阿特金森生產了三種不同的設計，具有較短的壓縮行程和較長的膨脹行程。第一臺阿特金森循環發動機，差速器發動機，使用對置活塞。第二個也是最著名的設計是循環發動機，它使用一個過中心臂在一次曲軸旋轉中產生四個活塞衝程。往復式發動機在曲軸的單圈中具有四衝程循環的進氣，壓縮，動力和排氣衝程，旨在避免侵犯某些涵蓋奧托循環發動機的專利。阿特金森的第三臺也是最後一臺發動機，實用型發動機，其操作方式與任何二衝程發動機非常相似。

阿特金森設計的共同線索是發動機的膨脹衝程比壓縮衝程長，通過這種方法，發動機實現了比傳統活塞發動機更高的熱效率。阿特金森的發動機由英國燃氣發動機公司生產，並授權給其他海外製造商。

許多現代發動機現在使用非常規氣門正時來產生更短的壓縮行程/更長的動力衝程的效果。米勒將這種技術應用於四衝程發動機，因此它有時被稱為阿特金森/米勒循環，美國專利2817322日期為1957年12月24日。1888年，卡戎申請了法國專利，並在1889年的巴黎展覽會上展示了一臺發動機。卡戎燃氣發動機（四衝程）使用與米勒類似的循環，但沒有增壓器。它被稱為“卡戎循環”。

雨果·居爾德納（Hugo Güldner）在他1914年的書中認為，科爾廷是第一家在1891年建造具有短壓縮行程和更長擴展階段的燃氣發動機的公司，該設計基於奧托·科勒（Otto Khler）在1887年首次提出的設計。該發動機還具有與發動機負載相關的氣門機構，隨著發動機負載的增加，進氣和壓縮衝程也隨之增加。另一方面，在低負載和中等負載下壓縮會降低，最終降低了效率。

布里斯托爾的羅伊·費登（Roy Fedden）於1928年測試了布里斯托爾Jupiter IV發動機的佈置，可變延遲正時允許將部分裝藥吹回進氣歧管中，以便在起飛期間可持續地降低操作壓力。

現代發動機設計師正在意識到阿特金森型循環可以提供的潛在燃油效率改進。