سوپاپ PCV چیست و کجاست؟ محل شیر PCV در پراید، پژو ۴۰۵ و TU5، علائم خرابی و روش تعویض

سوپاپ PCV یا شیر تهویه کارتل (که با نام‌های دریچه PCV و شیر بخار روغن هم شناخته می‌شود) قطعه‌ای است که با کنترل بخارات محفظه کارتل موتور، از افزایش فشار، روغن‌سوزی و آلودگی موتور جلوگیری می‌کند. این سوپاپ معمولاً روی درپوش سوپاپ (درب سوپاپ) یا روی شیلنگ رابط بین درپوش سوپاپ و مانیفولد هوا نصب می‌شود، اما در خودروهایی مثل پراید، پژو ۴۰۵، ۲۰۶ و سمند EF7 با نام، نوع و محل نصب متفاوتی دیده می‌شود. لرزش دور درجا یا کم شدن روغن می‌تواند نشانه خرابی آن باشد. شناخت این قطعه و محل نصب آن یکی از مباحث دوره‌های آموزش مکانیک خودرو است. در این مقاله انواع، محل نصب، عملکرد، علائم خرابی و روش تست و تعویض شیر PCV بررسی می‌شود.

سیستم تهویه کارتل چیست و چرا اهمیت دارد؟

قبل از اینکه به نحوه کار سوپاپ PCV پرداخته شود، ضروری است درباره یک وضعیت در موتور توضیح داده شود. بر اساس عملکرد موتور چهارزمانه، پیستون در کورس‌های مختلف کاری ۲ بار به سمت بالا (کورس تراکم و تخلیه) و ۲ بار به سمت پایین (کورس مکش و احتراق) حرکت می‌کند. بخش زیرین پیستون با عنوان محفظه کارتل شناخته می‌شود. شکل ۱ این موضوع را نشان می‌دهد.

A: حرکت پیستون به سمت پایین – فضای داخل کارتل تحت فشار مثبت
B: حرکت پیستون به سمت بالا – فضای داخل کارتل تحت فشار منفی (خلأ)
شکل ۱- شرایط محفظه کارتل در کورس‌های کاری موتور

همان‌طور که در شکل ۱ مشاهده می‌شود، در دو کورس، هوای داخل محفظه کارتل به دلیل پایین آمدن پیستون فشرده می‌شود. اگر فشار زیر پیستون به روشی کاهش پیدا نکند، این فشار جلوی حرکت رو به پایین پیستون را می‌گیرد و در دو کورس مربوطه به موتور فشار می‌آورد.

علاوه بر این، در دو کورس دیگر با بالا رفتن پیستون، فضای محفظه کارتل تحت خلأ نسبی قرار می‌گیرد. (برای درک بهتر این موضوع کافی است پیستون یک سرنگ را به‌سرعت به سمت عقب بکشید؛ ملاحظه می‌کنید که پیستون سرنگ به‌راحتی به عقب حرکت نمی‌کند و در مقابل نیروی کشش دست مقاومت می‌کند که نشان‌دهنده نیروی مخالفی است که خلأ نسبی به پیستون وارد می‌کند.) بنابراین در هر چهار کورس، فضای زیر پیستون نقش مهمی در عملکرد پیستون دارد.

در موتورهای کوچک تک‌سیلندر این موضوع اتفاق مهمی است که باید کنترل شود؛ البته وقتی تعداد سیلندرها افزایش پیدا می‌کند، به دلیل مشترک بودن فضای کارتل از تأثیر منفی آن کم می‌شود. اما نکته دیگری هم در این مورد وجود دارد و آن نشت گازهای بالای پیستون به پایین آن، یعنی محفظه کارتل است.

