ระบบระบายอากาศห้องข้อเหวี่ยง ( CVS )ทำหน้าที่กำจัดก๊าซที่ไม่พึงประสงค์ออกจากห้องข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์สันดาปภายในระบบนี้โดยทั่วไปประกอบด้วยท่อ วาล์วทางเดียว และแหล่งกำเนิดสุญญากาศ (เช่น ท่อร่วมไอดี )

ก๊าซที่ไม่พึงประสงค์ที่เรียกว่า ก๊าซรั่ว (blow-by ) คือก๊าซจากห้องเผาไหม้ที่รั่วผ่านแหวนลูกสูบเครื่องยนต์รุ่นแรกๆ ปล่อยก๊าซเหล่านี้สู่บรรยากาศโดยการรั่วผ่านซีลห้องข้อเหวี่ยง ระบบระบายอากาศห้องข้อเหวี่ยงแบบเฉพาะเจาะจงระบบแรกคือท่อดูดอากาศ (road draught tube ) ซึ่งใช้สุญญากาศบางส่วนในการดูดก๊าซผ่านท่อและปล่อยสู่บรรยากาศ ระบบระบายอากาศห้องข้อเหวี่ยงแบบบวก (PCV) – ซึ่งใช้ครั้งแรกในสงครามโลกครั้งที่สองและมีอยู่ในเครื่องยนต์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ – จะส่งก๊าซห้องข้อเหวี่ยงกลับไปยังห้องเผาไหม้ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการควบคุมการปล่อยมลพิษของยานยนต์เพื่อลดมลพิษทางอากาศ

เครื่องยนต์สองจังหวะแบบอัดอากาศในห้องข้อเหวี่ยงไม่จำเป็นต้องมีระบบระบายอากาศในห้องข้อเหวี่ยง เนื่องจากในการทำงานปกติของเครื่องยนต์นั้นเกี่ยวข้องกับการส่งก๊าซจากห้องข้อเหวี่ยงไปยังห้องเผาไหม้

การรั่วไหลของ ก๊าซ (Blow-by)เกิดขึ้นจากเศษวัสดุจากการเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ "พัด" ผ่านแหวนลูกสูบและเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยง ก๊าซที่รั่วไหลเหล่านี้ หากไม่ระบายออก จะควบแน่นและรวมตัวกับไอน้ำมันในห้องข้อเหวี่ยง ก่อให้เกิดคราบน้ำมันนอกจากนี้ แรงดันในห้องข้อเหวี่ยงที่สูงเกินไปยังอาจทำให้เกิดการรั่วไหลของน้ำมันเครื่องผ่านซีลเพลาข้อเหวี่ยงและซีลและปะเก็นอื่นๆ ของเครื่องยนต์ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้ระบบระบายอากาศในห้องข้อเหวี่ยง

จนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 20 ก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์จะรั่วไหลออกจากห้องข้อเหวี่ยงโดยผ่านซีลและปะเก็น การที่น้ำมันรั่วไหลจากเครื่องยนต์และหยดลงพื้นถือเป็นเรื่องปกติ เนื่องจากเคยเกิดขึ้นกับเครื่องยนต์ไอน้ำในหลายทศวรรษก่อนหน้านั้น ปะเก็นและซีลเพลาถูกออกแบบมาเพื่อจำกัดการรั่วไหลของน้ำมัน แต่โดยทั่วไปแล้วไม่ได้คาดหวังว่าจะป้องกันได้ทั้งหมด ก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์จะแพร่กระจายผ่านน้ำมันแล้วรั่วไหลผ่านซีลและปะเก็นเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศและกลิ่นไม่พึงประสงค์

