CB400 - NC39, 1999, Vtec1, Engine head valve lapping and valve stem seal replace - #6. Gap check

5편에 이어.

헤드에서 밸브를 모두 뺀 이유는 헤드를 청소하기 위해서이다.
밸브 시트 면 연마하기 위해서 연마재를 사용했고, 그 가루가 헤드 여기 저기에 있을텐데 이대로 조립하면 그 가루가 엔진 안에 돌아다니면서 여러 가지 마모를 일으킬테니 헤드는 반드시 씻어야 한다.

헤드는 알루미늄 재질이므로 물에 닿아도 상관없다.
중성세제를 따뜻한 물에 풀어서 칫솔 등으로 구석 구석 잘 씻는다.
씻고 나서 깨끗한 천으로 물기를 말려서 조립 준비를 한다.

캠 및 캠커버가 조립되는 면에 먼지 등 이물질을 철저히 제거한다.
이물질이 남아 있으면 shim 두께 측정에 영향을 미칠 수 있다.

밸브와 스프링을 조립한다.
미리 구매해 놓은 밸브 스템씰을 준비한다.

밸브를 제 위치에 꽂고 밸브 스템 씰을 스프링이 아래로 가도록 꽂는다.
깊숙히 꽂을 필요는 없고 꽂아만 놓는다.

그 다음, 볼펜 자루를 빼서 준비해 놓는다.
이것으로 "톡" 소리가 날 때까지 씰을 밀어 넣는다.
아래 동영상 참고.

밸브 스템씰을 끼워 넣으면 밸브가 아래로 빠지지 않는다.
씰이 밸브를 잡아주기 때문이다.
따라서 헤드를 뒤집어도 된다.

밸브 스템씰 장착이 완료되면 스프링을 넣는다.
큰 것은 일반 밸브 용, 작은 것은 Vtec 밸브 용.
간격이 넓은 쪽이 위로 가도록 넣는다.

스프링 캡을 씌운다.
역시 작은 것은 Vtec 밸브 용, 큰 것은 일반 밸브 용.

스프링 컴프레서로 밸브 스프링을 압축한 다음, 스프링 키퍼 두 조각을 핀셋으로 잘 넣는다.

일반 밸브 용은 저렇게 위 쪽으로 있어서 큰 어려움이 없지만, Vtec 용은 아래처럼 깊숙이 있어서 저 조각을 넣기가 아주 힘들다.
두 조각이 균일하게 들어가야 하지만, 하나만 깊게 들어가 버리면 나머지 하나를 넣기가 힘들어진다.
두 조각을 균일한 높이로 넣은 다음 스프링 컴프레서를 살살 풀러서 밸브 헤드에 있는 턱에 저 스프링 키퍼 조각을 걸리게 해주어야 한다.

제대로 하면 이렇게 키퍼가 밸브에 걸려서 스프링이 튀어나오지 못하게 막아준다.

Vtec 밸브 용 스프링은 다음 사진과 같이 깊숙이 들어가 있어서 키퍼를 넣기가 힘들다.
아주 욕을 바가지로 하면서 조립했다. ㅋ

일반 밸브와 Vtec 밸브 비교.

이 작업을 16번 해야 한다.
각 실린더 당 밸브 4개씩 4기통 이니까.
짜증 나고 힘들지만 차분히 하다보면 끝이 난다.

이제 shim을 넣는다.
이때 Vtec 밸브는 슬라이드 핀 홀더 안에 들어 있는 핀을 노출 상태로 만들어줘야 한다.
우선 Slide Pin Holder는 보통 상태에서는 핀이 들어가 있다.
이것은 유압 솔레노이드가 작동하여 유압을 흘려 줄 때, 유압에 의하여 핀이 눌러지며 중심부 쪽으로 핀이 노출되어 밸브 헤드를 눌러주는 구조이다.
이것을 돌출 상태로 만들어 주어야 간극을 체크할 수 있다.

슬라이드 핀 홀더에서 핀이 노출되기 전 상태.

