前言：
德國工程師尼古拉斯·奧託1876年發明四衝程發動機，大大提升了發動機的熱效率，成為人類工業歷史上繼蒸汽機之後又一偉大發明;而這之後汽車的發明也成為順理成章的事情。時至今日我們可以看到奧託循環、阿特金森循環和米勒循環三種不同的四衝程發動機，這三者到底有何區別？對汽車動力又有何影響呢？
工程師的終極目標
汽車發明之後，為了提升車輛性能，增加氣缸數可以簡單粗暴的提升車輛動力。但對於發動機工程師而言，提升單個氣缸的熱效率與增加氣缸數目，顯然前者在技術上更有吸引力。問題自然就回到了「如何提升發動機熱效率？」（動力更強油耗更低）這一根本問題上。
可以說內燃機技術爆發的時代，發動機工程師的終極目標就是如何最大化的榨取內燃機的效能。
奧託循環的特徵
尼古拉斯·奧託的設計是：四衝程內燃機在一個工作循環內完成進氣、壓縮、膨脹、排氣四個衝程。較二兩衝程發動機而言，因其配氣結構更為完善，進氣排氣過程也更為獨立，減少了可燃氣體與廢氣之間的混合情況，發動機的熱效率自然更高。
尼古拉斯·奧託的四衝程發動機，最大一個特點是其發動機壓縮比（氣缸內氣體被壓縮的程度）與膨脹比（氣缸內氣體膨脹的程度）是一致的。即壓縮比=膨脹比，我們把此種循環稱之為奧託循環。
顯然，使用四衝程提升了發動機的熱效率，那麼發動機的熱效率能不能進一步提高呢？
阿特金森的另闢蹊徑
尼古拉斯·奧託在1876年獲得四衝程內燃機專利。6年以後當英國工程師詹姆斯·阿特金森（James Atkinson）要研發一種新發動機時，就不能沿用奧託的結構了。
為了規避專利，同時也為了提高發動機的熱效率，詹姆斯·阿特金森研製了一款發動機，其通過複雜的連杆巧妙的實現了活塞壓縮行程小於活塞膨脹行程，即壓縮比＜膨脹比。效果如何呢？舉個例子：子彈分別從手槍和步槍中發射，後者射程遠更一樣，是因為步槍槍管更長，火藥氣體做功的距離也就更長。自然，使用阿特金森循環的內燃機熱效率比奧託循環的更好。
但是，如今奧託循環發動機仍然是主流，原因是阿特金森循環發動機複雜的連杆結構導致發動機體積過大，不適宜裝配的狹小的車廂內，同時故障率也較高，其更多使用在大型船舶發動機上。
那麼有沒有一種技術即可以實現較大的膨脹比，又規避阿特金森循環發動機體積巨大、結構複雜、故障較高的缺點呢？
米勒的理論構想
美國人米勒在1940年代提出了米勒循環的理論構想：在奧託循環的基礎上，保持發動機膨脹比不變，適當減少發動機壓縮比，從而同樣實現：壓縮比＜膨脹比（即阿特金森循環）。如何實現減少壓縮比的呢，我們來看一張圖：
發動機控制系統，通過進氣門可變正時技術，較晚關閉進氣門，有意讓一部分壓縮空氣排出氣缸（即進氣反流）。燃燒室容積沒變，但氣缸壓縮的容積變小了，壓縮比自然變小。從而巧妙的實現了阿特金森循環的特性，但卻沒有過於複雜的機械連杆結構。與阿特金森循環相比，他們達到的效果是相同的，但是從結構上來說他們有著本質的區別。
總之，我們把通過進氣門正時控制實現壓縮比＜膨脹比的技術稱之為米勒循環。把米勒循環從一種理論構想最終工程化的是馬自達，同時也申請了諸多專利。因此，目前許多汽車廠商為了規避專利名稱，把米勒循環的發動機都稱之為「阿特金森循環」發動機。
米勒循環結構簡單，熱效率又比奧託循環的要高，為什麼米勒循環沒有成為主流的發動機技術呢？
米勒循環的最大缺點
米勒循環最大的缺點就是壓縮行程中，部分被壓縮的氣體被排除氣缸外。可燃氣體（氧氣）少了，發動機可以做的功自然也少了。舉個例子：豐田的雷凌雙擎發動機排量為1.8L，而其最大功率僅有73KW，而大眾Polo 裝備的EA211 1.6L發動機，最大功率卻又有81KW。簡單一句話總結：米勒循環通過犧牲車輛的部分動力性來換取經濟性。
混動時代的米勒循環
使用米勒循環的發動機中低轉速功率輸出不如奧託循環，而在這個轉速區間的動力對車主又特別重要。因此在常規動力時代，米勒循環僅僅是一種非主流技術。隨著混動時代的來臨，混動車型在車輛起步階段，由電動機驅動，電動機低速扭矩大，使汽車加速快，以此來彌補了阿特金森循環發動機的低轉速動力性不足缺陷。而到了中高轉速時，米勒循環的發動機熱效率高，又可以提高燃油的經濟性。可見在混動時代米勒循環發動機的春天已經到來了。
總結：
奧託循環的壓縮比等於膨脹比，而阿特金森循環和米勒循環的壓縮比都小於膨脹比；但是，阿特金森循環和米勒循環實現的方式截然不同，前者通過複雜的機械連杆實現，後者則是通過進氣門正時控制實現。米勒循環中低轉速動力不如使用常規奧託循環的發動機，而中高轉速區間則燃油經濟性好於奧託循環。純電動汽車時代到來前的混動時代，米勒循環(包括宣傳的阿特金森循環)發動機必將大有可為！