12편에 이어.
( http://leonardkims.blogspot.com/2019/04/cb400-nc39-1999-vtec1-engine-head-valve.html )
헤드 조립을 하면서 볼트가 또 하나 늘어졌길래, 너무 짜증이 나서 그냥 탈까 생각하다가, 그게 단순 볼트가 아니고 너트로 조여 놓은 것이라서 만약 덜 조여 졌다면 너트가 진동에 풀리면서 엔진 안으로 들어갈 수 있다.
그렇게 되면 그 엔진은 버리는 것이다.
도저히 찜찜해서 결국 교체하기로 했다.
더블너트 방식으로 해당 볼트만 빼려 했지만 공간이 너무 협소해서 불가.
결국 나머지 너트를 다 풀러내고 헤드를 들어냈다.
그리고 더블너트를 채우고 볼트를 풀러냈는데...
볼트가 늘어진게 아니었다.
크랭크 케이스에 볼트가 꽂혀 있던 탭이 나간 것이다.
지난 번에 볼트가 끊어지면서 탭도 그 때 이미 같이 나간 것이다.
망했군 망했어~ ㅠㅠ
아하...
이제 실린더 블럭을 빼야 한다.
그리고 해당 탭 구멍에 인서트를 집어 넣어 살리고 다시 피스톤을 실린더 블럭에 끼워 넣어서 조립해야 한다.
두 달 전으로 다시 돌아갔다. ㅠㅠ
으이그~
뭐 어쩌겠는가. 운명이라 생각해야지.
M8 인서트 툴 셋트를 구매했다.
다행히 헤드 볼트의 피치는 스탠다드 였다.(1.25mm)
게다가 헤드 볼트 용 탭은 알루미늄이라는 경질의 크랭크 케이스에 있는 탭으로 고장력을 견뎌야 하므로 탭 깊이가 볼트 직경의 두배이다.
그래서 인서트도 기본 길이 외에 2D 짜리도 추가 구매했다.
이래 저래 시간과 돈이 쭉쭉 들어가는구나. ㅋ
토크 렌치 잘못 셋팅해서 발생한 단 한 번의 실수가 도대체 몇 달을 잡아 먹은거냐. ㅋ
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한숨 한 번 쉬고 일단 헬리코일을 시켰다.
헬리코일 작업 공구와 셋트로 되어 있는 제품을 주문했다. 마침 M10 헬리코일 넣을 일도 있어서 M6, M8, M10 같이 셋트로 되어 있는 제품으로 선택했다.
헬리코일이 와서 작업을 시작했다.
우선 M8 헬리코일에 맞는 드릴을 이용해 구멍을 뚫는다.
먼저 직경 작은 드릴을 넣어서 구멍의 깊이를 잰 후 뚫을 드릴에 표시하여 해당 깊이만큼만 뚫을 수 있도록 한다.
드릴로 구멍을 뚫은 후에, 탭에 오일을 발라서 구멍에 탭을 낸다.
탭 핸들을 사용하여야 하지만, 옆 볼트에 핸들이 여기 저기 걸려서 8mm 래칫 스패너를 사용하는 것이 제일 편하다.
없으면 이렇게 스패너를 이용해서 돌려줘야 한다.
탭 낼 때는 빡빡하면 후진했다가 다시 전진하는 방법으로 조금씩 내도록 하자.
탭 내고 난 다음에 구멍을 깨끗이 청소하고 헬리코일을 전용 툴에 넣어 돌려 넣는다.
실제 볼트 산은 헤드 면 밑에 있으므로 헬리코일은 헤드 면보다 더 밑으로 넣어야 한다.
자, 이제 헤드 볼트에 더블너트를 조인 다음 탭에 넣는다.
그런데...
잘 들어가지 않는다.
다시 뽑아 본다.
이런... 나사산이 깍이며 들어간다. ㅠㅠ
왜???
아무리 세게 돌려도 옆 볼트보다 5mm 정도가 덜 들어간다.
더 조였다간 볼트 끊어지겠다.
이유를 생각해보자.
피치가 틀린가?
일반 너트를 넣어 보았지만, 잘 들어간다. 피치가 다른 것 같지는 않다.
무엇이 문제일까.
5mm 덜 들어간 상태에서는 헤드를 조일 수가 없다. 1~2mm 정도면 모르겠지만.