직경 3mm 정도의 플라스틱 막대기를 3mm 정도 길이로 잘라서 유압이 공급되는 구멍에 꽂아 넣고, 밸브 스프링 케이스에 넣어서 돌출 상태를 유지한다.
먼저 핀이 작동되는 동영상을 보자.

이렇게 막대기를 넣은 다음 shim을 넣고 shim 캡을 씌운다.
캡을 씌우기 전에 shim 두께를 측정한다.

이렇게 실린더 하나의 밸브 스프링을 꽂고 shim 두께를 기록하면 다음과 같다.
Vtec 밸브에는 outer spring을 꽂지 않는다.

이렇게 모든 실린더의 밸브 스프링 및 스프링 캡을 씌운다.

흡, 배기 캠을 올려 놓기 전에 shim 커버 옆면-상면, 캠이 회전하는 부위 및 밸브 스프링 안 쪽에 엔진 오일을 발라준 다음에, 캠을 올려 놓고 캠 커버를 조립한다.

흡기 캠에는 IN, 배기 캠에는 EX가 축에 적혀 있다.
캠 좌우 방향 및 캠 커버 위치에 주의하여 조립한다.

이제 밸브 간극을 측정 및 shim 두께 보정 값을 계산한다.
1번 실린더의 좌측 흡기 밸브와 캠 간격을 측정하는 예를 들어본다.

캠과 스프링 캡 사이의 간극을 측정한다.
이때 캠이 밸브를 누르지 않는지 확인해야 한다.
누른다면 캠을 돌려서 누르지 않는 위치까지 회전시킨다.

엔진에 헤드가 장착된 상태에서 밸브 작업을 할 때는, 크랭크를 회전시켜서 캠을 회전시키면 되지만, 헤드를 완전 분리한 상태에서는 캠 샤프트 축을 직접 돌려주어야 한다.
이 때 별도의 전용 공구가 있는 것으로 알고 있지만, 일반인이 할 때는 플라이어 등으로 잡아서 돌려야 한다.

꽉 잡아도 샤프트가 상하지 않는다. 열처리된 강이라서 매우 단단하기때문이다.
꽉 잡아서 돌리자. 안 그러면 잡은 부분이 미끄러지면서 샤프트가 긁힐 수 있다.

필러 게이지로 0.18mm를 넣어본다.
들어가면 더 두꺼운 것을 넣어본다.
내 경우는 안 들어 갔으므로 얇은 두께를 넣어 보았다.
0.15mm는 들어간다.

0.17을 만들어 넣어보자.

안 들어간다.

0.16을 만들어 넣어 보았다.

들어간다.

처음에 시도했을 때 내가 가진 필러 게이지에서는 0.17mm를 만들 수 있는 조합이 없는 것으로 생각해서 0.17을 측정하지 않고 0.17이라고 간주해서 표를 만들었으나, 나중에 발견하여 넣어 보았더니 안 들어갔으므로 흡기 1번 좌측 밸브의 갭은 0.16이지만 큰 차이가 아니라 표에서는 수정해 놓지는 않았다.

자, 그러면 계산을 해보자.
현재 들어가 있는 shim은 2.158mm 두께이다.
측정된 간극은 0.17mm 이다.
흡기의 규정 간극은 0.20 +- 0.03mm 이다.
간극을 0.03mm 늘려줘야 하며, 간극을 늘려주기 위해서는 shim 두께를 줄여야 한다.
이것은 당연한 결과이다.
밸브와 헤드의 시트면을 연마했으므로 밸브가 위로 올라갔고 그로 인해 간극이 줄어든 것이다.

이 결과로 계산해보면 현재 들어가 있는 2.158mm shim 에서 0.03mm 두께를 줄인 2.128mm 의 shim을 넣어야 한다.