การปรับปรุงครั้งแรกในการระบายอากาศห้องข้อเหวี่ยงคือท่อดูดอากาศ (road draft tube ) นี่คือท่อที่วิ่งจากห้องข้อเหวี่ยง (หรือฝาครอบวาล์วในเครื่องยนต์แบบวาล์วเหนือลูกสูบ) ลงไปยังปลายเปิดที่หันลงด้านล่างซึ่งอยู่ในกระแสลม ของรถ เมื่อรถเคลื่อนที่ กระแสลมที่ไหลผ่านปลายเปิดของท่อจะสร้างแรงดูด (กระแสลม) ที่ดึงก๊าซออกจากห้องข้อเหวี่ยง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดสุญญากาศมากเกินไป ก๊าซที่รั่วไหลจะถูกแทนที่ด้วยอากาศบริสุทธิ์โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าตัวระบายอากาศ ( breather) ^{[ 1 ]}ตัวระบายอากาศมักจะอยู่ที่ฝาปิดน้ำมันเครื่อง ตัวระบายอากาศหลายตัวมีลักษณะเป็นถ้วยหรือกระบวยและอยู่ในกระแสลมของพัดลมหม้อน้ำเครื่องยนต์ ระบบประเภทนี้เป็น แบบ แรงดัน-ดูดอากาศถูกบังคับให้เข้าไปในกระบวยของตัวระบายอากาศและถูกดูดออกโดยท่อดูดอากาศด้วยสุญญากาศ อีกรูปแบบหนึ่งของระบบแรงดัน-ดูดถูกใช้ในเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยอากาศของ VW Porsche โดยที่พูลเลย์ห้องข้อเหวี่ยงด้านหน้ามีสกรูย้อนกลับที่สร้างขึ้นซึ่งนำอากาศเข้าสู่เครื่องยนต์และอากาศจะออกจากห้องข้อเหวี่ยงด้วยท่อดูดอากาศ ระบบนี้ทำงานได้ดีมากในการกำจัดไอระเหยในห้องข้อเหวี่ยงซึ่งเป็นอันตรายต่อเครื่องยนต์ ตามเครื่องยนต์รุ่นก่อนๆ ระบบท่อระบายอากาศบนถนนยังก่อให้เกิดมลพิษและกลิ่นไม่พึงประสงค์อีกด้วย^{[ 1 ]}ท่อระบายอากาศอาจอุดตันด้วยหิมะหรือน้ำแข็ง ซึ่งในกรณีนี้ความดันในห้องข้อเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้นและทำให้เกิดการรั่วไหลของน้ำมันและความเสียหายของปะเก็น^{[ 2 ]}

ในยานพาหนะขนส่งและเรือที่เคลื่อนที่ช้า มักไม่มีกระแสลมที่เหมาะสมสำหรับท่อส่งลมบนถนน ในสถานการณ์เช่นนี้ เครื่องยนต์จะใช้แรงดันบวกที่ท่อระบายอากาศเพื่อดันก๊าซที่รั่วไหลออกจากห้องข้อเหวี่ยง ดังนั้น ช่องรับอากาศของท่อระบายอากาศจึงมักอยู่ในกระแสลมด้านหลังพัดลมระบายความร้อนของเครื่องยนต์^{[ 1 ]}ก๊าซจากห้องข้อเหวี่ยงจะออกสู่บรรยากาศผ่านท่อส่งลม

แม้ว่าจุดประสงค์สมัยใหม่ของระบบระบายอากาศห้องข้อเหวี่ยงเชิงบวก ( PCV ) คือการลดมลพิษทางอากาศ แต่จุดประสงค์ดั้งเดิมคือเพื่อให้เครื่องยนต์สามารถทำงานใต้น้ำได้โดยที่น้ำไม่รั่วเข้าไป ระบบ PCV ระบบแรกถูกสร้างขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เพื่อให้ เครื่องยนต์ รถถังสามารถทำงานได้ในระหว่าง การลุย น้ำ ลึก ซึ่งท่อระบายอากาศแบบปกติจะทำให้น้ำเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยงและทำลายเครื่องยนต์ได้^{[ 3 ]}

In the early 1950s, Professor Arie Jan Haagen-Smit established that pollution from automobile engines was a major cause of the smog crisis being experienced in Los Angeles, California.^[4][5] The California Motor Vehicle Pollution Control Board (a precursor to the California Air Resources Board) was established in 1960 and began researching how to prevent blow-by gases from being released directly into the atmosphere.^[6] The PCV system was designed to re-circulate the gases into the air intake so that they could be combined with the fresh air/fuel and get more completely combusted. In 1961, California regulations required that all new cars be sold with a PCV system, therefore representing the first implementation of a vehicle emissions control device.^[7]

Starting with the 1963 model year, most new cars sold in the U.S. were so equipped by voluntary industry action so as to avoid having to make multiple state-specific versions of vehicles. PCV quickly became standard equipment on all vehicles worldwide because of its benefits not only in emissions reduction but also in engine internal cleanliness and oil lifespan.^[1][8]

In 1967, several years after its introduction into production, the PCV system became the subject of a U.S. federal grand jury investigation, when it was alleged by some industry critics that the Automobile Manufacturers Association (AMA) was conspiring to keep several such smog reduction devices on the shelf to delay additional smog control. After eighteen months of investigation, the grand jury returned a "no-bill" decision, clearing the AMA, but resulting in a consent decree that all U.S. automobile companies agreed not to work jointly on smog control activities for a period of ten years.^[9]

In the decades since, legislation and regulation of vehicular emissions has tightened substantially. Most of today's gasoline engines continue to use PCV systems.

