據1980統計,日本上年向世界各地出口的汽車約為600萬輛,平均每天有16,000輛運出。今年雖在對美出口方面實行了“自動限制”,但總出口量有增無減。那末,這些汽車是怎樣運往世界各地的呢? 據報道,這些車兒乎都是用汽車專用船運輸的。現在,全世界約有300艘這種專用船,其中90％以上都參與日本車的運輸。汽車專用船大致分PCC型和CB型兩種。前者是專為經濟、有效地運載汽車而設計的高速專用船;後者既能裝載汽車,又能裝載糧食,飼料等物資,這是按日本對外貿易結構的需要設計的。日本每年要從國外(主要是美國)進口大量的發動機。
1864年，居住在奧地利的德國人馬爾庫斯在壹次研制裝飾燈時，偶然發現石油煉制後的產品之壹汽油，在汽化後有很大的爆發力，從而他開始制造實驗汽油發動機。
1875年，波士頓的喬治－布雷頓研制了壹種預壓式發動機，以輕質油作燃料，被認為是第壹臺實用、安全的液體燃料發動機。
1881年．英國人克拉克創新研制了壹臺近代二沖程發動機，因其結構簡單、輸出功率大，當時曾得到了較多的應用。
“汽車之父”卡爾.本茨在1877年就決定制造發動機，1879年12月31日，卡爾.本茨終於制造出了壹臺二行程實驗發動機。但當時很少有人知道發動機，沒有銷路，就沒有資金。1882年卡爾.本茨在幾個商人和銀行家的資助下成立了曼海姆燃氣發動機股份有限公司，目的是改進各種類型的發動機，特別是燃氣發動機。但是由於公司缺少技術人員，本茨感到自己很難開展工作，壹個月之後突然提出離開公司。由於他突然退出造成公司損失，公司決定將本茨的所有機器和設備作為抵押，賠償公司的損失。因而，本茨又重新變為兩手空空，壹無所有。後來，盡管本茨幾次改進發動機，但是他的發動機始終沒有獲得專利權，因為本茨的發動機不能實際使用，德國皇家專利局拒絕發給他專利證書。
另壹位“汽車之父”戴姆勒也在同壹時期緊鑼密鼓地研制發動機。1883年8月15日，德國工程師戴姆勒和邁巴赫根據奧托發動機的模型，制成了今天汽車用發動機的原型——高壓點火臥式汽油機，並於同年l2月16日獲得了德意誌帝國專利——汽油發動機的專利。1884年5月，戴姆勒把臥式汽油機改制成體積盡可能小的立式汽油機，並於1885年4月3日取得了立式汽油機的專利，該立式汽油機取名“立鐘”，其氣缸采用氣冷方式，立於曲軸箱之上，進氣閥可以自動開合，排氣閥由戴姆勒發明的曲線槽控制裝置控制。
戴姆勒的立式汽油機重量輕、轉速高，壓縮比為3，並首先在該機上應用了化油器。
發動機是汽車的“心臟”。汽車的發展與發動機的進步有著直接的聯系。人類最初的工作勞動完全是由自身來完成，根本沒有什麽汽車和發動機，如果說有的話，在未使用牛和馬之前使用的是人，或許最早的奴隸就是壹種“生物發動機”。隨著人類的進步與發展，人們對自然界的認識越來越深，利用自然、改造自然的能力日益加強，人們不僅使用人力、畜力、而且知道使用水力、風力。
1705年，紐可門首次發明了不依靠人和動物來作功而是靠機械來作功的實用化蒸汽機。這種蒸汽機用於驅動機械，便產生了劃時代的第壹次工業革命。隨著蒸汽驅動的機械即汽車的誕生，人類社會中便拉開了永無休止的汽車發展的序幕，也拉開了汽車動力－發動機的發展。
現代發動機的發明是在使用蒸氣機的基礎上，仿造蒸氣機的結構，在氣缸中燃燒照明煤氣作為開端的。首先成功制造了煤氣機，在煤氣機的基礎上改進為汽油機，再研制為柴油機。
2.2.1 煤氣發動機的發明