그런데, 현재 측정된 간극 0.17은 0.20 +- 0.03 범위 안에 들어가는 값이므로 보정하지 않고 그대로 사용하여도 된다.
만약 바꾸고자 한다면 반올림해서 2.13mm 두께의 shim을 넣어야 하지만, 내가 가진 shim 셋트는 0.05mm 간격으로 구성되어 있으므로 지금 두께가 간극 범위 안 이므로, 그냥 사용하거나, 2.15mm 를 넣어서 기존 2.158을 사용할 때 보다 약 0.01mm를 줄일 것인가 아니면 2.13mm 두께의 shim을 추가 구매해서 넣을 것인지를 판단해야 한다.

나는 1번 실린더 좌측 흡기 밸브의 shim은 현재의 두께를 그대로 사용하기로 했다.

이렇게 측정된 갭 및 보정 shim 두께는 다음과 같다.

IN #1 Left   : 0.17 - not change,
IN #1 Right : 0.17 - not change,

IN #2 Left   : 0.21 - not change,
IN #2 Right : 0.30 - 2.15mm,

IN #3 Left   : 0.21 - not change,
IN #3 Right : 0.19 - not change,

IN #4 Left   : Over - 2.90mm,
IN #4 Right : 0.25 - 2.10mm

흡기 4번 실린더의 좌측 밸브는 내가 가지고 있는 두께 게이지 제일 두꺼운 0.6mm를 넘어선 값이 나왔다.
왜 이것만 이렇지???
그래서 캠 샤프트를 풀러서 shim을 3.00mm 짜리로 바꿔 넣은 다음 캠을 재 조립하고 다시 측정했더니 0.10mm 갭이 측정이 되었으므로 최종 보정 shim 두께는 2.90mm로 확정되었다.
그런데 왜 이 밸브만 이렇게 보정값이 크게 벌어지지???

그런데 이 상황이 배기 쪽에서는 더 심했다.
일단 측정값을 보자.

EX #1 Left   : Over,
EX #1 Right : 0.36 - 2.05mm,

EX #2 Left   : 0.36 - 2.10mm,
EX #2 Right : Over,

EX #3 Left   : Over,
EX #3 Right : 0.40 - 2.05mm,

EX #4 Left   : 0.30 - 2.00mm,
EX #4 Right : Over

희한하다.
갭이 over로 측정된 밸브는 모두 Vtec 밸브였다.
1mm가 넘는 갭 측정 값이 나왔다.
위에 흡기에서 처음에 Over로 측정된 밸브도 Vtec 밸브였다.

Vtec 밸브의 갭을 측정하기 위해서 핀을 노출된 상태로 만들어 놓았으나, 덜 튀어나오게 해서 핀의 모서리 부분 안 쪽으로 밸브 헤드가 조금 올라가 버렸나?
이런 생각이 들어서 캠을 분리 후에 슬라이드 핀 홀더를 꺼내서 살펴 보았다.

이 정도면 최대로 노출된 상태이다. 더 눌러도 안 들어간다.
그렇다면 무엇이 문제인가.

도대체 알 수가 없었다.
그렇다면 배기의 Vtec 밸브와 일반 밸브의 원래 꽂혀 있던 shim 두께를 살펴보자.

Vtec : 2.21, 2.23, 2.25, 2.25
Normal : 1.95, 2.00, 1.93, 1.95

혼다 정품의 shim은 0.025mm 단위로 공급된다.
그렇다면 배기의 Vtec 밸브 쪽 shim 두께는 이상하리만큼 2.225+-0.025mm에 몰려 있다.
(2.20 ~ 2.25mm)

흡기 쪽 갭 측정 시 over 나온 4번 좌측 밸브(Vtec)와는 상황이 다르다.

음... 어디에서도 Vtec 버전의 헤드 밸브 정비에 관한 매뉴얼을 찾을 수 없었다.
이 상황에서 이것을 어떻게 해야할 것인가.

이 상황에서 보정을 하기 위해서는 최소 3.5mm 이상의 shim을 넣어야 할 것 같은데, 이게 과연 맞는 선택인가?
게다가 내가 구입한 shim 셋트의 최대 두께가 3.5mm 인데 이 두께로 보정이 될지도 의심될 만큼 갭이 넓어서 보정하기도 만만치 않다.