In order for the PCV system to draw fumes out of the crankcase, the system must have a source of fresh air. The source of this fresh air is the "crankcase breather", which is usually ducted from the engine's air filter or intake manifold. The breather is usually provided with baffles and filters to prevent oil mist and vapour from fouling the air filter. This phenomenon can be further reduced by installing after-market air oil separators or catch cans, as colloquially known, to pull oil mist out of suspension and collect it in a reservoir before it can reach the intake. A properly designed crankcase breather will also be designed in a manner that promotes the scavenging effect, or the creation of suction within the crankcase breather to further aid in the removal of blow-by gases. It is this effect that keeps the crankcase at slightly negative pressure when a properly functioning PCV system is in place.

Intake manifold vacuum is applied to the crankcase via the PCV valve. The airflow through the crankcase and engine interior sweeps away combustion byproduct gases. This mixture of air and crankcase gases then exits, often via another simple baffle, screen, or mesh to exclude oil mist, through the PCV valve and into the intake manifold. On some PCV systems, this oil baffling takes place in a discrete replaceable part called the 'oil separator'. Aftermarket products sold to add an external oil baffling system to vehicles, which were not originally installed with them, are commonly known as "oil catch tanks".

The PCV valve controls the flow of crankcase gases entering the intake system. At idle, with almost closed throttle, the manifold vacuum is high, which would draw in a large quantity of crankcase gases, causing the engine to run too lean. The PCV valve closes when the manifold vacuum is high, restricting the quantity of crankcase gases entering the intake system.^[12]

When the engine is under load or operating at higher RPM, a higher quantity of blow-by gases are produced. The intake manifold vacuum, with wide open throttle, is lower in these conditions, which causes the PCV valve to open and the crankcase gases flow to the intake system.^[13] The greater flow rate of intake air during these conditions means that a greater quantity of blow-by gases can be added to the intake system without compromising the operation of the engine. The opening of the PCV valve during these conditions also compensates for the intake system being less effective at drawing crankcase gases into the intake system.

หน้าที่ประการที่สองของวาล์ว PCV คือการทำหน้าที่เป็นตัวดักจับเปลวไฟและวาล์วกันกลับเพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันบวกจากระบบไอดีเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยง ซึ่งอาจเกิดขึ้นในเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ หรือเมื่อเกิดการระเบิดย้อนกลับและแรงดันบวกอาจทำให้ซีลและปะเก็นของห้องข้อเหวี่ยงเสียหาย หรือแม้กระทั่งทำให้ห้องข้อเหวี่ยงระเบิดได้ ดังนั้น วาล์ว PCV จะปิดเมื่อมีแรงดันบวก เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันนั้นเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยง

โดยทั่วไปแล้ว ช่องระบายอากาศของห้องข้อเหวี่ยง ซึ่งเป็นที่ตั้งของวาล์ว PCV จะถูกติดตั้งให้ห่างจากท่อระบายอากาศของห้องข้อเหวี่ยงมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น ท่อระบายอากาศและช่องระบายอากาศมักจะอยู่คนละด้านของฝาครอบวาล์วในเครื่องยนต์แบบ Vหรืออยู่คนละด้านของฝาครอบวาล์วในเครื่องยนต์แบบแถวเรียงวาล์ว PCV มักจะติดตั้งอยู่ที่ฝาครอบวาล์ว แต่ก็ไม่เสมอไป อาจจะติดตั้งอยู่ที่ใดก็ได้ระหว่างช่องระบายอากาศของห้องข้อเหวี่ยงและท่อร่วมไอดี

