要有以下几个缺陷：
机械构造复杂，体积难以控制，不易维护；
进气行程小于做功行程，在车辆起步时无法获得足够的燃料混合气导致扭矩不足；
做功行程较长，无法应用在高速发动机中。
因此，这套发动机并没有在量产汽车上大规模应用，但因为省油在大型船舶发动机或是汽油发电机上面应用较多。
随着技术的进步，工程师们又发明出了一种更好的解决方案，那就是让发动机在米勒循环和阿特金森循环之间进行切换。可变正时气门技术可以改变气门的开闭时间，当这种调节达到一定程度的时候，就可以实现米勒循环的效果，同时发动机还可以进行普通的奥托循环，这样一来，当发动机在低转速时使用奥托循环，而当转速升高后切换为米勒循环，实现了动力性与油耗的平衡。
由于欧洲最先开始了工业革命，所以在内燃机时代，欧洲国家无论在技术上和制造工艺上，汽车工业都领先了我们国家几代产品，但是随着我们国内汽车企业的不断研发、不断追赶，这个差距在逐渐缩小，21世纪是新能源汽车的时代，希望我们国家的汽车工业可以完美的实现弯道超车，无论从汽车技术的设计和汽车工业的加工制造工艺，能看到越来越多属于我们中国的技术。希望比亚迪、奇瑞和吉利这些民族汽车品牌可以在全球舞台上与曾经的那些百年汽车巨头一起正面较量一下~
,
