Cykl Atkinsona powstał jako alternatywny sposób pracy silnika do cyklu Otta, który stosowany jest do tej pory w silnikach czterosuwowych. Cykl Atkinsona powstał więc jako próba ulepszenia obiegu, który był w użyciu od końca dziewiętnastego wieku. Obieg Atkinsona został wynaleziony również pod koniec dziewiętnastego wieku, w 1882 roku. Silnik Atkinsona powstał, bo pojawiło się pytanie o to, co zrobić, by lepiej wykorzystać energię zawartą w spalinach. Odpowiedź nasuwała się jednoznaczna, a brzmiała następująco: należy rozprężać spaliny dłużej, zwiększyć stopień rozprężania, bo w tych silnikach, które pracują wg cyklu Otta i Diesla stopień rozprężenia jest równy stopniowi sprężenia. Dlatego też, by zwiększyć stopień rozprężenia spalin, należało podwyższyć stopień sprężenia. I tu pojawił się problem, który nurtował wielu, zanim tryb Atkinsona został dopracowany i wprowadzony w życie. Otóż w silnikach z iskrowym zapłonem stopień sprężenia nie może przekraczać 10-12. Gdyby zastosować wartości wyższe, skutkiem mogłoby być przekroczenie poziomu bezpiecznych ciśnień w cylindrze i spalanie stukowe.
Silnik Atkinsona okazał się być strzałem w dziesiątkę, ponieważ jego twórca zaprezentował go jako układ korbowo-tłokowy, który sprawia że skok tłoka w suwach pracy i wydechu jest większy niż w suwach ssania oraz pracy. Tryb Atkinsona pozwolił na to, że stopień rozprężania stał się wyższy od stopnia sprężania. Zwraca uwagę na siebie też fakt, że obieg Atkinsona sprawił, iż wszystkie cztery suwy odbywały się w ciągu jednego obrotu wału korbowego, co było czymś bardzo odkrywczym i zaskakującym.
Ukazująca cykl Atkinsona animacja, jaką można odnaleźć na stronach internetowych, obrazuje zasadę działania silnika. Jeżeli dobrze się przyjrzeć, można przekonać się, że silnik Atkinsona – animacja powinna go przedstawiać bardzo wyraźnie – ma bardzo skomplikowany mechanizm. Z tego też powodu nie przyjął się on na szeroką skalę. W dalszym ciągu szukano prostszego rozwiązania i znaleziono go, modyfikując odkrycia Atkinsona, modyfikując fazy rozrządu. Jeżeli komuś widnieje przed oczyma cykl Atkinsona i animacja, powinien dość szybko zorientować się, co uległo modyfikacji i w jaki sposób to nastąpiło. Chodziło bowiem o opóźnienie zamknięcia zaworu dolotowego, by następowało w czasie suwu sprężania. Póki zawór nie był zamknięty, nie następowało sprężenie mieszanki – cofała się do kolektora dolotowego. Dzięki temu osiągnięto rzeczywisty stopień sprężenia, który wynosił 10 przy geometrycznym stopniu równym 13. Proporcje te podlegają regulacji, jeśli się do tego używa mechanizmu zmiennych faz rozrządu. Wszystko to zapoczątkował silnik Atkinsona, animacja jego pracy dobitnie to pokazuje. Dziś silniki wykorzystujące tę metodę są stosowane w konstrukcjach hybrydowych.
Co warto pamiętać o cyklu Atkinsona?
Warto pamiętać, że obieg Atkinsona charakteryzuje się tym, że suwy ssania oraz sprężania, pracy, a także wydechu, odbywają się podczas jednego pełnego obrotu wału korbowego. Pojemność cylindra przed suwem sprężania nie jest równa objętości cylindra po suwie pracy, zaś suw pracy jest o wiele dłuższy od suwu sprężania – wszystko to sprawia, że lepiej wykorzystana jest energia spalin.
