ക്രിസ്തുവർഷാരംഭത്തിനു മുമ്പുതന്നെ പല വിധത്തിലുള്ള യന്ത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുവാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ നടന്നിട്ടുണ്ടെങ്കിലും 18-ാം ശ.-ത്തിൽ ജെയിംസ് വാട്ട് പുറത്തിറക്കിയ ആവിയന്ത്രമാണ്, നേരത്തെ നടന്നിട്ടുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രയോഗക്ഷമമായ രീതിയിൽ നിർമിച്ച ആദ്യത്തെ യന്ത്രം.

യാന്ത്രികയുഗത്തിൽ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ട മിക്കവാറും എല്ലാ ഉത്പന്നങ്ങളെയുംപോലെ ആന്തരദഹനയന്ത്രവും ഒരാളുടെ മാത്രം കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ ഫലമല്ല. ഉദാഹരണമായി ഇത്തരം യന്ത്രങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പിസ്റ്റൺ ബി.സി. 150-നോടടുത്തുതന്നെ കാറ്റടിക്കുവാനുള്ള പമ്പുകളിൽ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നതായി കരുതപ്പെടുന്നു. അതുപോലെതന്നെ, നീരാവിയുടെ ചോർച്ച കുറയ്ക്കുവാൻ പിസ്റ്റണും സിലിൻഡറിനും ഇടയിൽ ഘടിപ്പിക്കുന്ന പാക്കിങ് എ.ഡി. 1764-ൽ ജെയിംസ് വാട്ട് ആണ് കണ്ടുപിടിച്ചത്. അതിനും വളരെ വർഷങ്ങൾക്കു ശേഷമാണ് ആവിയന്ത്രത്തിലെ പിസ്റ്റണിൽ പിച്ചള (brass) കൊണ്ടുള്ള പിസ്റ്റൺ വളയങ്ങൾ ഘടിപ്പിക്കുവാൻ തുടങ്ങിയത്. ഇപ്പോൾ ആന്തരദഹനയന്ത്രങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ലോഹംകൊണ്ടുള്ള പിസ്റ്റൺ വളയങ്ങളുടെ ആവിർഭാവം ഇങ്ങനെയാണ്.

ഏതാണ്ട് നൂറുവർഷത്തെ പഠനത്തിന്റെയും പരീക്ഷണങ്ങളുടെയും പരിണതഫലമാണ് ആധുനികരീതിയിലുള്ള ആന്തരദഹനയന്ത്രം. അനേകവർഷത്തെ പരീക്ഷണനീരിക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലമായി ക്രമാനുഗതമായുണ്ടായ വിജ്ഞാനസമ്പത്തും കൂടുതൽ പരിചയം കൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന പ്രായോഗികവൈദഗ്ദ്ധ്യവും നിർമ്മാണത്തിനാവശ്യമായ മെച്ചപ്പെട്ട പദാർഥങ്ങളുടെ ലഭ്യതയുമാണ് ആന്തരദഹനയന്ത്രങ്ങളുടെ വളർച്ചയ്ക്കു സഹായിച്ച ഘടകങ്ങൾ.

1677-ൽ ആബേ ഴാങ് ദോതെഫൊയ് (Abbe' Jean de Haute-feuille), വെള്ളം പമ്പു ചെയ്യുവാൻ വെടിമരുന്നിന്റെ ദഹനഫലമായുണ്ടാകുന്ന ശൂന്യത ഉപയോഗിച്ചതു മുതല്ക്കാണ് പ്രയോഗക്ഷമമായ ആന്തരദഹനയന്ത്രം നിർമ്മിക്കുവാനുള്ള വഴി തെളിഞ്ഞത്. വെടിമരുന്നിന്റെ ദഹന ഉത്പന്നങ്ങൾ തണുക്കുന്നതുമൂലമുണ്ടാകുന്ന ഭാഗികശൂന്യത ഉപയോഗപ്പെടുത്തി, ജലം കൂടുതൽ ഉയരത്തിലേക്ക് ഉയർത്താമെന്ന് ഇദ്ദേഹം കണ്ടുപിടിച്ചു. ക്രിസ്ത്യൻ ഹീജൻസ് (Christian Hugens) 1680-ലും ഡെനീസ് പെപിൻ (Denis Pepin) 1690-ലും ഇതുപോലെയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങൾ വിജയിച്ചില്ല. 1794-ൽ റോബർട്ട് സ്ട്രീറ്റ് (Robert Street), പിസ്റ്റണും പിസ്റ്റൺ ചലനം ഘൂർണനഗതി(rotational motion)യായി രൂപാന്തരപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള യന്ത്രഭാഗങ്ങളും അടങ്ങിയ ഒരു ആന്തരദഹനയന്ത്രത്തിനുള്ള പേറ്റെന്റ് എടുത്തു. ഇന്ധന-വായുമിശ്രിതം ദഹനത്തിനു മുൻപ് മർദനവിധേയമാക്കുന്നത് നല്ലതാണെന്ന് 1801-ൽ ലെബോൺ (Lebon) അഭിപ്രായപ്പെട്ടുവെങ്കിലും ഈ തത്ത്വം പ്രായോഗികമാക്കാവുന്ന ഒരു യന്ത്രം നിർമ്മിക്കുവാൻ ഇദ്ദേഹത്തിനു കഴിഞ്ഞില്ല. 

