Un motore alternativo utilizza pistoni per convertire l’energia chimica in movimento meccanico. Lo fa bruciando un combustibile e quindi dirigendo il gas caldo in modo che spinga su un pistone. Il pistone è collegato in modo tale che inizierà a girare un albero a gomito circolare; quando il pistone ha raggiunto la fine della sua corsa, tornerà nella sua posizione originale senza riportare l’albero a gomiti. Storicamente, i tipi più comuni di motori alternativi sono stati il ??motore a vapore e il motore a combustione interna. La quantità di potenza erogata da un motore alternativo è legata al volume interno totale dei suoi cilindri.
Il primo esempio di un motore alternativo ad uso diffuso fu il motore a vapore. All’inizio del XIX secolo, gli ingegneri britannici svilupparono progetti di motori a vapore che fornivano energia sufficiente per competere con le ruote idrauliche. Questo potere potrebbe essere usato per una varietà di scopi lontani dai fiumi: i motori a vapore presto si fecero strada nelle fabbriche, nelle locomotive ferroviarie e nelle navi e furono una forza trainante dietro la Prima Rivoluzione Industriale.
In questi motori a vapore, il carbone viene bruciato per fornire calore per far bollire l’acqua. Il vapore ad alta pressione risultante viene quindi incanalato in un cilindro con un pistone al suo interno. Il pistone viene spinto fino all’estremità del cilindro, ruotando un albero a gomiti tramite una biella. A questo punto, una valvola dirige il vapore lontano dal cilindro in modo che non agisca più sul pistone. Ora che l’albero motore si sta muovendo, il suo momento può trascinare il pistone nella sua posizione originale e il ciclo può ricominciare tutto da capo.
Un altro tipo di motore alternativo è il motore a combustione interna. Un motore a combustione interna ottiene il suo calore da un combustibile chimico, come la benzina, che viene bruciato all’interno dei suoi cilindri. Le valvole di aspirazione consentono all’aria di entrare prima che il combustibile venga bruciato. Allo stesso modo, le valvole di scarico consentono ai gas di uscire dal motore dopo che è avvenuta la combustione. I carburatori o, sempre più spesso, gli iniettori di carburante consentono la corretta miscela di carburante e aria per una combustione ideale.
In un motore a combustione interna, i pistoni sono collegati meccanicamente a un albero a gomiti: se un pistone si muove, tutti gli altri pistoni devono muoversi con esso. Le loro posizioni, tuttavia, sono sfalsate in modo tale che mentre un pistone è in fase di combustione, un altro può essere gas estenuanti. Questa configurazione porta a un motore alternativo meno a scatti, poiché la potenza viene prodotta in più di una parte dell’intero ciclo. Nelle automobili, i motori a combustione interna hanno comunemente tra i quattro e gli otto cilindri.