Будущее развитие автомобиля определили и такие изобретения, как дифференциал (О. Пеккер во Франции, 1828 г.), пневматическая шина (Р. Томпсон в Великобритании, 1845 г.), передние управляемые колеса на цапфах (Лангеншпергер в Германии, 1816 г.) и др.

Распространение и развитие паровых машин способствовали и быстрому развитию металлообработки и машиностроения. В 1790-е годы Г. Модели создает станок с самоходным суппортом, в 1817 г. появляется строгальный станок Р. Робертса, в 1818 г. — фрезерный станок Э. Уитнея с многоразовой фрезой, в 1835 г. — автоматический токарный винторезный станок Дж Уитворта, в 1839 г. — карусельный станок И. Бордмера и паровой молот Дж. Нэсмита и т. д. С 1880-х годов в производстве используют гидравлические прессы. В машиностроении вводятся нормали и стандарты, распространяются стандартные детали и комплектующие Развитие машиностроения шло неравномерно. К началу XX века наибольшая часть крупных машиностроительных предприятий была сконцентрирована в Великобритании, Германии, Бельгии и США. В то же время происходит становление теплотехники. В 1824 г. Сади Карно заложил основы теории тепловых двигателей, разработав классический цикл «идеальной тепловой машины».

Паровой двигатель, требующий наличия топки и котла, был слишком громоздок для безрельсового транспорта. Подлинная революция в различных отраслях техники и технологий началась с распространением двигателей внутреннего сгорания.

Уже в 1801 г. Ф. Лебок запатентовал двигатель, в котором водяной пар заменил открытым им светильным газом. Светильный газ, добываемый из угля или дерева, вскоре уже производился в промышленных масштабах, и неудивительно появление целого ряда газовых двигателей. В 1823–1826 гг. два варианта атмосферных газовых двигателей патентует С. Броун, а В. Райт в 1833 г. — газовый двигатель двойного действия с водяной рубашкой охлаждения. В 1838 г. В. Барнет патентует газовый двигатель с предварительным сжатием газа и воздуха. Начинается поиск систем зажигания для двигателей внутреннего сгорания — в частности, в 1854 г. Барзанти и Матукки патентуют газовый двигатель с электрической системой воспламенения.

В 1860 г. француз Жан Этьен Ленуар построил двигатель на светильном газе, с электрическим воспламенением, кривошипно-шатунным механизмом, золотниковым газораспределением от эксцентриков на валу двигателя, но еще с весьма низким КПД (4 %). В 1862 г. там же, во Франции, А. Бо де Роша получил патент на двигатель четырехтактного цикла, но не смог реализовать его.

В 1866 г. в Германии Николаус Август Отто получил патент на атмосферный четырехтактный вертикальный газовый двигатель. На Парижской выставке 1867 г. компания «Отто и К°» представила первую рабочую модель одноцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. В 1876 г. Отто строит двигатель на доменном газе. В 1878 г., использовав принцип предварительного сжатия, Отто смог создать двигатель, КПД которого достиг 15–16 %, т. е. превысил КПД паровых машин, достигших к тому времени уже достаточной степени совершенства. Но это были тихоходные промышленные двигатели.

Ленуар в 1862 г. пытался поставить свой газовый двигатель на колесный экипаж. Решающим шагом стал переход на жидкое топливо. Еще в 1847 г. Дрэк в США получил патент на двигатель, работающий на керосине. Опыты с повозками с двигателем внутреннего сгорания ставил в 1870–1880 гг. в Мекленбурге и Вене З.С. Маркус, но не достиг столь явного успеха, как германские изобретатели Юлиус Готлиб Даймлер и Карл Бенц.

В 1883 г. бывший управляющий фабрикой Отто в Дейтце инженер Юлиус Готлиб Даймлер вместе с Вильгельмом Майбахом строит скоростной бензиновый 4-тактный двигатель с зажиганием от калильной трубки. Карл Бенц в 1878 г. разработал легкий двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Русский конструктор Б.Г. Луцкой в 1885 г. увеличил мощность, создав 4– и 6-цилиндровые варианты двигателя.