最早提出內燃機設想的是荷蘭物理學家惠更斯。1673－1680年，他首先提出了真空活塞式火藥內燃機的方案，即利用火藥燃燒的高溫燃氣在缸內冷卻後形成的真空，使大氣壓推動活塞作功，但屢次試驗都失敗了。1794年，英國發明家B.斯垂特提出了壹種燃用松節油的內燃機，首次提出了燃料與空氣混合的原理。1799年，法國工程師藍蓬提出了用煤氣作燃料，用電火花點火的內燃機。1820年，英國的W·塞歇爾研制出了以煤氣為燃料的內燃機，並首次在實驗室運轉成功，每分鐘60轉。1833年，英國人W·L·萊特獲得了爆發式發動機專利，從而結束了真空機的歷史。
1858年，定居在法國巴黎的裏諾發明了煤氣發動機，並於1860年申請了專利。發動機用煤氣和空氣的混合氣體取代往復式蒸汽機的蒸汽，使用電池和感應線圈產生電火花，用電火花將混合氣點燃爆發。這種發動機有氣缸、活塞、連桿、飛輪等。煤氣機是內燃機的初級產品，因為煤氣發動機的壓縮比為零。
1862年，法國工程師羅沙在對以往內燃機熱力過程進行理論分析之後，提出了提高內燃機效率的關鍵措施，即預先壓縮可燃氣。並提出了四沖程循環：活塞下移，進燃氣；活塞上移壓縮燃氣；點火，氣體迅速燃燒膨脹，活塞下移作功；活塞上移排出廢氣。羅沙的文章發表在法國的壹家地方出版的刊物上，並取得了專利。但他並未實際制造出壹臺可用的內燃機。
1867年，德國人奧托（Nicolaus August Otto）利用羅沙的內燃機原理，設計並制造了第壹臺以煤氣為燃料，火花點火，單缸臥式的四沖程四馬力內燃機，成為內燃機的正式發明者。此機結構小巧緊湊，轉速快，運轉平穩，熱效率高達12％~14％，很快投入了生產，並得到廣泛應用，1880年，單機容量達15~20馬力，1893年達到了200馬力；熱效率也迅速提高，1894年達20％以上。
汽油發動機的發展
1864年，居住在奧地利的德國人馬爾庫斯在壹次研制裝飾燈時，偶然發現石油煉制後的產品之壹汽油，在汽化後有很大的爆發力，從而他開始制造實驗汽油發動機。
1875年，波士頓的喬治－布雷頓研制了壹種預壓式發動機，以輕質油作燃料，被認為是第壹臺實用、安全的液體燃料發動機。
1881年．英國人克拉克創新研制了壹臺近代二沖程發動機，因其結構簡單、輸出功率大，當時曾得到了較多的應用。
“汽車之父”卡爾.本茨在1877年就決定制造發動機，1879年12月31日，卡爾.本茨終於制造出了壹臺二行程實驗發動機。但當時很少有人知道發動機，沒有銷路，就沒有資金。1882年卡爾.本茨在幾個商人和銀行家的資助下成立了曼海姆燃氣發動機股份有限公司，目的是改進各種類型的發動機，特別是燃氣發動機。但是由於公司缺少技術人員，本茨感到自己很難開展工作，壹個月之後突然提出離開公司。由於他突然退出造成公司損失，公司決定將本茨的所有機器和設備作為抵押，賠償公司的損失。因而，本茨又重新變為兩手空空，壹無所有。後來，盡管本茨幾次改進發動機，但是他的發動機始終沒有獲得專利權，因為本茨的發動機不能實際使用，德國皇家專利局拒絕發給他專利證書。
另壹位“汽車之父”戴姆勒也在同壹時期緊鑼密鼓地研制發動機。1883年8月15日，德國工程師戴姆勒和邁巴赫根據奧托發動機的模型，制成了今天汽車用發動機的原型——高壓點火臥式汽油機，並於同年l2月16日獲得了德意誌帝國專利——汽油發動機的專利。1884年5月，戴姆勒把臥式汽油機改制成體積盡可能小的立式汽油機，並於1885年4月3日取得了立式汽油機的專利，該立式汽油機取名“立鐘”，其氣缸采用氣冷方式，立於曲軸箱之上，進氣閥可以自動開合，排氣閥由戴姆勒發明的曲線槽控制裝置控制（如圖2－11所示）。
戴姆勒的立式汽油機重量輕、轉速高，壓縮比為3，並首先在該機上應用了化油器。