ഹൈഡ്രജൻ-വായു-മിശ്രിതത്തിന്റെ വിസ്ഫോടനംമൂലമുണ്ടാകുന്ന ദഹന ഉത്പന്നങ്ങൾ തണുപ്പിക്കുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന ശൂന്യത ഉപയോഗപ്പെടുത്തി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു യന്ത്രംകൊണ്ടുള്ള ചില പരീക്ഷണങ്ങൾ ഡബ്ല്യു. സെസിൽ (W.Cecil) 1820-നോടടുത്ത് നടത്തുകയുണ്ടായി. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള റിപ്പോർട്ടാണ് വാതകയന്ത്രത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആദ്യത്തെ പ്രമാണരേഖ. 

1823-ൽ സാമുവൽ ബ്രൗൺ (Samuel Brown) ദഹന ഉത്പാദങ്ങളുടെ വികാസം മൂലമുളവാകുന്ന ശൂന്യത ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന വാതകയന്ത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുവാൻ ആരംഭിച്ചതോടെയാണ് വാതകയന്ത്രത്തിന്റെ നിർമ്മാണവും വില്പനയും വ്യാപാരാടിസ്ഥാനത്തിൽ ആരംഭിച്ചത്. വാതകയന്ത്രത്തിന്റെ വളർച്ചയിൽ ബ്രൗണിനുള്ള സ്ഥാനം ആവിയന്ത്രത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ ന്യൂ കോമനു(New Comen)ള്ളതിനോട് താരതമ്യപ്പെടുത്താം. ബ്രൗണിന്റെ യന്ത്രങ്ങൾ വളരെ ഭാരമുള്ളവയും അപരിഷ്കൃതവും ആയിരുന്നുവെങ്കിലും പിന്നീട് നിലവിൽവന്ന, കൂടുതൽ വിജയകരമായ യന്ത്രങ്ങളുടെ പല സവിശേഷതകളും അവയ്ക്കുണ്ടായിരുന്നു. 

1824-ൽ സാദി കാർണോ (Sadi Carnot) ആണ് ആന്തരദഹനയന്ത്രങ്ങളുടെ തെർമോ-ഡൈനാമിക് തത്ത്വങ്ങളെക്കുറിച്ച് ആധികാരികമായ പഠനം ആദ്യമായി നടത്തിയത്. ഇദ്ദേഹം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച, "താപത്തിന്റെ ചാലക ശക്തിയെക്കുറിച്ചുള്ള ചിന്തകൾ (Reflections on the Motive Power of Heat)" എന്ന ലഘുലേഖയിൽ ആന്തരദഹനയന്ത്രങ്ങളുടെ മൗലികമായ തത്ത്വങ്ങൾ മാത്രമല്ല, ഈ ശാഖയിൽ പിന്നീട് പല പരിവർത്തനങ്ങൾക്കും വഴിതെളിച്ച കാര്യങ്ങളെക്കുറിച്ചും പരാമർശിച്ചിരുന്നു. 

ദഹന ഉത്പന്നങ്ങളുടെ വികാസംമൂലമുളവാകുന്ന ഭാഗിക ശൂന്യതയ്ക്കു പകരം ദഹനംകൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന മർദം ഉപയോഗിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്ന യന്ത്രം ആദ്യമായി നിർമിച്ചത് 1883-ൽ ഡബ്ല്യു. എൽ.റൈറ്റ് (W.L.Wright) ആണ്. 1838-ൽ വില്യം ബാർണെറ്റ് (William Barnett) നിർമിച്ച യന്ത്രത്തിൽ ഇന്ധന-വായു മിശ്രിതം ദഹനത്തിനു മുൻപ് സമ്മർദത്തിനു വിധേയമാക്കുകയുണ്ടായി. ചാർജ് (ജ്വലന മിശ്രിതം) കത്തിക്കുവാനുള്ള ഒരു മാർഗദർശിജ്വാല(Pilot flame)യും ഈ ജ്വാല കെടുകയാണെങ്കിൽ അതു വീണ്ടും കത്തിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു ജ്വലന-കോക്കും (igniting cock) അദ്ദേഹം കണ്ടുപിടിച്ചു. ചാർജ് കത്തിക്കുവാൻ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനു മുൻപ് മിക്കവാറും എല്ലാ യന്ത്രങ്ങളിലും ഈ സമ്പ്രദായമാണ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. 

