1862年,法国科学家罗沙对内燃机热力过程进行理论分析之后,提出提高内燃机效率的要求,这就是最早的四冲程工作循环。1876年,德国发明家奥托(Otto)运用罗沙的原理,创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机,仍以煤气为燃料,采用火焰点火,转速为156.7转/分,压缩比为2.66,热效率达到14%,运转平稳。在当时,无论是功率还是热效率,它都是最高的。奥托内燃机获得推广,性能也在提高。1880年单机功率达到11~15千瓦(15~20马力),到1893年又提高到150千瓦。由于压缩比的提高,热效率也随之增高,1886年热效率为15.5%,1897年已高达20~26%。