發動機的發展是現代科技界最大的里程碑，如果沒有發動機的進步，運輸就不會像現在這么容易了
今天，我們有豪華的汽車、飛機、公共汽車和許多運輸工具，但如果發動機的設計先驅者們不在動力傳動裝置的設計中貢獻自己的力量，所有這些車輛都將停留在抽象的概念中，而我們今天所看到的為我們的現代汽車提供動力的技術，是前人們不懈努力的結果
現在的交通運輸工具
1206年，機械工程師Al-Jazari發明了一種曲軸，之后他將曲軸與雙缸泵中的曲柄連桿集成在了一起，Jazari的曲軸機構描述了將旋轉運動轉換為往復運動的機理，這一機制至今仍在現代曲軸中使用
四百多年后，荷蘭物理學家克里斯蒂安-惠更斯（Christian Huygens）在1680年嘗試了有史以來第一次內燃實驗，雖然實驗并沒有對制造有效的發動機產生積極的影響，但卻成為開發原型發動機的基礎
惠更斯和他的發明
在惠更斯實驗失敗后，1794年，托馬斯-米德（Thomas Mead）和羅伯特-史特（Robert Street）分別為燃氣發動機和內燃機申請了專利
1807年，法國工程師Niepce和Nicephone利用Pyrelophore操作了一臺內燃機的原型，在索恩河上為船只提供動力，同年，瑞士工程師也制造了一臺由氫氣和氧氣的混合物驅動的內燃機，用電火花點燃
圖片來自Wikipedia
直到1859年，還沒有成功地連續運轉的發動機，這一年法國工程師Lenoir開發出了可以連續運轉的火花點火發動機，美國工程師George Brayton也開發了二沖程煤油發動機，但它的體積太大，速度太慢，在商業上并不成功
1892年，德國科學家魯道夫-迪塞爾（Rudolf Diesel）發明了有史以來第一臺壓縮點火的發動機，隨著這一發明的出現，柴油機開始被用于各種運輸工具，至今迪塞爾的發明仍被認為是發動機設計優化過程中的最佳貢獻之一
魯道夫-迪塞爾的發明，圖片來自Marca.com
第一臺汽油發動機是卡爾·本茨(Karl Benz)設計制造的，并在1879年新年前夕投入使用，后來，他在1885年制造了四沖程發動機，并將其用于汽車，一年后的1886年獲得了這種發動機的專利，這樣正式催生了汽車工業
卡爾·本茨和他發明的汽車
這項發明贏得了很多贊賞和商業上的好評，因為這種發動機能夠用汽油為一輛輕型汽車提供動力，在這一入門車輛中，底盤和發動機構成了一個整體，發動機的最大輸出功率為0.75馬力
1896年，卡爾·本茨又獲得了一項新的發動機專利，該發動機由水平對置活塞組成，也就是我們常說的臥式發動機，隨著商業上的成功，它也為汽車工業的發展做出了巨大的貢獻，很多我們今天耳熟能詳的汽車品牌都用上了這種發動機設計
卡爾·本茨的發動機工廠
此外，隨著混合動力技術的引入，汽車行業也逐漸大放異彩，發動機的發展已經在所有類型的交通工具中產生了多米諾骨牌效應
汽油直接噴射（Gasoline Direct Injection）發動機簡稱GDI發動機，是近年來國內外內燃機研究與開發的熱點
Gasoline Direct Injection(GDI示意圖)
專家認為，汽油機直噴技術的出現，使汽車發動機技術進入了一個嶄新的時代，他在21世紀有取代傳統汽油機和柴油機的趨勢，成為轎車最理想的動力裝置
使用時，燃油先噴射在進氣道內進行預混合，然后在進氣門打開時，油氣混合氣隨氣流一起進入氣缸內，噴油在氣門關閉前結束
通常情況采用按化學當量比計算得到的噴油量噴油，在冷啟動過程中，由于蒸發不完全，燃油會在進氣道、進氣閥背部表面形成油膜和油坑，實際噴入的燃油量遠遠超過了按化學當量比計算得到的噴油量
所以其主要優點就在于缸內直噴可以降低爆震傾向，提高壓縮比（噴射汽化冷卻），提高了發動機的熱效率，同時,分層燃燒模式使燃燒發生在燃燒室的中心區域,燃燒被周邊的空氣隔絕,降低了熱量損失，進一步降低了燃油消耗率
PFI（進氣道噴射）和GDI（汽油缸內直噴）
當然，GDI發動機的缺點也有，主要問題就是積碳，堅硬的積碳沉積在發動機燃燒室，會劃傷發動機金屬部件，使發動機磨損嚴重， 而沉積在潤滑系統的的積碳在一些情況下會堵塞油道，造成拉缸等嚴重后果，但積碳這個問題可以通過良好的駕駛習慣和定期的清潔保養來有效避免