1860-നു മുൻപ് വളരെ കുറച്ചു യന്ത്രങ്ങളേ വിജയകരമായി പ്രവർത്തിക്കത്തക്കവിധം നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ളു; മിക്കവാറും സംഭാവനകൾ വെറും ആശയരൂപത്തിൽ തന്നെയായിരുന്നു. സാവധാനത്തിൽ, പ്രായോഗികവൈഷമ്യങ്ങൾ പലതും തരണം ചെയ്യാനും ആശയങ്ങൾ പ്രവൃത്തിരൂപത്തിൽ കൊണ്ടുവരാനും കഴിഞ്ഞു. 1860-ൽ ജെ.ജെ. ലിണോയർ (J.J.Linoir), മിക്കവാറും തൃപ്തികരമായ ഒരു യന്ത്രം പുറത്തിറക്കി. എന്നാൽ പുതിയതെന്നോ മൗലികമെന്നോ അവകാശപ്പെടാവുന്ന യാതൊന്നും ലിണോയർയന്ത്രത്തിൽ ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. സ്ലെഡുവാൽവുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വാതകവും വായുവും പ്രവേശിപ്പിക്കുവാനും ബഹിർഗമിപ്പിക്കുവാനും സാധിക്കുന്ന ഒരു ഉഭയക്രിയാ (double acting) ആവിയന്ത്രത്തിന്റെ പരിഷ്കൃതരൂപം മാത്രമായിരുന്നു അത്. 

ചാർജ് യന്ത്രത്തിന്റെ സിലിൻഡറിൽ പ്രവേശിക്കുന്നതിനു മുൻപ് പമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് അതിന്റെ മർദം വർധിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ ദഹന ഉത്പന്നങ്ങൾ കൂടുതൽ വികസിക്കുമെന്നും തദ്വാരാ, കൂടുതൽ യാന്ത്രികോർജം കിട്ടുമെന്നും ജി. ഷ്മിറ്റ് (G.Schmidt) നിർദ്ദേശിച്ചു (1861). 1862-ൽ അൽഫോൺസ് ബ്യൂ റോഷാസ് (Alphonse Beau Rochas) പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ചില നിർദ്ദേശങ്ങളിലാണ് ആധുനിക മോട്ടോർവാഹനങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനചക്രം അധിഷ്ഠിതമായിരിക്കുന്നത്. ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ പരമാവധി പ്രവർത്തനക്ഷമത (maximum efficiency) ലഭിക്കുന്നതിന് ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ട ഉപാധികൾ താഴെപറയുന്നവയാണ്: (1) സിലിൻഡറിന്റെ വ്യാപ്തം ഏറ്റവും കൂടുതലും ശീതനപ്രതലം (cooling surface) ഏറ്റവും കുറവും ആയിരിക്കണം; (2) ജ്വലന ഉത്പന്നങ്ങളുടെ വികാസം കഴിയുന്നിടത്തോളം വേഗത്തിൽ ആയിരിക്കണം; (3) വികാസാനുപാതം കഴിയുന്നതും കൂടിയിരിക്കണം, (4) ഇന്ധന-വായു മിശ്രിതത്തിന്റെ മർദം ഏറ്റവും കൂടുതലായിരിക്കണം. പരമാവധി പ്രവർത്തനക്ഷമത ലഭിക്കുന്നതിന് ഓരോ പ്രവർത്തനത്തിന്റെയും ക്രമം എങ്ങനെയായിരിക്കണമെന്നുള്ള കാര്യത്തിൽ ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ നിർദ്ദേശങ്ങൾ ഇപ്രകാരമാണ്: (1) സിലിൻഡറിലെ പിസ്റ്റണിന്റെ ചൂഷണസ്ട്രോക്ക് (suction stroke) മുഴുവനും മിശ്രിതം പ്രവേശിപ്പിക്കുവാൻ വിനിയോഗിക്കുക; (2) പിസ്റ്റണിന്റെ അടുത്ത സ്ട്രോക്കിൽ നേരത്തെ പ്രവേശിപ്പിച്ച മിശ്രിതം മർദനവിധേയമാക്കുക; (3) മർദനസ്ട്രോക്കിന്റെ അവസാനം മിശ്രിതം ജ്വലിപ്പിക്കുകയും ജ്വലന ഉത്പന്നങ്ങൾ പിസ്റ്റണിന്റെ അടുത്ത സ്ട്രോക്കിൽ വികസിക്കുവാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുക; (4) നാലാമത്തെ സ്ട്രോക്കിൽ വികാസം പൂർത്തിയാക്കിയ ദഹന ഉത്പന്നങ്ങളെ സിലിൻഡറിൽനിന്നും നിഷ്കാസനം ചെയ്യുക. 