معمولاً این اتفاق در کورس احتراق و به دلیل بالا بودن فشار در بخش بالایی پیستون رخ می‌دهد. چیدمان رینگ‌ها به هر صورت که باشد، پس از کمی فرسوده شدن، بخشی از گازهای حاصل از احتراق از کنار رینگ عبور می‌کند و به فضای کارتل می‌رسد. به این گازها اصطلاحاً گازهای Blow-by گفته می‌شود. ترکیب این گازها با روغن موجود در محفظه کارتل، عملکرد روغن و کیفیت روغن‌کاری را کاهش می‌دهد؛ بنابراین بهتر است یک مجرای تهویه برای این کار در نظر گرفته شود تا اثر منفی نفوذ گازهای احتراق به پایین پیستون کاهش یابد.

در برخی خودروهای قدیمی، از همان محفظه کارتل راهی به سمت هوای آزاد طراحی شده بود. اما با توجه به اینکه از نظر چیدمان تجهیزات داخلی موتور همیشه راهی از محفظه کارتل به سمت بالای سرسیلندر وجود دارد، در بیشتر خودروها مجرای تهویه روی درپوش سوپاپ موتور در نظر گرفته شده بود. در خودروهای قدیمی روی درپوش سوپاپ (درب سوپاپ) یک مجرای تهویه وجود داشت. شکل ۲ این مجرای تهویه را نشان می‌دهد.

شکل ۲- مجرای تهویه روی درپوش سرسیلندر (در سوپاپ)

همان‌طور که در شکل ۲ ملاحظه می‌شود، برای کنترل آلودگی، مجرای مربوطه به فیلتر هوای موتور (فلش قرمز) متصل می‌شد. به این ترتیب آلودگی‌های داخل موتور مستقیماً وارد هوا نمی‌شد و پس از عبور از فیلتر هوا از طریق مانیفولد ورودی به موتور بازمی‌گشت (فلش سبز). اما باز بودن کامل این ارتباط هم مناسب نبود؛ بنابراین به‌عنوان یکی از راه‌حل‌ها، در این مسیر از سوپاپ تهویه مثبت کارتل یا PCV (Positive Crankcase Ventilation) استفاده شد.

سوپاپ PCV (دریچه یا شیر بخار روغن) چیست؟ انواع شیر تهویه کارتل

همان‌طور که از نام قطعه مشخص است، وظیفه آن کنترل مجرای تهویه کارتل است. در ساده‌ترین حالت، سوپاپ PCV را می‌توان نوعی اوریفیس (مجرای کنترل) در نظر گرفت. شکل ۳ دسته‌بندی انواع PCV را نشان می‌دهد.

شکل ۳- دسته‌بندی سوپاپ PCV

سوپاپ PCV با اوریفیس ثابت (مدل‌های قدیمی)

این ساده‌ترین نوع سوپاپ PCV است. در واقع این قطعه یک مجرای مشخص است که فقط اجازه عبور گازها با یک دبی خاص را می‌دهد. این نوع سوپاپ PCV در برخی خودروهای قدیمی استفاده می‌شد، اما در خودروهای امروزی کاربردی ندارد. شکل ۴ این نوع PCV را نشان می‌دهد.

شکل ۴- نوعی سوپاپ PCV از نوع اوریفیس ثابت

سوپاپ یکطرفه روغن با اوریفیس متغیر (رایج در پراید)

شاید بتوان گفت متداول‌ترین نوع سوپاپ‌های PCV از این نوع است. مجرای عبور در این سوپاپ متناسب با فشار دو طرف آن تغییر می‌کند. با توجه به کاربرد بیشتر این نوع سوپاپ، عملکرد آن در ادامه بیشتر تشریح می‌شود. شکل ۵ این نوع سوپاپ PCV را با نوع ثابت مقایسه می‌کند.

شکل ۵- سوپاپ PCV از نوع اوریفیس ساده و متغیر

سوپاپ PCV مجزاکننده (تیبا و سایر خودروها)

این نوع سوپاپ PCV هم در برخی خودروهای امروزی استفاده می‌شود و معمولاً از نظر ظاهری بزرگ‌تر است. شکل ۶ سوپاپ PCV از نوع مجزاکننده (Separator) را نشان می‌دهد.

