1876年，德国发明家奥托运用罗沙的原理，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。

传统柴油发电机的特点：热能效和经济性较好，柴油发电机引用压缩空气的办法来提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此，柴油发电机无需点火系统。同时，引擎的供油系统也相对简单，因此柴油发电机的可靠性要比汽油机引擎的好。由于不受爆燃的以及柴油自燃的需要，引擎压缩比很高。热能效和经济性都要好于柴油发电机机，同时在相同功率的情况下，柴油发电机的扭矩大，最大功率时的r/min低，适合于载货柴油发电机的使用。

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％。1881年，英国工程师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机，并在巴黎博览会上展出。

不同之处主要有，柴油发电机的汽缸中的混合气是压燃的，而非点燃的。柴油机运行时，进入汽缸的是空气，汽缸中的空气压缩到终点的时候，温度可以达到500-700℃，压力可以达到40—50个大气压。活塞接近上止点时，供油系统的喷油嘴以极高的压力在极短的时间内向汽缸燃烧室喷射燃油，柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，可燃混合气自行燃烧，猛烈膨胀产生爆发力，

随着石油的开发，比煤气易于运输携带的汽油和柴油引起了人们的注意，首先获得试用的是易于挥发的汽油。1883年，德国的戴姆勒创制成功第一台立式汽油机，它的特点是轻型和高速。当时其他内燃机的转速不超过200转/分，它却一跃而达到800转/分，特别适应交通动输机械的要求。1885～1886年，汽油机作为汽车动力运行成功，大大推动了汽车的发展。同时，汽车的发展又促进了汽油机的改进和提高。不久汽油机又用作了小船的动力。

1892年，德国工程师狄塞尔受面粉厂粉尘爆炸的启发，设想将吸入气缸的空气高度压缩，使其温度超过燃料的自燃温度，再用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火燃烧。他首创的压缩点火式内燃机(柴油发电机)于1897年研制成功，为内燃机的发展开拓了新途径。 

但柴油发电机由于运行压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以引擎比较笨重，体积较大；柴油发电机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，引擎运行，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。由于上述特点，以前柴油引擎一般用于大、中型载重货车上。传统上，柴油发电机由于比较笨重，升功率指标不如柴油机机(r/min较低)，噪声、振动较高，炭烟与颗粒(PM)排放比较严重，所以一直以来很少受到车企的青睐。