阿特金森循环发动机（Atkinson Cycle Engine）是一种独特的内燃机类型，其主要特点是膨胀比大于压缩比，从而显著提升了热效率（也就是说，它更省油）。这种设计理念与传统的内燃机有所不同，虽然其工作原理基于经典的容积型发动机，但在优化热效率方面发挥了重要作用。
在常见的奥托循环发动机中，压缩比与膨胀比是相等的，也就是说，压缩过程中的气体被压缩到一定比例后，膨胀过程也会遵循相同的比例。奥托循环的发动机压缩比越高，热效率也越好，但如果压缩比过高，发动机的工作过程就容易引发过热，进而导致早期点火问题。通常，汽油发动机的压缩比会控制在9到11之间，以保证发动机的平稳运行。
相比之下，阿特金森循环发动机通过增大膨胀比来提升热效率，这使得它在燃油消耗方面表现优异。它的低速效率较差，扭矩输出不足，因此更适合应用于混合动力汽车上，以弥补其不足之处。
阿特金森循环发动机的工作原理与传统的四冲程发动机大致相同，分为四个主要的工作过程：吸气、压缩、做功和排气。为了更清楚地了解这一过程，我们可以通过以下几个步骤详细解释每个阶段的运行机制。
吸气阶段（Intake）：
在这个阶段，借助曲轴的旋转从上死点（TDC）向下死点（BDC）移动，气缸内部的压力随之降低，进气阀在凸轮的推动下打开，外部空气与燃料混合气体从进气口被吸入气缸。
压缩阶段（Compression）：
当进气阀关闭后，因曲轴的旋转开始从下死点向上死点移动，混合气体在气缸内被压缩，气体温度与压力逐渐升高。
做功/燃烧阶段（Combustion）：
经过压缩后的混合气体在火花塞的点燃下发生燃烧，产生的能量推动从上死点向下死点运动，提供动力。
排气阶段（Exhaust）：
燃烧后的废气通过排气阀被气缸。在这个过程中，再次通过曲轴的转动，从下死点向上死点移动，废气被彻底，并为下一轮吸气过程做准备。
通过以上四个步骤，我们可以更清晰地了解阿特金森循环发动机的工作过程。尽管这种发动机不如传统发动机那样广泛应用，但它自1882年由阿特金森发明至今，已经有138年的历史。其独特的设计通过牺牲部分性能来换取更高的燃油效率，尽管这种平衡让它未能成为主流，但不可否认的是，阿特金森及其同事们的创新思维为汽车工程领域做出了巨大的贡献。