前面所说的蒸汽发动机都是外燃发动机，因为它们的基本原理都是燃料在气缸外面燃烧，产生蒸汽后再推动气缸内的活塞运动。这种外燃式的发动机体积较大，而且笨重，更为重要的是工作效率非常低，比如蒸汽发动机只能把6%～8%的能量转化为动能。
多种力量竞争车用动力的历史长达上百年，直到一位名为尼古拉斯·奥古斯特·奥托（Nikolaus August Otto）的德国人出现后，才逐渐分出胜负，一种四冲程汽油内燃机成为最后的胜利者。
奥托于1832年在德国出生，他没受过什么专业技术训练，曾靠杂货批发生意为生。他在1861年从报上看到雷诺尔研制煤气发动机的消息后，产生了极大兴趣，他也变成了发动机迷，并且花费了他几乎所有的金钱和业余时间来研究和试验发动机。在此之前，曾有人发明过内燃机，但都不实用，用现代观点来看，甚至都不能叫内燃机。
1861年，奥托开始试验一种带有压缩行程的发动机，它有常规的曲轴和各自独立的进气、压缩、做功、排气四个行程。这就是热力学中的“奥托循环”，这也是现代发动机乃至汽车的运动理论基础。但当时这台发动机的燃烧过于猛烈，以至于无法正常工作。
为了有更好的经济条件支持发动机的研制，1864年，奥托和企业家兰根合伙创办了发动机厂。奥托尝试用增大空燃比来减轻燃烧的猛烈程度，但这导致了混合气不能被可靠地点燃。后来他想了一个巧妙的办法解决了这个难题，这就是今天分层供气燃烧室的雏形。在吸气行程阶段，气缸吸入的只是空气，然后才是混合气。这样既保证了可靠的点火，又不会产生过高的燃烧压力。(www.xing528.com)
1867年，在巴黎的一个展览中，奥托向世人推出了世界上第一台真正的内燃机，不过它是一台煤气内燃机。1876年，奥托终于推出一款可以使用汽油的发动机，从此开创了现代汽车用发动机的先河。
1891年，奥托离开了人世，终年59岁。现在的内燃机早已今非昔比，但它们仍然按照奥托的原理在运转着。
尼古拉斯·奥托（1832—1891）
印有尼古拉斯·奥托头像的纪念邮票
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