شکل ۶- سوپاپ PCV از نوع مجزاکننده

به‌عنوان مثال، موتور خودروی تیبا از این نوع سوپاپ PCV استفاده می‌کند.

شکل ۷- نمونه سوپاپ PCV از نوع مجزاکننده

شیر PCV کجاست؟ محل نصب در پراید، پژو ۴۰۵، ۲۰۶ و سمند

همان‌طور که در شکل‌های قبل مشخص شد، سوپاپ PCV معمولاً روی درپوش سوپاپ یا روی لوله‌های رابط بین درپوش سوپاپ و مانیفولد هوا قرار می‌گیرد. شکل ۸ محل نصب سوپاپ PCV را نشان می‌دهد.

1-سوپاپ (PCV) 2-مجرای تنفس موتور 3- فیلتر هوا 4- مانیفولد هوا
شکل ۸- شماتیک محل نصب سوپاپ PCV

شیر PCV پراید کجاست؟

در پراید، سوپاپ PCV از نوع یکطرفه با اوریفیس متغیر است و روی درپوش سوپاپ نصب می‌شود؛ به همین دلیل در بازار به آن «چپقی درب سوپاپ» یا سوپاپ بخار روغن هم می‌گویند. دو شیلنگ به آن متصل است؛ یکی از سمت موتور و دیگری به سمت مانیفولد هوا. روش تست سالم بودن آن در ادامه همین مقاله آمده است.

شیر PCV پژو ۴۰۵ و پارس کجاست؟

موتور XU7 پژو ۴۰۵ سوپاپ PCV به شکل مرسوم پراید ندارد و برای تهویه کارتل از اختلاف فشار بین محفظه کارتل و لوله هوارسانی قبل از دریچه گاز استفاده می‌کند؛ یعنی تهویه از طریق لوله‌ای انجام می‌شود که از بالای درپوش سوپاپ به لوله هوارسانی قبل از دریچه گاز می‌رود. جزئیات این مسیر را در مقاله تهویه کارتل XU7 توضیح داده‌ایم. نحوه کار این مسیر را در ویدئوی زیر هم می‌توانید ببینید.

ویدئو – عملکرد تهویه کارتل در موتور XU7

در پژو پارس هم بسته به نوع موتور همین دو حالت صدق می‌کند: نسخه XU7 مانند پژو ۴۰۵ شیر PCV ندارد، اما نسخه TU5 مانند پژو ۲۰۶ از سه‌راهی روی درپوش سوپاپ‌ها استفاده می‌کند.

شیر PCV موتور TU5 و TU3 (پژو ۲۰۶ تیپ ۵ و تیپ ۲) کجاست؟

در پژو ۲۰۶ (هر دو تیپ ۲ با موتور TU3 و تیپ ۵ با موتور TU5)، محل تهویه کارتل روی درپوش سوپاپ‌هاست. برخلاف پراید که از سوپاپ با اوریفیس متغیر استفاده می‌کند، در این خانواده موتور عملاً سوپاپ یا شیر متحرکی وجود ندارد و یک سوراخ یا اوریفیس با قطر ثابت، با کمک خلأ موتور بخارات روغن را به مانیفولد هوا هدایت می‌کند.

این مسیر از طریق یک سه‌راهی روی درپوش سوپاپ‌ها انجام می‌شود که سه اتصال دارد: یک سمت به شیر برقی کنیستر، سمت دیگر به درپوش سوپاپ‌ها و مسیر سوم به مانیفولد هوا متصل است. موتورهای خانواده TU برخلاف پراید یا سایکلون سمند EF7، سوپاپ مجزا و متحرک ندارند و تنگنا یا اوریفیسی که داخل همین سه‌راهی تعبیه شده، وظیفه کنترل عبور بخارات را انجام می‌دهد. ساختار کامل این مسیر را در مقاله تهویه کارتل موتور TU5 بررسی کرده‌ایم. گرفتگی مسیر تهویه کارتل یکی از دلایل کم کردن روغن در این موتور است که همراه با سایر نشانه‌ها در مقاله علائم خرابی موتور TU5 آمده است. این مجموعه در بازار با نام «لوله بخار روغن» شناخته می‌شود و معمولاً به‌صورت یکجا تعویض می‌شود.

