Le cycle Atkinson modifie le cycle 4 temps classique en retardant la fermeture de la soupape d'admission. Une partie du mélange est repoussée dans le collecteur d'admission pendant la compression, ce qui simule un taux de compression plus élevé tout en gardant un taux de détente important. Résultat : meilleur rendement thermique mais couple réduit à bas régime.
1. Admission : la soupape reste ouverte au début de la compression. 2. Compression : le mélange est partiellement repoussé. 3. Combustion-détente : la détente est plus longue que la compression effective. 4. Échappement : identique au cycle classique.