다른 망가지지 않은 헤드 볼트의 나사산을 자세히 살펴본다.
이 부위는 상부의 스페셜 너트 용 나사산.
이 부위는 크랭크케이스 쪽의 나사산.
잘 살펴보면 크랭크 케이스 쪽의 나사산이 두껍다.
이 볼트는 크랭크 케이스에 넣을 때 원래 빡빡해서 손으로 돌려 넣을 수 없었고, 스페셜 너트 쪽에 더블 너트를 조여서 복스로 돌리며 넣어야 했었다.
스탠다드 나사산 보다 두껍게 만들어서 일부러 빡빡하게 들어가게 한 것으로 보인다.
크랭크 케이스는 알루미늄이라 연질이므로 이 볼트를 넣을 수 있었을텐데(볼트의 나사산이 크랭크 케이스의 탭을 깍으며 들어가는 구조) 스테인리스 스틸 재질 헬리코일에는 오히려 볼트의 나사산이 깍이면서 들어갔던 것이다.
아...
다시 작업을 정리하고 바이크 커버를 덮었다.
M8 다이스로 저 탭 부분을 깍아낸 다음 다시 넣어야 하겠다.
토크 렌치 한 번 잘 못 써서 참으로 오랜 동안 고생하는구나.
바이크 커버 덮기 전에 기존 헬리 코일을 빼내고 다시 박았다.
너무 무리해서 볼트를 집어 넣었기때문에 헬리코일이 상했을 것이라 판단해서이다.
우선 뾰족한 것으로 헬리코일 끝 부분을 휘게 만든 다음, 롱노우즈를 이용해서 끝을 잡고, 반 시계 방향으로 돌리며 풀어낸다.
그 다음 다시 탭을 넣어서 손상 되었을 지 모르는 나사산 부분을 수리해주고, 구멍을 깨끗이 청소한 다음, 헬리코일을 다시 박아 넣는다.
이제 헤드 볼트의 크랭크 케이스 부분 나사산을 M8X1.25 표준 다이스로 깍아 준 후, 그 볼트를 가지고 다음 주말에 다시 헤드 조립 작업을 해야한다.
이렇게 일주일이 또 가는구나.
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동네 공구 상가 가서, M8X1.25 다이스와 다이스 핸들을 사 왔다.
헤드 볼트를 바이스에 물리고 위 다이스로 돌려 넣는다.
역시나...
스페셜 너트 쪽에는 손으로도 술술 들어가는데, 크랭크 케이스 쪽 나사산은 위 스탠다드 다이스에 쑥쑥 깍여나간다.
나사산이 두꺼웠던 것이다.
깍고 나서 스페셜 너트 부위 나사산과 크랭크 케이스 부위 나사산 비교 사진.
음. 이제 똑같군.
참고로, 아래는 크랭크 케이스 쪽 나사산을 깍기 전, 스페셜 너트 쪽 나사산과 비교 사진이다.
자, 다이스로 깍은 이 헤드 볼트를 크랭크 케이스에 꽂아 넣는다.
역시. 쑥쑥 잘 들어간다.
그런데 일반 M8 볼트처럼 잘 들어가지는 않고 뻑뻑하게 들어간다.
이것은 바람직하다. 다른 헤드 볼트도 이렇게 들어가기 때문이다. 잘 들어가면 나중에 조립 시에 볼트가 돌면서 전진할 수 있으므로 이렇게 빡빡하게 들어가는게 맞다.
크랭크 케이스 평면에서 120~121mm까지 돌려 넣는다.
다음,
2,3번 피스톤이 위로 올라와 있는 상태로 만들어 놓고, 크랭크 케이스 씰을 넣고, 다울핀 세 개를 꽂은 다음 실린더 블럭을 올린다.
이제부터는 그 동안 그렇게도 힘들었던 피스톤 링을 끼워 넣는 작업이다.
2,3 번을 먼저 끼워 넣고, 1,4번을 끼워 넣는 순서이다.
어려울 것을 각오하고 시작했지만...
아주 쉽게 금방 꽂아 넣었다.
목장갑을 빼고 맨 손으로 한 것이 주효했고, 피스톤이 꺽어지면 수직으로 자세를 수정시키면서, 튀어나온 링을 일자 드라이버로 집어 넣고는 피스톤 블럭을 고무 망치로 통통 치니까 금방 들어갔다.