شیر PCV سمند EF7 (سایکلون) کجاست؟

در موتور EF7 سمند، سوپاپ تهویه کارتل با نام سایکلون شناخته می‌شود و مانند سایر مدل‌ها روی درپوش سوپاپ‌ها نصب شده است. وظیفه آن هم مشابه سایر سوپاپ‌های PCV است: هدایت بخارات و گازهای محفظه کارتل به سمت مانیفولد هوا تا از افزایش فشار داخل موتور و روغن‌سوزی ناشی از آن جلوگیری شود. نام‌گذاری متفاوت آن (سایکلون به‌جای PCV) گاهی باعث سردرگمی هنگام جست‌وجوی قطعه در بازار می‌شود. نشانه‌های خرابی این قطعه را در مقاله علائم خرابی سایکلون بخوانید.

شکل ۹- محل نصب نوعی سوپاپ PCV روی درب سوپاپ

سوپاپ‌های PCV از نوع اوریفیس متغیر از نظر شکل تنوع زیادی دارند. شکل ۱۰ نمونه‌ای از سوپاپ PCV و اجزای داخلی آن را نشان می‌دهد.

1- فنر بالایی 2- اوریفیس 3- مخروطی شفت 4- فنر کنترل‌کننده 5- سوپاپ 6- نشیمن سوپاپ 7- بدنه

شکل ۱۰- اجزای سوپاپ PCV با اوریفیس متغیر

نحوه عملکرد شیر PCV در سیستم تهویه کارتل

عملکرد سوپاپ PCV در سه وضعیت اهمیت بیشتری نسبت به سایر زمان‌ها دارد؛ بنابراین وضعیت سوپاپ در این سه حالت بررسی می‌شود.

عملکرد سوپاپ PCV در دور درجا و زمان استارت

در این حالت به دلیل بسته بودن دریچه گاز، خلأ نسبی بالایی بعد از دریچه گاز و به سمت موتور وجود دارد. شکل ۱۱ این وضعیت را نشان می‌دهد.

1- سمت مانیفولد هوا 2- سمت موتور
شکل ۱۱- وضعیت سوپاپ PCV در حالت استارت یا دور آرام

همان‌طور که در شکل ۱۱ مشاهده می‌شود، خلأ نسبی باعث حرکت سوپاپ می‌شود و مجرای اوریفیس را بسیار باریک می‌کند. در این وضعیت مقدار کمی از هوای زیر درپوش سوپاپ به سمت مانیفولد هوا راه پیدا می‌کند و بخش کمی از گازهای Blow-by که به بالای سرسیلندر رسیده‌اند، از طریق همین مجرای باریک وارد مانیفولد هوا می‌شوند.

عملکرد در شتاب‌گیری و دورهای بالا (تمام بار)

در این حالت میزان خلأ نسبی در مانیفولد نسبت به حالت استارت و دور آرام کاهش یافته است. در نتیجه فنر کنترل‌کننده، سوپاپ را کمی به سمت پایین فشار می‌دهد و مجرای اوریفیس کمی بازتر می‌شود تا مقدار بیشتری از گازهای زیر درپوش سوپاپ به سمت مانیفولد هوا هدایت شود. شکل ۱۲ این حالت را نشان می‌دهد.

