Ένας εκκεντροφόρος είναι μια συσκευή που μετατρέπει κυκλική ή περιστροφική κίνηση σε παλινδρομική ή ταλαντευόμενη κίνηση. Τέτοιες συσκευές έχουν χρησιμοποιηθεί ήδη από την ελληνιστική εποχή τον 3ο αιώνα π.Χ. με τη μορφή παιχνιδιών που αυτομάτως εκτελούσαν επαναλαμβανόμενες λειτουργίες και αργότερα σε αυτοματοποιημένα κιβώτια μουσικής για να χτυπήσουν ένα σφυρί με έναν προ-προγραμματισμένο τρόπο για να παίξουν μια μελωδία. Μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες εφαρμογές εκκεντροφόρων στον κόσμο σήμερα είναι το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων καυσίμου σε όλες σχεδόν τις μηχανές εσωτερικής καύσης με εμβολοφόρο κινητήρα.

Μηχανισμοί ενός εκκεντροφόρου

Χαρακτηριστικά συσκευής ένας άξονας με δίσκους τοποθετημένους γύρω από αυτό κατά μήκος του, που ονομάζονται έκκεντρα. Κάθε έκκεντρο είναι εκκεντρικό - δεν είναι ένας ομοιόμορφος κυκλικός δίσκος, αλλά μάλλον έχει μια διόγκωση. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στην ένταση να πιέζει ένα αντικείμενο που ονομάζεται οπαδός μία φορά κατά τη διάρκεια κάθε πλήρους περιστροφής του άξονα γύρω από τον άξονά του.

Χρονισμός βαλβίδας

Σε κινητήρες εσωτερικής καύσης, ο χρονισμός ανοίγματος και κλεισίματος οι βαλβίδες εξαγωγής καυσίμου και εξαγωγής αερίου είναι εξαιρετικά σημαντικές και πρέπει να συγχρονίζονται με την αντίστοιχη κίνηση του εμβόλου για να διευκολύνουν τις σωστές κινήσεις του κινητήρα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση του εκκεντροφόρου άξονα για το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων σε προκαθορισμένους χρονοδιακόπτες. Ο εκκεντροφόρος συνδέεται απευθείας με τον στροφαλοφόρο άξονα με γρανάζια ή έμμεσα με ιμάντα ή αλυσίδα και επομένως περιστρέφεται καθώς περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος άξονας. Τα έκκεντρα τοποθετούνται έναντι των αντίστοιχων βαλβίδων κάθε κυλίνδρου κατά τρόπο που να επιτρέπει τη δεξή βαλβίδα να ανοίγει μόνο κατά τη διάρκεια της δεξιάς διαδρομής του κινητήρα, διατηρώντας τη κλειστή καθ 'όλη τη διάρκεια των υπόλοιπων διαδρομών. Οι μικρές αποκλίσεις σε αυτό το κρίσιμο χρονοδιάγραμμα βαλβίδων οδηγούν σε ανεπαρκή απόδοση κινητήρα. Σημαντικές διαφορές χρονισμού θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε βλάβη κινητήρα

Λειτουργία εκκεντροφόρου

Ο εκκεντροφόρος έχει σχεδιαστεί για να περιστρέφεται δύο φορές με κάθε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα και για κάθε περιστροφή του εκκεντροφόρου, συμβαίνουν τέσσερα συμβάντα βαλβίδων. Οι εκκεντροφόροι στον εκκεντροφόρο ανοίγουν τις βαλβίδες εισαγωγής κατά τη διάρκεια της διαδρομής εισαγωγής, οι οποίες στη συνέχεια κλείνονται στην αρχή της διαδρομής συμπίεσης. Όταν το συμπιεσμένο καύσιμο έχει αναφλεγεί, ο στροφαλοφόρος έχει ολοκληρώσει μία περιστροφή. Άλλα κάμπια έρχονται στο παιχνίδι για να ανοίξουν τις βαλβίδες εξαγωγής μόλις το έμβολο έχει μετακινηθεί σημαντικά, αλλά όχι όλος ο τρόπος. Αυτές οι βαλβίδες παραμένουν ανοιχτές καθώς το έμβολο επιστρέφει προς τα πάνω για τη διαδρομή εξαγωγής, αφήνοντας όλα τα καμένα αέρια να ξεφύγουν πριν αρχίσουν να κλείνουν. Τα κάμπια για τις βαλβίδες εισαγωγής αρχίζουν να ανοίγουν και πάλι για να ξεκινήσει η επόμενη διαδρομή εισαγωγής.

Ρύθμιση απόδοσης

Οι χρονισμοί του εκκεντροφόρου διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ρύθμιση των επιδόσεων των οχημάτων. Τόσο ο χρονισμός όσο και οι διαστάσεις των έκκεντρων μεταβάλλονται για να αποδίδουν όχι μόνο τον ακριβή χρονισμό ανοίγματος της βαλβίδας αλλά και τη σωστή έκταση στην οποία ανοίγει η βαλβίδα για βέλτιστη απόδοση. Ένας κατάλληλα χρονομετρημένος και συντονισμένος εκκεντροφόρος άξονας θα μπορούσε να σημαίνει τη διαφορά δευτερολέπτου μεταξύ πρώτης και δεύτερης θέσης σε αγώνα σε διαφορετικά όμοια οχήματα.