Считается, что Н. Отто является создателем конструкции четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, которая сегодня практически ни в чем не изменилась. Однако уже тогда существовала альтернативная научная школа и другие лица, так же добившиеся фундаментального успеха в области двигателестроения для автомобилей. Здесь рассматривается в первую очередь исторический вклад европейских ученых, однако предположительно подобные научные разработки и их применение существовало уже тогда и в России, но чтобы выявить непосредственные данные у нас не хватает обьективных опубликованных сведений.
Основное начное направление естественно связано сименем Сади Карно, который сформулировал теорию кругового теплового процесса и в 1824 г сформулировал свой термодинамический закон, по которому тепло отдаваемое при круговом изотермическом процессе может преобразоваться в работу, а тепловой к. п. д. не может превышать 100%.В это время во Франции проводились исследования непосредственно в области теплотехники, то есть паровых котлов для паровых машин. Это было направление изотермических исследований и тепловых процессов. Совместные разработки вместе с ним проводил немец Карл фон Линде, который пошел дальше по пути создания тепловых машин с амиачным охладителем (то есть изотермических холодильников).Причем изотермические процессы оказались основным направлением исследований в то время. Непосредственно К. Линде был уже научным руководителем Р. Дизеля, который и вывел его на путь создания двигателя с воспламенением от сжатия. Правильнее будет сказать, что Р. Дизель определил для себя другое направление исследований в области апроксимации изобарного теплового процесса при постоянном давлении и принес мировой цивиллизации колосальнейшую пользу в области прогресса двигателестроения транспортных двигателей.
Первые двигатели внутреннего сгорания были стационарными и работали на легких фракциях бензинов. Первый значительный шаг по сравнению с паровым двигателем был сделан Леноиром в 1860 г (Париж):он сделал свой атмосферный газовый двигатель с высоким к. п. д. После 1867 г на смену ему пришел двигатель Н. Отто, созданный на фирме Дойл и имевший вдвое меньший расход. Н. Отто считается создателем современного 4-тактного цикла для двигателей внутреннего сгорания, поэтому расход топлива двигателя был меньше вдвое. так как предыдущая конструкция двигателя имела настоящий двухтактный цикл сгорания. При этом Н. Отто получил патент на этот созданный им вместе с другими четырехтактный цикл сгорания для атомосферного двигателя, но базировался в своих разработках на известной уже теории четырехтактного двигателя, открытой еще в 1862 г французом Беа Де Роша (т.е. за 14 лет до Отто), а в 1873гв Мюнхене уже работал такой четырехтактный двигатель, созданный часовым мастером Ройтманом.
В 1879 г. И.С.Костович (Петербург, Россия) создал первый бензиновый карбюраторный двигатель (он появился в 1884 г.).Рудольф Дизель получил многостадийное образование сперва в лицее и технической школе Аугсбурга, а потом в техническом университете Мюнхена. Он вырос в семье эмигрантов из Парижа, средств на обучение не было, однако выбрал путь в науке. Таким образом, он участвовал в молодости в развитии практической науки теории изотермических процессов. Однако у него постепенно появилось свое направление исследований. Тогда происходила замена мускульной силы (лошадиной упряжки) на паровые двигатели, однако все понимали, что на практике и у них ограниченные возможности. Двигатели Отто тогда еще применялись в большей степени в качестве стационарных. Но уже существовал электропривод со множеством недостатков.
Р. Дизелю удалось повести эволюцию в двигателестроении своим направлением далеко вперед и сделать колоссальный прогресс в технике. При исследованиях с амиачными машинами он выяснил, что можно использовать не только тепло, подводимое снаружи, но и непосредственно внутри, несмотря на его потери при выпуске. Это осуществлялось при непосредственном впрыске топлива, на что он смог получить патент в 1892 г,а годом позже еще один. Это уже был тепловой процесс другого типа и его непосредственный научный вклад в теорию двигателестроения. Это уже была последняя фаза экспериментов, которые в Германии поддержали фирмы Круп и МАН. Через четыре года уже был создан практически используемый двигатель, процесс работы которого был назван по имени автора дизельным (тогда считалось, что он изотермический).Уже тогда были определены максимальное давление впрыска форсунок 25.4 Мпа, а рабочее Дизель довел до 2.93.4МПа. При этом уже использовался компрессорный нагнетатель. В 1897г этот двигатель наконец заработал, а его тепловой к. п. д. составлял 26.2% при невысоком расходе топлива. После этого Р. Дизель смог продать свои патенты многим фирмам, развить промышленное двигателестроение, однако вскоре его настиг финансовый кризис. Тогда в Германии существовала интересная ситуация, что дизельные двигатели в большей степени применялись для легковых автомобилей, (например, это было с фирмой «Мерседес-Бенц»),а впервые на грузовых дизель стал применяться лишь в 1918г,и постепенно нашел свое основное место. И только столетие спустя у нас например была внедрена сплошная дизелизация грузового автопарка. Сам Р. Дизель сперва выпустил свою книгу о теории рабочего процесса, затем переехал в Англию, где стал внедрять дизеля в качестве судоходных и железнодорожных. В Германии заводы по выпуску этих двигателей проводили уже самостоятельные исследования: схема Дизеля была- рядный двигатель, другие разработчики уже предложили V-образные с компрессорным наддувом (работы профессора Рейниша) и форкамерные без компрессора (Проспер Л Оранж).Это было три основных научных направлений исследований того времени. По некоторым данным в России также применялись некоторые подобные схемы для железнодорожного транспорта, а также известно что в них принимали участие и русские, например, Луцкой для фирм двигателей Даймлер, создав как раз некие альтернативные схемы конструкций (вертикальный двигатель с батарейным зажиганием, с клапанным приводом и распредвалом).
Однако эволюция в области исследований тепловых процессов двигателей на этом не остановилась а даже перешла почти сразу в свою следующую фазу, еще более прогрессивную: в 1922 г. Роберт Бош, работая в этой же области теории двигателестроения, изобретает легкую помпу для впрыска среднего давления. В 1927 г она уже серийно применяется, что дает ему возможность перенести исследования для двигателей Отто, то есть бензинового процесса, и получить еще большую выгоду. В последствии Р. Бош известен как автор внедрения различных систем впрыска бензиновых двигателей, в том числе и с электронным зажиганием. Интересно что, тогда Бош только смог доказать, что дизеля для легковых автомобилей менее выгодны, а фирма «Мерседес» в конце 30-годов только начала сокращать их выпуск, причем уже существовали схемы впрыска. А у нас только в конце прошлого века начали применять лицензионные схемы впрыска для легковых автомобилей. Например в 1973 г. Р. Бош усовершенствовал свои научные разработки, внедрив электронную систему зажигания «Джетроник».
Параллельно продолжались усовершенствования непосредственно дизельного процесса: сперва с помощью нагнетателя воздуха с его предварительным нагревом, а Георг Бючи (Швецария) в 1905 запатентовал и предложил известную современную схему турбонагнетателя с предварительным охлаждением. Это позволило еще увеличить мощность и экономичность дизелей. Постепенно дизель занял свое место в качестве двигателя грузового автомобиля. В России больше проводились испытания зарубежной техники в автопробегах. Однако параллельно в 30-х годах вместе с существовавшей уже серийной дизельной продукцией испытывалось уже и альтернативное топливо: сжатый и сжиженные газ и газогенераторные схемы.