然而，蒸汽汽车携带的锅炉很容易发生爆炸。在 19 世纪的英国，蒸汽汽车最流行的几十年内，就发生了上万起锅炉爆炸事故。巨大的安全隐患让人们对这这个新兴的交通工具爱恨交加。
能不能有一种机器，可以超越蒸汽机，抛弃巨大的锅炉，让燃料在外部燃烧改为内部燃烧，从而产生动力呢？
1860 年，来自法国小镇的青年勒努瓦（1822.1—1900.8）首先做到了这一点。
勒努瓦发明了历史上第一台实用的内燃机（这台内燃机也叫作煤气机，因为当时的内燃机是烧煤气的，那时候石油冶炼技术可没现在这么发达，还没有汽油和柴油）。它完全抛弃了蒸汽机的工作原理，把外部燃烧加热转移到了缸内，利用气体进入缸内的燃烧放热，来驱动活塞，产生动力。
然而，这种内燃机使用电点火，只有两个冲程，没有现在的压缩循环，热效率只有 4% 左右——在当时，这已经是科学家能达到的极限。
因此，勒努瓦引擎虽然是实用内燃机的开山鼻祖，但是马力太小，燃料消耗很大，而且勒努瓦的煤气机需要连接一根煤气管（想想你家的煤气灶后面那根煤气管！），并不能作为交通工具的动力来源。
从压缩面包到四冲程内燃机
1860 年秋天，奥托和他的兄弟知道了勒努瓦的发明。这个消息让奥托大受启发，他决定要超越前人。
气体在进入缸内后点火燃烧，之后膨胀推动活塞做功，这在当时是默认的内燃机工作方式，也没人想到要去改进点什么。奥托不这么认为，他觉得内燃机还能通过改进发出更高的功率，让燃料燃烧更加充分。但是发动机的点火，以及热效率都是个大问题，奥托和他的研发团队对此一筹莫展。1861 年的一天，经过了一天的疲劳，奥托和他的朋友们坐在一起享受晚宴，他拿起一块面包，毫无食欲，不停地捏面包，面包体积时大时小，突然他灵机一动，想到一个词：「压缩」！
为何不在点火之前把燃料压缩一下，这样既能够提高点火前的温度，顺利点火，又能够进更多的燃料，提高效率。于是在 1862 年，在勒努瓦二冲程的基础上，他们做出了一台四冲程的发动机。
虽然由于点火装置的问题，发动机只运行了几分钟就破裂了。但这是一种全新的机型，由进气、压缩、膨胀、排气四个冲程组成，也是历史上首台四冲程的内燃机。这个循环到现在也被称作奥托循环。
尽管有了全新的奥托四冲程内燃机，但是一直并没有实用机型面世。奥托