柴油發動機的發展
1892年，德國機械工程師狄塞爾取得了在內燃機中使用壓縮點火的專利。他希望通過提高壓縮比來提高熱效率，利用壓縮氣體產生的高溫來點火，不但省去點火裝置和汽化器，而且可以用比汽油便宜的柴油做燃料。狄塞爾經過5年的艱難實驗，終於在1897年制成了第壹臺具有實用價值的高壓縮型自動點火內燃機，即壓燃式柴油機。它加長了燃燒過程前的壓縮過程，這是內燃機技術的第二次突破，也是壹項震驚世界的卓越發明。
狄塞爾發動機能將35％的燃料潛能轉變成動力，而當時最有效的汽油發動機卻只能將28％的燃料潛能轉變成動力。狄塞爾發動機的缺是重量大，噪聲大，燃燒重油時排出大量的廢氣非常令人討厭。
1898年，柴油機投入商業生產。狄塞爾的發明使他壹下子成為百萬富翁，可惜由於這種新機器在工藝上還沒有過關，使新產品無法很好使用，訂戶紛紛退貨，結果使他負債累累，聲譽壹落千丈。狄塞爾1913年在經濟上陷入了絕境，從在英吉利海峽航行的壹艘輪船上跳海自殺。後人為了紀念發明者，將柴油機稱之為“狄塞爾發動機”（Diesel Engine）。
狄塞爾在有生之年只看到他的發動機的巨大成功的開端。現在，他的發動機被用來為載重汽車，公***汽車，出租汽車，小船，發電站和鐵路機車提供動力。
柴油機在1914年以前發展緩慢，1914－1918年第壹次世界大戰期間，迫於戰爭的需要才開始大量生產柴油機。但柴油機的廣泛應用是在1950年左右。在此之前，噴油泵的不完善，嚴重限制和影響了柴油機的使用。
柴油機在1898年被首先用於固定式動力上。1902年開始用於商船動力，1904年裝在了海軍艦艇上。1912年第壹臺柴油機車研制成功。1920年左右應用於汽車及農業機械。
早期的柴油機均系四沖程，1899年德國工程師雨果·古爾德納成功地制造出了二沖程發動機，它可以把采用相同氣缸的四沖程柴油機的功率提高60％~80％。但古爾德納卻以埃克哈特的名義申請他的二沖程柴油機的專利，並讓奧格斯堡機械廠來生產這種柴油機。到1936年美國通用汽車公司使用的小功率柴油機都采用了二沖程型式。二沖程柴油機結構簡單，價廉。但它的燃油及潤滑油耗量較高，冷卻較難，耐用性較差。
轉子發動機的發展
1957年，德國人弗力斯·汪克爾（1902－1988年）發明了轉子活塞發動機，這是汽油發動機發展的壹個重要分支。
汪克爾於1902年出生在德國，1921年到1926年受雇於海德堡壹家科技出版社的銷售部。在1924年，汪克爾在海德堡建立了自己的公司，他花了大量的時間在那裏進行轉子發動機的研制，在1927年，諸如氣密性和潤滑等的壹系列技術問題的攻克終於有了眉目。1957年在德國生產出第壹輛裝配了轉子發動機的小跑車。1958年汪克爾將外轉子改為固定轉子為行星運動，制成功率為22.79千瓦、轉速為5500轉/分的新型旋轉活塞發動機。該機具有重要的開發價值，因而引起各國的重視。日本東洋公司（馬自達公司）買下了轉子發動機的樣機，把轉子發動機裝在汽車上，可以說，轉子發動機生在德國，長在日本。
當時業內人士認為這種發動機的結構緊湊輕巧，運轉寧靜暢順，也許會取替傳統的活塞式發動機。
1964年，日內瓦的德法合資企業COMOBIL公司，首次把轉子發動機裝在轎車上成為正式產品。1967年，日本人也將轉子發動機裝在馬自達轎車上開始成批生產。