고민을 하다가 Vtec 밸브는 그냥 기존 shim을 바꾸지 않기로 했다.

경우 1. 기존에 장착되어 있는 shim이 측정에 의해서 넣어진 것이 아니고 그냥 2.225mm shim을 모두 꽂아 넣은 경우.

경우2. 누군가 전에 밸브 작업했던 샵에서 Vtec 밸브의 간극 측정하는 법을 몰라서 일관되게 shim을 넣은 경우.

경우3. 슬라이드 핀이 마모가 되어서 얇아지면서 밸브-캠 간격이 커졌다. (이런 현상이라면 흡기 쪽은 왜 괜찮지?)

어느 경우인지는 매뉴얼이 없는 이 상황에서는 알 수가 없었고, 어쨌든 이 shim 두께로 이미 잘 돌아가던 엔진이었기 때문에 바꿔 넣지 않도록 결정했다.(약간의 밸브 치는 소리가 나기느 했었지만)

사실 Vtec 밸브와 캠의 간극은 어찌보면 큰 의미가 없다.

혼다 사이트의 1999년 Vtec 기능 소개를 보면,

shim 커버는 밸브를 누를 때나 누르지 않을 때나 늘 캠에 접촉하는 구조로 되어 있다.
Outer spring에 의해서 shim cover가 항상 상부 쪽으로 올라가 있기때문이다.
일반 밸브는 그러나, 아우터 스프링이 없기때문에 밸브를 누르지 않을 때는 캠과 shim으로 조정된 gap 만큼 떨어져 있게 된다.

우리가 흔히 밸브 치는 "딱딱딱딱" 하는 소리는 갭이 과도할 경우 캠이 shim 커버를 눌러주는 부분으로 회전하면서 닿을 때 발생하기 때문에 이 간격이 너무 멀어지지 않도록 갭의 최대 값을 제한하는 것이다.
또한 너무 근접해 있으면, 밸브가 열을 받았을 때 팽창하며 캠이 누르지 않을 때에도 밸브 헤드가 캠에 닿아 밸브가 열려서 압축이 샐 수가 있기때문에 갭의 최소 값을 제한한다.
이런 이유로 흡기보다 열을 많이 받는 배기 밸브의 갭이 다소 크게 규정되어 있는 것이다.

그런데, Vtec 밸브는 상기 구조와 같이, shim 커버가 늘 캠에 붙어 있기때문에 최대 값 규정이 사실 크게 문제되지는 않는 상황이다.

이렇다면 흡기 쪽의 Vtec 밸브도 갭을 1mm 이상 벌려 놓고 4개 모두 똑같은 두께의 shim을 끼워 놓았어야 하는데 흡기 쪽은 그렇지 않고 4번 좌측만 over 갭이 나온 상황이라 헛갈린다.

더 이상 생각해도 알 수가 없는 상황이므로 배기 쪽 Vtec 밸브 shim은 그대로 사용하고, 나머지 밸브만 보정하기로 한다.

다만, 흡배기 쪽 Vtec 밸브는 현재 핀이 강제 노출된 상태이므로 핀을 눌러주도록 꽂아 넣은 작은 막대기를 빼준다.

캠 샤프트를 다시 분리 한 후에 shim 보정 작업을 계속한다.
우선 Vtec 밸브는 핀을 원복하고 outer spring을 넣은 후에 shim cover를 꽂아 넣는다.
스프링은 간격이 넓은 쪽이 위쪽으로 가도록 장착한다.
이때 슬라이드 핀 홀더가 shim cover 안에서 아래로 흘러내려오면서 shim이 이탈하는 경우가 있다.
shim cover를 꽂아 본 후에 다른 Vtec 밸브보다 과하게 튀어 올라와 있으면 다시 빼서 shim을 제자리에 다시 잘 꽂고 조립해야 한다.

Vtec 밸브는 일반 밸브에 비하여 아우터 스프링 때문에 shim cover가 캠 축의 회전 면 위로 올라와 있다.