วาล์ว PCV มีบทบาทสำคัญยิ่งขึ้นในระบบอัดอากาศที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ แรงดันในห้องข้อเหวี่ยงที่สูงเกินไปจะไม่เพียงเกิดจากก๊าซที่รั่วไหลผ่านแหวนลูกสูบเท่านั้น แต่ยังอาจเกิดขึ้นได้เมื่อแรงดันบวกจากท่อไอดีเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยง ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ในรถยนต์ที่มีระบบอัดอากาศ เช่นเทอร์โบชาร์จเจอร์หรือซูเปอร์ชาร์จเจอร์ท่อไอดีของเครื่องยนต์จะมีแรงดันบวกเมื่อมีภาระ ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์แบบดูดอากาศเองตามธรรมชาติที่ท่อไอดีจะอยู่ในสภาวะสุญญากาศเมื่อมีภาระ ดังนั้น เมื่อเครื่องยนต์อัดอากาศมีภาระ ท่อไอดีจะไม่สามารถใช้ดูดก๊าซที่รั่วไหลออกจากห้องข้อเหวี่ยงได้อีกต่อไป และจะเริ่มทำให้ปัญหาแย่ลงโดยการเพิ่มแรงดันในห้องข้อเหวี่ยง หน้าที่ของวาล์ว PCV คือการแยกท่อไอดีและห้องข้อเหวี่ยงเมื่อท่อไอดีมีแรงดัน และปล่อยให้ก๊าซที่รั่วไหลออกจากห้องข้อเหวี่ยงเมื่อท่อไอดีอยู่ในสภาวะสุญญากาศ นอกจากบทบาทเพิ่มเติมนี้แล้ว ในการใช้งานแบบเพิ่มแรงดัน แรงดันในกระบอกสูบจะสูงขึ้นมาก และส่งผลให้ก๊าซที่รั่วไหลเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยงมากขึ้น ทำให้ระบบ PCV ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์มีความสำคัญมากยิ่งขึ้น^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

การสะสมของคาร์บอนในท่อร่วมไอดีจะเกิดขึ้นเมื่อก๊าซที่รั่วไหลเข้าไปปนเปื้อนอากาศไอดีอย่างถาวรเนื่องจากระบบ PCV ทำงานผิดปกติ^{[ 12 ]}

การสะสมของคาร์บอนหรือคราบน้ำมันจากก๊าซที่รั่วไหลบนวาล์วไอดีมักไม่ใช่ปัญหาในเครื่องยนต์แบบฉีดเชื้อเพลิงที่พอร์ต เนื่องจากเชื้อเพลิงจะกระทบกับวาล์วไอดีระหว่างทางไปยังห้องเผาไหม้ ทำให้สารชะล้างในเชื้อเพลิงช่วยทำความสะอาดวาล์ว อย่างไรก็ตาม การสะสมของคาร์บอนบนวาล์วไอดีเป็นปัญหาสำหรับเครื่องยนต์แบบฉีดตรงเท่านั้น เนื่องจากเชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยตรง ด้วยเหตุนี้ น้ำยาทำความสะอาดระบบเชื้อเพลิงหรือสารเติมแต่งเชื้อเพลิงที่เติมลงในถังจึงไม่ช่วยทำความสะอาดคราบเหล่านี้ วิธีการทำความสะอาดคราบเหล่านี้ ได้แก่ การพ่นน้ำยาทำความสะอาดผ่านทางท่อไอดีหรือการพ่นทรายโดยตรงที่วาล์วไอดี^{[ 17 ]}

เครื่องยนต์สองจังหวะที่ใช้การอัดในห้องข้อเหวี่ยงไม่จำเป็นต้องมีระบบระบายอากาศในห้องข้อเหวี่ยง เนื่องจากก๊าซทั้งหมดภายในห้องข้อเหวี่ยงจะถูกส่งเข้าไปในห้องเผาไหม้

เครื่องยนต์สี่จังหวะขนาดเล็กหลายชนิด เช่น เครื่องยนต์ตัดหญ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ใช้ท่อดูดอากาศที่เชื่อมต่อกับระบบไอดี ท่อดูดอากาศนี้จะนำก๊าซที่รั่วไหลทั้งหมดกลับเข้าไปในส่วนผสมไอดี และโดยปกติจะอยู่ระหว่างตัวกรองอากาศและ คาร์บูเรเตอร์

เครื่องยนต์ อ่างน้ำมันแห้งในรถแข่งแดร็กบางคันใช้ปั๊มดูดเพื่อดึงน้ำมันและก๊าซออกจากห้องข้อเหวี่ยง^{[ 18 ]}ตัวแยกจะกำจัดน้ำมันออก จากนั้นก๊าซจะถูกส่งเข้าไปในระบบไอเสียผ่านท่อเวนทูรีระบบนี้จะรักษาสุญญากาศเล็กน้อยในห้องข้อเหวี่ยงและลดปริมาณน้ำมันในเครื่องยนต์ที่อาจหกเลอะสนามแข่ง^{[ 19 ]}