壹向對新技術情有獨鐘的馬自達公司投巨資從汪克爾公司買下了這項技術。由於這是壹項高新技術，懂得這項技術的人寥寥無幾，發動機壞了無人會修，而且耗油大，汽車界有人對這種發動機的市場前景產生了懷疑。70年代石油危機爆發，各國忙於應付各方面的困難而無暇顧及發展轉子發動機，唯有馬自達公司仍然深信轉子發動機的潛力，獨自研究和生產轉子發動機，並為此付出了相當大的代價。他們逐步克服了轉子發動機的缺陷，成功地由試驗性生產過渡到商業性生產，並將安裝了轉子發動機的RX－7型跑車打入了美國市場，令刮目相看。
壹般發動機是往復運動式發動機，工作時活塞在氣缸裏做往復直線運動，為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動，必須使用曲柄連桿機構。轉子發動機則不同，它是利用內轉子圓外旋輪線和外轉子圓內旋輪線相結合的機構，無曲軸連桿和配氣機構，可將三角活塞運動直接轉換為旋轉運動。它的零件數比往復活塞式汽油少40%，質量輕、體積小、轉速高、功率大。它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發動機相比，轉子發動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優勢。
發動機的其它發展
1．汽油機燃料系的發展
汽油機燃料系的主要作用是將汽油與空氣均勻混合形成可燃混合氣，供給發動機燃燒做功。其中最重要的混合氣裝置是化油器或燃油噴射裝置。汽油機先前大多使用化油器，利用化油器使燃油霧化，和空氣混合。但是傳統的化油器無法精確地獲得發動機在不同工況下可燃混合氣的空燃比，現代汽車上已大量地被電子燃油噴射系統（EFI）所代替。
所謂電子燃油噴射系統就是用電腦精確控制發動機每循環的噴油量，比起傳統的化油器，由於EFI系統計量更準確，霧化燃油更精細，控制發動機工作更敏捷，因此在汽車節油，特別是降低排放汙染方面表現出明顯的優勢。
最早的燃油噴射系統是在1952年由德國波許（Bosch）公司在奔馳300L型賽車上采用，它是壹種曾用於第二次世界大戰德軍飛機的機械控制式噴射裝置。1957年，美國本迪克斯(Bendix)公司將電子噴嘴首次裝用在克萊斯勒豪華型轎車上，這是最早的電子控制汽油噴射系統。
在電子燃油噴射系統的發展歷程中，波許公司做出了很大的貢獻。1967年，波許公司制造出K型機械式燃油噴射系統，由電動汽油泵提供低壓燃油，經燃油量分配器輸往各缸進氣管上的機械式噴油嘴；同年，波許公司制造出D型模擬式電子燃油噴射系統，裝在大眾1600型轎車上，率先達到了美國汽車排放法規的要求，打入了美國市場。它的噴油量是由發動機的轉速和進氣歧管內真空度決定的，開創了汽油噴射系統電子控制的新時代。1973年，波許公司又研制出L型電子燃油噴射系統。它的燃油量主要由發動機的轉速和實際進氣量決定。1976年。波許公司研制出帶有氧傳感器的閉式燃油噴射系統，它可以利用裝在排氣管上的氧傳感器判斷燃油噴射量的精確與否，使可燃混合氣的空燃比盡量接近理想值，以取得低的排放性能。1979年，波許公司的M型數字控制燃油噴射系統問世。在這個系統中，電子控制系統同時完成噴射脈沖的計算和點火正時，集電子點火和電控汽油噴射於壹體。現代的電子燃油控制系統均采用集中控制系統，即電不僅控制燃油噴射、點火正時、還有怠速控制、爆燃控制、廢氣再循環控制等等均在其控制之下。
2．點火裝置發明
點火系是汽油機上獨有的壹個系統，它主要的作用是點燃氣缸內可燃混合氣。點火方式從最早的熱管式點火、磁電機點火、蓄電池點，壹直發展到現在的電子點火。
最早獲得熱管式點火專利的是英國人紐頓(A. W. Newton)。熱管就是壹個從氣缸內伸出的封閉金屬管，把它加熱到紅熱狀態，由於熱管保持高熱，當氣缸內混合氣被壓縮時壓力升高，就自行發生點火。
