随着时间推移，蒸汽机越来越暴露出它固有的缺陷：传统的蒸汽机完全通过外燃的方式将热量转化为机械能。热量主要在汽缸外流通，锅炉和烟囱几乎将大部分热量都散发出去了，因此蒸汽机的热效率非常之低。蒸汽机起动之前还需要一段时间的预热，使用起来很不方便，而且以煤作燃料的蒸汽机空气污染很严重。

外燃是提高动力机械热效率的固有障碍，因此很早就有人提出过内燃机的设想，理论上也作了很多探讨。但是内燃机的原理是气化燃料在气缸内燃烧、爆炸产生压力推动活塞运动，这需要解决制造高压容器的汽缸材料的耐压、耐高温；需要解决加工精密的活塞在气缸内运动自如；特别是要找到合适的燃料，等等。这些难题在蒸汽机出现的年代是很难解决的。

1860年，法国发明家雷诺首次造出了一台可以实用、用煤气作燃料、用电火花作点火装置的内燃机。1862年，法国工程师德罗夏总结卡诺的热机理论和内燃机的研制实践，提出了内燃机的四冲程循环理论。德罗夏的四冲程式理论，使内燃机的发展具有了坚实可靠的科学理论基础。1876年年底，德国工程师奥托造出了第一台以四冲程理论为依据的煤气内燃机。与此同时，19世纪中叶以来，燃料工业发生了一次巨大的变革。1854年，美国工程师西里曼成功地发明了石油的分馏方法，汽油、煤油和柴油等优质燃油投入应用。

1883年，德国发明家戴姆勒研制成功了第一台以汽油为燃料的内燃机。1892年，另一位德国工程师狄塞尔造出了一台用柴油作燃料的高压缩型自动点火内燃机。从此，柴油机这种马力大、体积小、重量轻和效率高的新式动力机逐渐取代了蒸汽机，成为工业上的主要动力机。

1886年，戴姆勒将一辆四轮马车改装成真正的汽车。这是世界上第一辆现代意义上的汽车，它在平坦的公路上时速可达20km。1888年，英国发明家邓洛普发明了充气轮胎，解决了汽车的颠簸问题。此后，本茨又于1890年制成了四轮汽油内燃机汽车 （见图1-18）。1892年，美国人福特也研制了美国第一部汽车。以后本茨与福特均成立了自己的汽车公司，成批量地生产，形成了一门新的工业部门——汽车工业。

图1-18　189 0年本茨的四轮汽车

福特发明了“流水线作业制”。汽车在流水线上被装配出来。流水线作业制大大减少了装配时间，而且对工人的技能没有更高的要求，因而大大降低了生产成本。自1913年采用流水线以来，福特汽车的产量与日俱增，到1915年，福特汽车公司已经生产了100万辆汽车。福特的功绩使美国最早进入了汽车时代。内燃机的问世带动了陆路运输的另一场革命。(www.daowen.com)

正像蒸汽机的发明及其实用化构成了第一次技术革命的主要内容一样，内燃机作为一种新的动力机械与电动机一起掀起第二次技术革命的高潮。

20世纪为了服务于汽车和飞机的需要，内燃机一直在持续的改进和发展进程中。最初的20年中，转速提高到了1000～1500r/min，为奥托机的7～10倍。

随着内燃机重量马力比的下降，人类飞上蓝天的千年梦想开始成真。1903年，美国工程师莱特兄弟以一台8马力的汽油内燃机为引擎制造了一架飞机 （见图1-19），并成功的在天上停留了59s，飞行了37m。飞机使人类进入了航空运输时代。

大功率内燃机在轨道交通的应用主要是在大铁路的牵引机车上，地铁、有轨电车以及后来出现的轻轨等，城市轨道交通的牵引一直采用电力。

图1-19　190 3年莱特兄弟的飞机