Atkinsonův cyklus je upravený Ottov cyklus čtyřdobého spalovacího motoru.
Navrhovaný anglickým inženýrem Jamesem Atkinsonem k obejití patentů Nikolause Otta .
V roce 1886 Atkinson navrhl změnit poměr cyklů Nikolause Otta. U Atkinsonova motoru byl zvýšen pracovní zdvih (3. zdvih Ottova cyklu) kvůli komplikaci klikového mechanismu . V 19. století se motor kvůli složité mechanice nedostal do distribuce.
Použití Atkinsonova cyklu v motoru umožnilo snížit spotřebu paliva a snížit hluk při provozu díky nižšímu tlaku výfukových plynů. Kromě toho Atkinsonův motor nevyžadoval převodovku pro pohon mechanismu distribuce plynu , protože klikový hřídel se otáčel s poloviční frekvencí než u Ottova motoru. Takový motor se ale špatně ovládá plynem a v nízkých otáčkách produkuje relativně malý točivý moment. Navíc konstrukce klikového mechanismu je v něm mnohem složitější. Existovaly i další varianty Atkinsonova motoru: motory s protiběžnými písty , motory s jedním pístem a dvěma klikovými hřídeli.
James Atkinson kriticky zhodnotil klasickou koncepci motoru s Ottovým cyklem a uvědomil si, že by mohl být vážně vylepšen. Takže například u Ottova motoru v nízkých a středních otáčkách s částečně otevřenou škrticí klapkou přes podtlak v sacím potrubí pracují písty v pumpovacím režimu, který spotřebovává výkon motoru. To komplikuje plnění spalovací komory čerstvou náplní směsi paliva a vzduchu. Kromě toho se část energie ztrácí ve výfukovém systému, protože výfukové plyny opouštějící válce motoru jsou stále pod vysokým tlakem.
Podle Atkinsonovy koncepce se sací ventil nezavírá, když je píst v dolní úvrati, ale mnohem později. Atkinsonův cyklus poskytuje řadu výhod.
Atkinsonův motor pracuje v takzvaném prodlouženém expanzním cyklu, ve kterém se energie z výfukových plynů využívá po delší dobu. To vytváří podmínky pro úplnější využití energie výfukových plynů a zajišťuje vyšší účinnost motoru .
Hlavním rozdílem oproti pracovnímu cyklu běžného 4-taktního motoru (Otto cyklus) je změna doby trvání těchto cyklů. U tradičního motoru mají všechny 4 zdvihy (sání, komprese, výkonový zdvih a výfuk) stejnou dobu trvání. Atkinson na druhé straně zkrátil první dva zdvihy a další dva prodloužil a realizoval to změnou délky zdvihů pístu. Předpokládá se, že jeho úprava motoru byla o 10 % produktivnější než ta tradiční. Jeho vynález v té době nenašel široké uplatnění, neboť měl velké množství nedostatků, z nichž hlavní byla obtížnost realizace tohoto vynálezu, totiž zajištění pohybu pístů pomocí původního klikového mechanismu.
Později, na počátku 50. let, dokázal americký inženýr Ralph Miller (eng. Ralph miller ) vyřešit stejný problém jiným způsobem. Kompresní zdvih byl zkrácen provedením změn v chodu ventilu. Normálně se sací ventil otevře při sacím zdvihu a je již uzavřen před kompresním zdvihem. Ale v Millerově cyklu zůstává sací ventil po určitou část kompresního zdvihu otevřený. Část směsi se tak odebere ze spalovací komory, samotná komprese začíná později a její stupeň je tedy nižší. V porovnání s kompresním zdvihem je silový zdvih a zdvih výfuku dlouhý. Právě na nich závisí účinnost motoru. Výkonový zdvih vytváří sílu pro pohyb a dlouhý výfuk lépe šetří energii výfukových plynů.
Druhé opatření je podmíněně rozděleno na dvě části. Takové schéma se někdy nazývá pětidobý motor. V první části je otevřen vstupní ventil a směs je vytlačena, poté se uzavře a teprve poté dojde ke kompresi.
Na hybridních vozidlech lze použít Atkinsonův motor, protože v nich motor pracuje v malém rozsahu rychlostí a zatížení. Na moderních autech, jako je Toyota Prius , však nepoužívají Atkinsonův motor, ale jeho zjednodušený protějšek, postavený na principu Millerova cyklu . Nutno podotknout, že jmenovitý kompresní poměr 13:1 těchto motorů neodpovídá skutečnému, protože. komprese nezačíná ihned na začátku zdvihu pístu směrem nahoru, ale se zpožděním je směs paliva a vzduchu (FA) po určitou dobu tlačena zpět. Skutečný kompresní poměr je tedy podobný jako u klasických spalovacích motorů s Ottovým cyklem . Současně se pracovní zdvih pístu směrem dolů prodlouží než obvykle, čímž se energie expandujících plynů využívá s větší účinností, což zvyšuje účinnost a snižuje spotřebu paliva. Hybridní vůz zrychluje elektromotor, který poskytuje plný výkon v širokém rozsahu otáček.