1- سمت مانیفولد هوا 2- سمت موتور
شکل ۱۲- وضعیت سوپاپ PCV در حالت گاز دادن یا تمام بار

نقش سوپاپ یکطرفه در جلوگیری از بک‌فایر (Backfire)

اگر به هر دلیلی مانند تایمینگ نامناسب سوپاپ، سوخت نامناسب یا تایمینگ جرقه نامناسب، حالت عطسه زدن در مانیفولد هوا به وجود بیاید، افزایش ناگهانی فشار در مانیفولد هوا سوپاپ PCV را به سمت پایین فشار می‌دهد. در نتیجه نشیمن‌گاه سوپاپ راه بین دو بخش را کاملاً مسدود می‌کند و بک‌فایر به سمت موتور برنمی‌گردد. شکل ۱۳ این حالت را نشان می‌دهد.

1- سمت مانیفولد هوا 2- سمت موتور
شکل ۱۳- وضعیت سوپاپ PCV در حالت بک‌فایر

این سه حالت، حالت‌های اصلی عملکرد سوپاپ PCV هستند. همان‌طور که در بخش‌های قبل اشاره شد، بیشتر خودروها یک مجرای دیگر هم دارند که از روی درپوش سوپاپ به قبل از دریچه گاز می‌رود (شکل ۱۴).

1-blowby – مجرای تنفس 3- سوپاپ PCV
شکل ۱۴- عبور گازهای Blow-by در لحظه شتاب شدید ناگهانی

همان‌طور که در شکل ۱۴ ملاحظه می‌شود، این مجرا در شتاب‌های ناگهانی (و حالت تخت‌گاز) به کمک مجرای PCV می‌آید تا حداقل فشار منفی در بخش زیر پیستون ایجاد شود و در نتیجه مکانیزم لنگ راحت‌تر حرکت کند.

علائم خرابی شیر PCV

مهم‌ترین نشانه‌های خرابی شیر PCV، روغن‌سوزی و کم کردن روغن بدون دود مشخص، مکش زیاد از درب روغن هنگام باز کردن آن و نوسان دور موتور در حالت درجاست. روغنی شدن داخل مانیفولد هوا یا فیلتر هوا و خارج شدن بخار زیاد از درپوش روغن هم از دیگر علائم خرابی این قطعه (در پراید، همان چپقی درب سوپاپ) است.

چون روغن‌سوزی دلایل دیگری هم دارد، برای اطمینان از خرابی شیر PCV این تست را انجام دهید: دود آبی معمولاً با بالا بردن لحظه‌ای دور موتور تا حدود ۴ تا ۵ هزار دور بهتر دیده می‌شود. هنگامی که موتور دود آبی می‌دهد، شیلنگ PCV را جدا کنید و ورودی آن در سمت مانیفولد هوا را با دست مسدود کنید؛ اگر دود قطع شد، ایراد از شیر PCV است و اگر ادامه داشت، باید وضعیت رینگ‌ها و لاستیک ساق سوپاپ با کمپرس‌سنجی موتور بررسی شود. روش کامل تفکیک این ایرادها را در مقاله نحوه تشخیص روغن سوزی در موتور توضیح داده‌ایم.

ویدئو – علائم خرابی سوپاپ PCV

روش تست و تعویض شیر PCV پراید

تست شیر PCV روی خودرو: برای تست سالم بودن شیر PCV پراید، از سمت موتور باید بخار روغن به بیرون بیاید و از سمت مانیفولد هوا باید مکش هوا احساس شود.

تعویض شیر PCV: برای تعویض شیر PCV پراید کافی است دو شیلنگ متصل به آن را جدا کنید و قطعه نو را جایگزین کنید.

بررسی کیفیت قطعه: شیر PCV یک سوپاپ یکطرفه است؛ بنابراین شیری که از هر دو طرف هوا عبور می‌دهد معیوب است. همچنین با تکان دادن شیر PCV سالم، صدای تق‌تق یا کلیک فلزی شنیده می‌شود که نشان می‌دهد سوپاپ داخلی آزادانه حرکت می‌کند؛ اگر هنگام تکان دادن صدایی نیاید یا صدا خفه باشد، سوپاپ داخلی گیر کرده و شیر باید تعویض شود.

