ガスエンジン
レノワールの研究は、ドイツのエンジニア、ニコラウス・アウグスト・オットーによってさらに研究され実用的な物に改良された。ニコラウス・オットーは、後にピストンシリンダーで直接燃料を効率的に燃焼する最初の4ストロークエンジンを発明した。 1864年8月、オットーは技術的な訓練を受けたオイゲン・ランゲンと出会い、オットーの発展の可能性を垣間見た。会議の1か月後、ケルンに世界初のエンジン工場NA Otto&Cieを設立した。 1867年、オットーは改良されたデザインの特許を取得し、1867年のパリ万国博覧会で最優秀賞を受賞した。この大気圧エンジンは、ガスと空気の混合物を垂直シリンダーに引き込むことによって機能した。ピストンが約8インチ上昇すると、ガスと空気の混合物は、外側で燃える小さなパイロット炎によって点火され、ピストン(歯付きラックに接続されている)を上向きに押し上げ、その下に部分的な真空を作り出しる。上向きのストロークでは駆動力は働かない。駆動は、ピストンと歯付きラックが大気圧と自重の影響で下降し、メインシャフトとフライホイールが落下するときに回転するときに行われる。既存の蒸気機関に対する利点は、要求に応じて始動と停止が自由に出来ることであり、はしけの積み下ろしなどの断続的な作業に理想的だった。
現代でも使われるオットーサイクルエンジンの始まりである。
天然ガスで稼働するガスエンジンの熱効率は通常35〜45%( LHVベース)である。 2018年の時点で、最高のエンジンは最大50%(LHVベース)の熱効率を達成できる。 これらのガスエンジンは通常中速エンジンである。BergenEngines燃料エネルギーは出力シャフトで発生し、残りは廃熱として表示される。 大型エンジンは小型エンジンよりも効率的である。バイオガスで稼働するガスエンジンは、通常、効率がわずかに低く(〜1〜2%)、合成ガスはさらに効率を低下させる。 GEイエンバッハの最近のJ624エンジンは、世界初の高効率メタン燃料24気筒ガスエンジンである。
エンジン効率を検討するときは、これがガスの低位発熱量(LHV)に基づくのか、高位発熱量(HHV)に基づくのかを検討する必要がある。エンジンメーカーは通常、ガスの低位発熱量に基づいて効率を見積もる。つまり、エネルギーがガスに含まれる水分を蒸発させるために取られた後の効率である。ガス分配ネットワークは通常、ガスのより高い発熱量に基づいて充電される。すなわち、総エネルギー量。 LHVに基づいて見積もられたエンジン効率は44%と言われるかもしれませんが、同じエンジンは天然ガスのHHVに基づいて39.6%の効率を持っているかもしれません。効率の比較が同じように行われるようにすることも重要である。たとえば、一部のメーカーは機械的に駆動されるポンプを使用しているが、他のメーカーは電気駆動のポンプを使用してエンジンの冷却水を駆動している。電気の使用は無視できる場合があり、直接駆動エンジンと比較して見かけの効率が誤って高くなる。