나머지 밸브의 shim을 바꿔준다.
흡기 2번 일반 밸브(우측)에 기존 2.060 shim을 빼고 2.15로 바꾼다.
흡기 4번은 Vtec 밸브(좌측)에 3.00을 빼고 2.90을 넣고, 일반 밸브(우측)에는 2.027을 빼고 2.10을 넣는다.

배기쪽은 Vtec 밸브 쪽은 조절하지 않고 기존 shim을 그대로 사용한다.
일반 밸브는 1번 우측 1.949를 2.05로, 2번 좌측 2.006을 2.10으로, 3번 우측 1.927을 2.05로, 4번 좌측 1.950을 2.00으로 바꾸는데 이것은 2번 좌측 2.006 빠져 나온 것을 꽂아 넣는다.

결국 중국산으로 새로 장착된 shim은
1. 흡기 2번의 우측(일반 밸브),
2. 흡기 4번의 좌측(Vtec 밸브),
3. 흡기 4번의 우측(일반 밸브),
4. 배기 1번의 우측(일반 밸브),
5. 배기 2번의 좌측(일반 밸브),
6. 배기 3번의 우측(일반 밸브),

이렇게 6개이다.
배기 4번의 좌측은 기존 배기 2번의 좌측(일반 밸브)에 사용되었던 2.006을 재 사용한 것이 아니므로 교체는 되었지만 중국산은 아니다.

이렇게 모든 shim이 조정되고 나면 이제 헤드를 엔진 피스톤 블럭에 장착하면 된다.
캠 샤프트 및 캠 샤프트 커버는 덮을 필요가 없다.
피스톤 블럭에 장착하기 위해서는 어차피 캠 샤프트 커버를 떼어야 하기 때문이다.

그러나 요즘 날씨가 추워서 바이크가 있는 야외 작업하기가 용이하지 않아 캠 샤프트를 일단 조립을 해 놓기로 했다.
보관하다가 부품 분실하는 것을 방지하기 위해서 그리고 핸들링하다가 헤드가 잘못해서 뒤집어진다면 기껏 작업해 놓은 shim이 쏟아질 우려가 있기때문이다.

따라서 캠 샤프트와 캠 샤프트 커버를 조립하되 볼트는 살짝만 조여 놓는다.

밸브 갭 보정 작업 완료.
이제 다음 작업은 엔진 피스톤 블럭 결합면 세적 및 피스톤 세척, 그리고 헤드 조립이다.

이번 헤드 작업 결론은 다음과 같다.

1. 흡기 4번 Vtec 밸브의 간격만 상이해서 이상함.
2. 배기의 Vtec 밸브 간극이 정해진 간격으로 보정되어 있지 않았던 상황이 이상함.
3. 내 엔진은 NC39 형식이며 인터넷으로 찾았을 때 흡기 캠 간격은 0.20mm, 배기 캠 간격은 0.27mm라고 되어 있었는데, NC31 매뉴얼에는 흡기 0.15mm, 배기 0.20mm로 되어 있었다. 어느 것이 맞는지?

또한 헤드 오버홀 작업에 너무 많은 공력이 들어간다. 헤드 작업은 가능하면 전문업체에게 돈 주고 맡기는게 좋을 것 같다.
바이크를 외관으로 꾸미는데 지출하는 돈은 안 아끼면서 이렇게 바이크의 기본 상태를 만들어 주는 정비 작업에 돈 쓰는 것은 아까워하는 사람들이 많다.
바이크 정비하는 사람들도 이윤을 내야 업을 유지할 수 있다.
들어간 부품 가격은 얼마 되지 않는데 정비료가 많이 나왔다고 불평하는 일은 없도록 하자.
헤드 정비에 밸브 교체만 안 한다면 큰 부품값이 들어가지는 않으나 상당한 금액이 나오는 것은 모두 인건비 이다.
소비자들이 기술인력에 정당한 기술료를 지불할 수 있는 마음 가짐을 가져야 능력을 가진 사람들이 정비업에 종사할 수 있을 것이다.


Leonard.