بررسی مسیر تهویه کارتل و عیب‌یابی روغن‌سوزی روی موتورهای پژو، سمند و دنا، از بخش‌های عملی دوره آموزش تعمیر موتور ایرانی است.

سوالات متداول سوپاپ PCV

شیر PCV چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

سوپاپ PCV یا سوپاپ تهویه مثبت کارتل، وظیفه کنترل بخارات داخل محفظه کارتل موتور را دارد. این سوپاپ بخارات روغن را از زیر درپوش سوپاپ به سمت مانیفولد هوا هدایت می‌کند و از تجمع فشار و آلودگی روغن جلوگیری می‌کند. همچنین در صورت عطسه زدن موتور، مسیر را کاملاً می‌بندد تا بک‌فایر به داخل موتور برنگردد.

شیر PCV پراید کجاست؟

در پراید، سوپاپ PCV (که در بازار به آن چپقی درب سوپاپ هم می‌گویند) روی درپوش سوپاپ نصب شده و دو شیلنگ به آن متصل است؛ یکی از سمت موتور و دیگری به سمت مانیفولد هوا.

شیر PCV پژو ۴۰۵ کجاست؟

موتور XU7 پژو ۴۰۵ سوپاپ PCV به شکل مرسوم پراید ندارد و از اختلاف فشار بین محفظه کارتل و لوله هوارسانی قبل از دریچه گاز برای تهویه استفاده می‌کند. در موتور TU5 پژو ۲۰۶ اما یک سه‌راهی روی درپوش سوپاپ این وظیفه را انجام می‌دهد.

علائم خرابی شیر PCV چیست؟

روغن‌سوزی و کم کردن روغن بدون دود مشخص، مکش زیاد از درب روغن، نوسان دور موتور در حالت درجا، روغنی شدن مانیفولد هوا یا فیلتر هوا و بخار زیاد از درپوش روغن. برای اطمینان، هنگام دود کردن موتور شیلنگ PCV را جدا و ورودی مانیفولد را مسدود کنید؛ اگر دود قطع شد، ایراد از شیر PCV است.

نحوه تعویض شیر PCV پراید چگونه است؟

دو شیلنگ متصل به شیر را جدا کنید و قطعه نو را جایگزین کنید. شیر سالم فقط در یک جهت هوا عبور می‌دهد و هنگام تکان دادن صدای کلیک فلزی دارد؛ اگر صدایی نیاید، سوپاپ داخلی گیر کرده است.

آیا موتور پژو ۴۰۵ شیر PCV دارد؟

خیر، موتور XU7 پژو ۴۰۵ به شیر PCV مجزا مجهز نیست. تهویه کارتل این موتور از طریق لوله‌ای از بالای درپوش سوپاپ به لوله هوارسانی قبل از دریچه گاز انجام می‌شود. پراید شیر PCV مجزا دارد، در موتور EF7 سمند این وظیفه بر عهده سایکلون است و در موتورهای TU پژو ۲۰۶ یک اوریفیس ثابت داخل سه‌راهی روی درپوش سوپاپ کار تهویه را انجام می‌دهد.

پژو ۴۰۵ سوپاپ PCV ندارد، پس مشکل روغن‌سوزی و تهویه کارتل آن چطور رفع می‌شود؟

موتور XU7 پژو ۴۰۵ (و نسخه معمولی پژو پارس) به شیر PCV مجهز نیست و مقداری روغن‌سوزی جزئی در این موتورها به‌صورت فابریک طبیعی است، به‌ویژه در دورهای بالا. اگر افت روغن یا دود بیش از حد مشاهده شد، ابتدا لوله تهویه بین درپوش سوپاپ و لوله هوارسانی را از نظر گرفتگی بررسی کنید و در صورت ادامه مشکل، فشار کمپرس موتور را برای بررسی وضعیت رینگ‌ها و لاستیک ساق سوپاپ اندازه‌گیری کنید.

نویسنده: مهندس بهروز خطیبی