阿特金森循环是内燃机的燃烧循环模型。而可变气门正时系统是丰田在其发动机上实现阿特金森循环的一种相对简单的方法。

想要理解阿特金森循环可能比较困难。但我们不必深入了解，只需知道这个循环模式能提高热效率即可。正常汽油机四个循环是进、推、制、排，而阿特金森循环如上图所示，进气、压缩时活塞移动距离短，做功、排气时活塞移动距离长。发动机工作时活塞变浅变深进行活塞运动，这种模式被称为“膨胀比大于压缩比”。

为什么阿特金森循环能提高油耗？我认为主要是因为工作行程的活塞移动距离更长，能够充分释放混合气燃烧产生的能量。可变气门正时是改变进排气门开闭正时的系统，能够提高动力，提高油耗。对发动机来说就像万金油一样的存在。上图为可变气门正时系统的示意图，可控制发动机各气缸进排气门的开闭正时。在一定范围内，ECU可以控制发动机气门使其能够提前打开或延迟。

丰田阿特金森循环发动机是通过可变气门正时系统实现的。实现原理很简单。通过可变气门正时系统可以延迟关闭进气门，将压缩行程中吸入气缸的空气从进气门中挤出一点。丰田称之为阿特金森循环，但实质上与阿特金森循环不同。进气门迟闭油耗的本质在于减少进气损失。

已知发动机的进气道有一种叫做节气门的东西，其开度决定发动机的进气量。平时我们轻轻踩油门行驶时，节气门的开度很小，只有很窄的间隙。这样会使发动机吸气变得困难，就像用注射器的针吸奶茶一样。节气门开度大的时候进气损失小了，但是进气量大，动力输出太多，这个时候我们不需要那么多动力。丰田很聪明，其战略是在进气时加大节气门，使发动机舒服地进气，降低进气损失。进气压缩结束后，进气门延迟关闭，将之前吸入的空气部分排出。这样，在吸气时既节约力量，又不要呼吸过多，这样会提高效率。

举个例子：打开普通发动机节气门20%，转速2000转，气缸一次可以吸入2克空气。阿特金森打开发动机节气门40%，转速也是2000，气缸一次吸4克空气，但是人的进气门延迟关闭，又排出了2克，毕竟气缸里还有2克空气。虽然最终两个发动机气缸的空气量相同，但阿特金森发动机在进气时节气门开度大，进气损失少，因此效率较高。