由于化石燃料资源的限制，以及对能源需求的持续增长，还有越来越严的排放法规要求，汽车工业需要开发新技术以改善油耗、降低废气排放。为了能够达到这些要求，最可靠的方法是使发动机轻量化，主要技术有：汽油机可控自燃、发动机4冲程转换为2冲程及增压和生物燃料的利用。另外一种方法是把阿特金森循环应用到发动机上。
    
建立了一维模型，对不同膨胀比下的阿特金森循环进行了仿真研究，并与原机进行了对比，目的是了解超膨胀的固有特性及其对发动机性能和排放的影响。
    
仿真结果表明，通过超膨胀阿特金森循环能够改善发动机指示热效率，更大的膨胀比能对活塞做更多的功。但是，由于更大的膨胀冲程使得排气冲程变大，有更多的废气需要排除，增加了泵气损失。随着负荷的增加，阿特金森循环的优势更加明显，这是因为负荷增加时缸内压力更高。当膨胀比为14.0时，阿特金森循环与原机相比，缸内最大温度降低了200℃，最大压力降低了0.43MPa，所以阿特金森循环能够抑制发动机的爆震。
    
由于阿特金森循环降低了缸内温度和压力，增加了内部EGR，所以降低了NO_x排放。内部EGR的增加使得缸内混合气较稀，降低了CO排放。而且，由于膨胀冲程缸内压力降低，使得缸内废气停留时间更长，提高了CO的后期氧化，从而也使得CO排放降低。