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1862年，法国科学家德罗夏构思出比较完善的内燃机方案，但是他只是一个理论家，是纸上谈“机”。德国青年奥托是个机械爱好者，他从报纸上看到了德罗夏设计内燃机的报道，心想：“如何使蒸汽机的效率高一些，体积小一些呢？”要克服蒸汽机的缺点，就要解决锅炉与汽缸分离的问题。“怎样使锅炉与汽缸合二为一？如何在汽缸内燃烧？如何改进燃料？”这些都是未知数。
奥托有股拼劲，他在前人研究成果的基础上，决定改煤为煤气作燃料，将锅炉与汽缸合二为一，让煤气在汽缸内点火燃烧。
他缺乏机械技术，就边学边干；零部件加工得不合格，他就重新再来。实验，失败；再实验，再失败。他的可贵之处是从不气馁，不断分析失败的原因，总结经验教训。奥托在实验室埋头苦干，加工，调试，安装……经过九个春夏秋冬的辛勤付出，终于如愿以偿。
1876年，奥托终于发明了四冲程内燃机。