第壹個建議用電火花點火的是法國化學家勒本在1799年提出的，但沒有實現，也沒有引起人們的註意。1844年，英國人雷諾茨實現了電火花點火，它是用幹電池做電源，點火室內裝壹根燒到白熾狀態的電熱白金絲，利用壹個閥門，定時開閉點火室的進氣口，可燃混合氣接觸電熱絲而著火燃燒。1859年法國的勒諾瓦赫發明了世界上第壹只長石質瓷緣體制成的電點火火花塞，使電池和感應線圈產生的高壓電火花點火在內燃機上獲得了實際的使用。
1883年，德國的西弗蘭德·馬爾庫斯將壹臺低壓磁電機代替蓄電池作為點火電源，並且利用機械方法斷開裝在燃燒室內觸點的電源，產生電火花點燃混合氣。由於當時電火花靠這種永磁微型發電機產生，因此稱之為磁電機點火。
1908年美國的斯特林試驗成功蓄電池點火系，采用了觸點式控制裝置。
但是隨著發動機轉速的提高，傳統的機械式點火裝置越來越不適應發動機的高速運轉，容易造成缺火等問題，因此無觸點的電子點火裝置得到了長足地發展。1949年，美國的霍利化油器公司首先取得了在點火系中使用晶體管的電子點火系專利，減少了斷電器觸點磨損、氧化、機械損傷。1971年，克萊斯勒公司在汽車上開始正式采用全晶體管點火裝置。1973後，克萊斯勒、福特、通用等公司生產的全部汽油車上都以無觸點式全晶體管點火裝置作為標準裝置。目前，汽車發動機點火已經發展到微電腦控制點火，即點火時間、點火能量微電腦直接控制。
3．潤滑系統
早期的汽車發動機潤滑大多采用“全失”潤滑系統。機油送到發動機的工作部件，進行潤滑，使用後的機油就白白地流到地上浪費掉。現代汽車廣泛采用的壓力飛濺潤滑系統，在采用了壓力潤滑後，發動機壽命大大提高。
4．冷卻系統
早期內燃機的冷卻系統是簡單的環繞氣缸的大水套，在水套中註入壹定量的水，發動機開始工作後水量隨著沸騰而減少、散失，帶走熱量。後來采用的水泵強制冷卻水循環大大改善了冷卻系統的工作效能。它可以有效地避免冷卻水因蒸發而造成的損失，同時還可以起到提高冷卻水沸點的作用，也就可以使汽車長時間爬坡時避免“開鍋”現象發生，大大降低了對發動機零部件的損害，提高了行駛的安全性平穩性。
5．氣門的布置
1930年以前的發動機，大多數采用側置式氣門的設計方案。隨著發動機轉速的提高，逐步采用頂置式氣門（成為壹種設計標準）。其優點是可使氣門的動作加快，減少氣門阻力，以便更好地進行換氣，還可使燃燒室的設計更加緊湊。
6．滾珠軸承的發展與應用
汽車使人類社會成為壹個生活在輪子上的世界，而現代汽車的每壹個旋轉部位都裝有用來減少磨擦阻力的滾珠軸承。
其實滾珠軸承很早就有了。1543年，意大利雕刻家和金匠塞利尼首先看出壹圈自由旋轉的滾珠可能減少兩個轉動體之間的摩擦力。他在自傳中寫道：“我已做成了壹尊美麗的朱庇特雕像，將它放在壹個木制底座上。我在底座內安了4個小木球，木球的壹大半埋在球窩內。個設計十分巧妙，壹個幼小的孩子也能輕而易舉地使其前後移動和轉身。”
1780年，松動地安在滾道裏的進行滾動接觸的滾珠軸承開始用在風車上，機器的整個結構圍繞中心柱旋轉。1794年，威爾士卡馬森的壹個叫菲利普·沃恩的鐵器制造商用滾珠軸承作為四輪馬車的車軸軸承，並為此申請了專利權。從那時起直到19世紀的50年代和60年代，人們將滾珠軸承廣泛使用在兒童玩的旋轉木馬，螺旋槳軸，軍艦上的機槍轉塔，扶手椅和自行車等器械的軸上，並取得了若幹專利權。但直到有動力裝置的車輛出現以後，金屬部件因快速行駛而產生大量的高熱和磨損時，這項發明才開始得到充分利用
所以，汽車的發動機，出生起源於德國，生長發展在日本！