В 1885 г., когда Даймлер и Майбах патентуют свой бензиновый двигатель с карбюратором (испарителем по способу англичанина Уильяма Барнета), Даймлер берет патент также на 4-колесный экипаж с бензиновым двигателем, который строит на основе экипажа каретной фабрики «Вильгельм Вимпф унд Зон». В 1886 г. машина с двигателем мощностью 1,2 л.с. испытывается в селении Каннштадт. В том же году Бенц строит и испытывает в Мангейме 3-колесный автомобиль с четырехтактным бензиновым двигателем мощностью 0,75 л.с. В том же году Бенц разработал автомобильное магнето, на основе которого Роббер Бош создал систему искрового зажигания топливной смеси. Но коммерческий успех к автомобилю с двигателем внутреннего сгорания приходит не сразу.

В 1892 г. В. Майбах разрабатывает новый рядный 2-ци-линдровый двигатель с параллельными цилиндрами. В 1893 г. В. Майбах в Германии и Д. Банки и Я. Чонк в Венгрии берут патенты на распыливающий карбюратор.

В 1890 г. автомобиль с двигателем, построенным по патентам Г. Даймлера, изготовила во Франции компания «Панар-Левассор» и с 1892 г. выставила свои автомобили на рынок.

Широкое применение паровых машин и двигателей внутреннего сгорания повысило спрос на нефть и нефтепродукты. Если в 1880 г. в России, скажем, добывали 31 миллион пудов нефти, то в 1893 г. — Уже 325 миллионов пудов. Промышленные способы перегонки нефти начали применяться в США в 1850-е годы. При этом из продуктов перегонки благодаря распространению с тех же 1850-х годов керосинового освещения наиболее ценился керосин; бензин был одним из наименее ценимых (что, кстати, способствовало первоначальному распространению бензиновых двигателей), а мазут вообще считался отходами производства. В 1888 г. в России В.Г. Шухов и С.П. Гаврилов получили привилегию на аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти, а в 1891 г. — на крекинг-процесс с глубоким разложением нефти. Уже в 1913 г. в США У. Бартон разработал промышленную установку для высокотемпературного крекинг-процесса.

Соответственно, идет поиск двигателей внутреннего сгорания, работающих на различных продуктах перегонки нефти. Так, в 1888 г. англичанин Джемс Харгревс построил прототип двигателя, работающего на тяжелом топливе с форсункой, запальным шаром и камерой сгорания, охлаждаемой водой. В 1889 г. появился двигатель Дидерикса, работающий на керосине. Тогда же свой вариант «керосинового двигателя» построил в России лейтенант флота Е.А. Яковлев — этот двигатель демонстрировался на VIII съезде врачей и естествоиспытателей в Петербурге. В том же году сообщалось об изобретении техником В С. Синицыным стационарного двигателя на тяжелом топливе.

В 1890 г. англичанин Герберт Акройд-Стюарт патентует двигатель со специальной камерой сгорания в головке цилиндра и воспламенением паяльной лампой, а с 1892 г. фирма «Горнсби энд Санз» приступила к производству «калоризаторных» двигателей Горнсби-Акройда на тяжелом топливе.

В 1894 г. заводом братьев Бромлей построен нефтяной двигатель с воспламенением от сжатия.

В 1893 г. Рудольф Дизель в Германии разработал модель двигателя, реализующего новый термодинамический цикл, но только в 1896 г. Дизель построил работоспособный двигатель с воспламенением топливной смеси от сжатия. КПД его двигателя достиг 34 %.

В 1900–1902 гг. на Путиловском заводе построили бескомпрессорный нефтяной двигатель Г.В. Тринклера с циклом смешанного типа. В 1903 г. Я.В. Мамин получил патент на двигатель, работающий на сырой нефти, с компактным керосиновым «запальником». Но к этому времени завод Л. Нобеля уже выпускал двигатели Дизеля. В самой Германии к началу XX века двигатели Дизеля выпускали 8 заводов, в Великобритании — 2. Затем двигатели Дизеля перевели с керосина на работу на тяжелом топливе, так что именно Дизелю обязана техника распространения двигателей на тяжелом топливе, которые позже пришли в бронетанковую технику.