റോഷാസ് പ്രായോഗികമായ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുകയോ മേല്പറഞ്ഞ തത്ത്വങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു യന്ത്രം നിർമ്മിക്കുകയോ ചെയ്തില്ലെങ്കിലും യന്ത്രത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെയും കഴിവിനെയുംകുറിച്ചുള്ള ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ നിഗമനങ്ങൾ ആന്തരദഹനയന്ത്രത്തിന്റെ വളർച്ചയിലെ ഒരു പ്രധാന നാഴികക്കല്ലാണ്. ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ നിഗമനങ്ങൾ മുഴുവൻ സിദ്ധാന്തപരമായിരുന്നതിനാൽ, ചതുഷ്സ്ട്രോക്കുയന്ത്ര(four stroke engine)ങ്ങളുടെ മൗലികതത്ത്വങ്ങൾ ആവിഷ്കരിച്ചതിന്റെ മുഴുവൻ പങ്കും ഇദ്ദേഹത്തിന്റേതല്ല. ആ നേട്ടത്തോടുബന്ധിച്ച് നിക്കോളാസ് ഓട്ടോ (Nicholas Otto) എന്ന നാമധേയം ആണ് കൂടുതൽ അറിയപ്പെടുന്നത്. 

1867-ൽ ഓട്ടോ, ലാൻഗേൻ എന്നിവർ ആരംഭിച്ച കമ്പനി സ്വതന്ത്ര പിസ്റ്റൺ യന്ത്രങ്ങൾ (free piston engines) വൻതോതിൽ നിർമ്മിക്കുവാൻ തുടങ്ങി. ഇതിനു മുൻപുതന്നെ ഇത്തരം യന്ത്രങ്ങൾ നിലവിലുണ്ടായിരുന്നുവെങ്കിലും ഓട്ടോ-ലാൻഗേൻയന്ത്രങ്ങൾ പ്രവർത്തനത്തിലും രൂപകല്പനയിലും മെച്ചപ്പെട്ടവയായിരുന്നു. ചതുഷ്സ്ട്രോക്കുവിഭാഗത്തിൽ​പ്പെടുന്ന ഈ യന്ത്രത്തിൽ ആദ്യത്തെ സ്ട്രോക്കിന്റെ പകുതിയോളം വാതക-വായുമിശ്രിതം പ്രവേശിപ്പിക്കുന്നു. പിന്നീട് ഈ ചാർജ് വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് കത്തിക്കുകയും വിസ്ഫോടനഫലമായി പിസ്റ്റൺ കവർഭാഗത്തേക്കു തള്ളപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. പിസ്റ്റൺ, സിലിൻഡറിന്റെ മേൽഭാഗത്തെത്തുമ്പോൾ അടിയിൽ ഒരു ഭാഗികശൂന്യത ഉണ്ടാകുകയും, പിസ്റ്റൺ അതിന്റെ ഭാരവും അതിന്റെമേലുള്ള അന്തരീക്ഷമർദവും കാരണം താഴേക്കു നീങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ യന്ത്രത്തിന് ശക്തി താരതമ്യേന കുറവും പ്രവർത്തനം ശബ്ദമുഖരിതവുമായിരുന്നുവെങ്കിലും ലിണോർ യന്ത്രത്തെ അപേക്ഷിച്ച് ഇതിന്റെ ഇന്ധനച്ചെലവ് വളരെ കുറവായിരുന്നു. വിപണിയിലെ ഇതിന്റെ വിജയത്തിനു പ്രധാനകാരണം ഈ ഇന്ധനമിതത്വമായിരുന്നു. 

ബ്യൂ റോഷാസിന്റെ തത്ത്വങ്ങൾ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി ഓട്ടോയും ലാൻഗേനുംകൂടി 1876-ൽ ഒരു പുതിയ യന്ത്രം പുറത്തിറക്കി. 'നിശ്ശബ്ദ ഓട്ടോ യന്ത്രം' (Otto Silent Engine) എന്ന പേരിലാണ് അത് അറിയപ്പെട്ടത്. ആധുനിക മോട്ടോർ വാഹനങ്ങളുടെ മൗലികതത്ത്വങ്ങളിൽ അധിഷ്ഠിതമായതും ജ്വലനത്തിനു മുൻപ് വാതക-വായുമിശ്രിതം മർദനവിധേയമാക്കിയതുമായ ആദ്യത്തെ ചതുഷ്സ്ട്രോക്കുയന്ത്രമായിരുന്നു അത്. 

അധിനിയന്ത്രണം (Governing)
ശീതനം (Cooling)
സ്നേഹനം (Lubrication)
ചരിത്രപശ്ചാത്തലം