Il movimento alternativo si riferisce a qualsiasi movimento ripetuto in linea retta, che include su e giù, da un lato all’altro o dentro e fuori. Questo movimento può pompare acqua, alimentare macchinari, refrigerare alimenti e ha molti altri usi. Il principio del moto alternativo guida la maggior parte dei motori a combustione interna.
Un motore alimentato a benzina o diesel può fornire potenza accendendo il carburante in una miscela d’aria. L’energia della combustione forza un pistone in un movimento lineare o rettilineo all’interno di un cilindro. Un’asta del pistone è collegata a un albero di trasmissione in una posizione fuori centro e il movimento del pistone viene convertito in un movimento rotatorio che può alimentare il veicolo. Alternando su e giù nel cilindro, il pistone comprime ripetutamente il carburante, trasferendo potenza all’albero motore ed esaurendo i gas di scarico.
Il movimento rotatorio può essere utilizzato anche per creare un movimento alternativo. Lo sterzo a pignone e cremagliera in molte automobili è costituito da un ingranaggio circolare, o pignone, allineato con un albero con ingranaggio diritto. Quando si gira il volante, il pignone ruota, muove l’albero avanti e indietro e le ruote girano.
Il movimento può anche essere su e giù. Un esempio è una pompa per pozzo azionata a mano. La maniglia della pompa viene spostata su e giù per azionare un pistone sotto terra all’estremità di un albero. Ogni volta che si preme la maniglia verso il basso, il pistone si solleva e crea un’aspirazione per attingere acqua dal pozzo. Le pompe per pozzi petroliferi ad azionamento elettrico utilizzano lo stesso principio, con un motore elettrico rotante che aziona un braccio oscillante che alimenta la pompa.
Alcuni motori a vapore nel 1800 erano macchine a doppia azione che fornivano energia in due direzioni. Un pistone era centrato in un cilindro orizzontale e un albero era collegato da entrambi i lati del pistone a camme rotanti. Un lato del pistone è stato pressurizzato con vapore mentre l’altro lato è stato sfiatato e il processo è stato invertito. Il moto alternativo dell’albero è stato convertito in moto rotatorio che potrebbe alimentare i macchinari.
Il movimento alternativo lineare può essere utilizzato direttamente senza convertirlo in azione rotatoria. I martelli a percussione e i battipalo utilizzano un pistone alternativo alimentato da aria o vapore. Ogni corsa di potenza del pistone può essere utilizzata come energia per guidare elementi di fissaggio o impostare pali di fondazione.
I compressori di gas possono essere sistemi alternativi. In questi sistemi, l’albero del compressore è azionato da un motore a gas o elettrico, che fa muovere i pistoni. Molti compressori frigoriferi e compressori d’aria industriali utilizzano macchine alternative perché possono fornire una capacità maggiore per un dato fabbisogno di potenza rispetto a un compressore rotativo.
Le pompe a membrana sono macchine alternative. Una biella dall’albero di trasmissione è montata su un lato di un diaframma in gomma o polimero, che è una guarnizione solida. Il movimento alternativo della biella spinge avanti e indietro il diaframma, che aspira il fluido e lo scarica. Le pompe a membrana sono comunemente utilizzate per fluidi contenenti solidi, come fango o alcune sostanze chimiche corrosive.