В конце XVIII века производством правили паровые машины. Однако их возможностей становилось недостаточно: их использование было дорогим и хлопотным, а КПД довольно низким. В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. Он получил патент на способ получения и использования этого газа методом сухой перегонки угля или древесины, что значительно повлияло на развитие техники освещения.
В 1801 году Лебон, основываясь на свойстве открытого газа, создал и запатентовал конструкцию газового двигателя. При воспламенении смесь газа с воздухом взрывалась, выделяя при этом большое количество теплоты. При расширении продукты горения оказывали давление на окружающую среду. При соответствующих условиях выделяемую энергию можно использовать в интересах человека. Двигатель Лебона включал 2 компрессора и камеру смешения. Один компрессор накачивал в камеру сжатый светильный газ, другой — сжатый воздух. Полученная в результате газовоздушная смесь направлялась в рабочий цилиндр, в котором воспламенялась. Это был двигатель двойного действия: действовавшие попеременно рабочие камеры были по обе стороны поршня. По сути, Лебон был близок к созданию двигателя внутреннего сгорания.
После смерти Лебона было еще несколько попыток разработать газовый двигатель. Идеи об использовании газа появились еще до разработки бензиновых роста популярности бензина. В 1860 году французский изобретатель Этьен Ленуар создал двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе. Однако его КПД был очень низким. Только 0,04 от всей выработанной теплоты действительно уходило на работу. Кроме того, двигатель Ленуара было сложно охладить, а при высокой мощности работы возникали перебои. И все же двигатель Ленуара стал первым в мире серийно выпускаемым двигателем внутреннего сгорания.
Ограничения, которые стояли перед газовыми двигатели, заставили изобретателей искать более подходящее топливо, что и вызвало бум бензиновых двигателей во второй половине XIX века. Но в 1876 году немецкий инженер Николаус Отто все же предпринял попытку снова поработать с газом. Вместе с коллегой Евгением Лангеном ему удалось поднять КПД двигателя Ленуара с 0,04 до 0,15. Двигатель Отто назвали четырехтактным, так как процесс в нем совершался во время четырех ходов поршня. Цикл Отто сохранился во всех современных бензиновых двигателях и используется практически в каждом автомобиле.
Недостатком газового двигателя Отто был его большой вес. Для того чтобы поддерживать давление в цилиндре, нужны были очень прочные стенки цилиндра и кривошипный механизм, что увеличивало массу двигателя. При 180 оборотах вала в минуту двигатель начинал работать с перебоями. Также для размещения горючего нужен был довольно большой резервуар. Все это сделало двигатель Отто неудобным для использования на транспортных средствах, но он получил широкое распространение на стационарных установках.
В 1872 году американец Брайтон решил использовать для двигателя в качестве горючего вначале керосин, но тот плохо испарялся, и инженер перешел к бензину. Чтобы двигатель, работающий на жидком топливе, успешно конкурировал с газовым, потребовалось создать специальное устройство (карбюратор) для получения горючей смеси паров бензина и воздуха. Так появился первый «испарительный» карбюратор. Правда, работал он неудовлетворительно, еще 10 лет почти все двигатели работали на газе.
Далее газовые двигатели развивались параллельно с бензиновыми и в конце 1920-х пришли в Советский Союз. В СССР, благодаря Научному автомобильному институту «НАМИ», были проведены обширные исследования, в результате которых было выпущено 4 автомобиля на газе – ГАЗ 42 и 44 и ЗИС 21 и 30.
