二次工业革命就是围绕着电力和内燃机技术的发展和应用来进行的，既然已经整出了电力系统，内燃机自然就成了吴维的下一个主要目标。

最初的热机是火药内燃机，它由荷兰物理学家惠更斯在1673年提出的一种理论设想。这种发动机就是利用火药的爆燃来推动活塞做功的，但是，这种机械只停留在理论上，并没有搞出来，但它却促进了蒸汽机的发明。

1794年，英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动力，并且第一次提出了燃料与空气混合的概念。1833年，英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。之后人们又提出过各种各样的内燃机方案，但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。

1860年，法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构，制造了第一台实用的煤气内燃机。这是一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机，只不过这台煤气机的热效率为4%左右，并没有多少实用价值。

英国的巴尼特曾提倡将可燃混合气在点火之前进行压缩，随后又有人著文论述对可燃混合气进行压缩的重要作用，并且指出压缩可以大大提高勒努瓦内燃机的效率。

1862年，法国科学家罗夏对内燃机热力过程进行理论分析之后，提出四冲程工作循环的理论。1863年德国发明家尼古拉斯?奥托创制了第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦的四冲程内燃机，它以煤气为燃料，采用火焰点火。差不多与此同时法国人雷诺制造出第一台可以实用的二冲程、无压缩、电点火的煤气内燃机。

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