역시 무슨 일이든지 익숙해지니까 별 것 아니다. ㅎㅎ
체인을 잘 잡고, 크랭크 케이스 측부 뚜껑을 열고 복스를 꽂아서, 크랭크 샤프트를 돌려, 피스톤이 원만히 움직이는지 확인한다.
크랭크 샤프트를 상사점에 맞춘다.
1,4번 피스톤이 상사점으로 올라오는 위치가 T 마크가 상사점 마크와 일치하는 지점이었다.
다시 피스톤 블럭에 다울핀을 꽂아 넣고 헤드 가스켓을 올려 놓은 후, 헤드를 장착한다.
크랭크 케이스와 실린더 블럭 연결하는 볼트 1개와, 실린더 블럭과 헤드를 연결하는 볼트 2개를 살짝 조여 놓는다.
헤드 볼트에 스페셜 너트를 끼운다.
일단 스페셜 너트 12개를 렌치로 일차 조인다.
그 다음 25N.m 로 셋팅한 후 교차 대각선으로 조금씩 조여 나간다.
한 번에 30도 정도로 조금씩 조였다.
그런데 지난 번 탭이 나갔던 볼트에 조이는 스페셜 너트가 더 많이 돌아가는 느낌이 든다.
일단 나머지 너트를 다 조인 후에 이 너트를 마지막으로 조여나간다.
그러다가 나머지 너트가 25N.m 로 다 조여 졌으나, 이 너트는 조금씩 더 돌아가고 있어서 계속 돌리기가 부담스러웠다.
일단 토크 렌치를 최종 목표 값인 28.4N.m 로 셋팅 후 다시 대각선으로 다 조인 다음에 토크렌치의 토크 값을 21N.m으로 바꾸고 문제 너트를 조이면서 토크 셋팅이 되는 것을 확인한 후 점차 셋팅 토크 값을 올려서, 최종적으로 24N.m 까지 올려서 조였다.
그리고 나머지 너트를 다시 28.4N.m로 전체적으로 다시 확인 조임 작업을 한 후에 문제 너트를 최종적으로 10도 정도 더 조여 줬다.
아마 24.5~25N.m 정도까지는 조여진 것으로 보인다.
이 정도로 만족하자.
더 조이다가 탭이 또 나가면 난 이 엔진을 버릴 것이다. ㅋ
이제 마무리다.
크랭크 케이스와 실린더 블럭 연결하는 볼트 1개와, 실린더 블럭과 헤드를 연결하는 볼트 2개를 제 토크로 조인다.
헤드 볼트 부러진지 두달 여 만에 헤드 조립을 성공 했다.
너무 힘들었다.
지난 두달여는, 고생을 많이 하고 공구를 사느라 돈도 많이 들었지만, 산업 용 기계를 설계하는 내 입장에서는 정말로 소중한 정보를 많이 얻어낸 시간이었다.
앞으로 이 정보를 머리 속에 잘 넣고 있다가 설계와 실제의 오류가 최소화된 장비를 만들 것이다.
이제, 캠 샤프트를 돌려서 상사점을 맞춘다.
이미 위에서 상사점을 맞춰 놓은 상태라 확인만 하면 된다.
먼저 배기 캠을 올리면서 EX 라고 되어 있는 글씨 밑의 선을 헤드 평면에 수평으로 맞추는데, 크랭크 샤프트에 연결되어 있는 체인을 팽팽하게 당기면서 수평으로 맞추어야 한다.
그렇게 맞추면서 배기 캠 커버를 임시로 조인다.
그 다음 흡기 캠을 올려서 배기캠과 사이의 체인이 팽팽하게 된 상태에서 IN 글씨 밑의 선을 헤드 평면에 수평으로 맞추고 캠 커버를 조인다.
그리고 체인 커버를 조립한다.
캠 커버 볼트를 12N.m 토크로 대각선 방향으로 조인다.
결과는 다음과 같다.
이것은 흡기 캠의 기준 선과 헤드 평면과의 수평 상태.
수평 OK.
이것은 배기캠의 기준 선과 헤드 평면과의 수평 상태.
수평 OK.
이것은 흡기캠과 배기캠 사이 기준 선의 상태. 엔진 우측(4번 실린더)에서 본 모습니다.
헤드 평면과 일정 각도 기울기가 있다.
지난 번에는 이 안쪽 선들을 헤드 평면과 수평으로 맞추려고 노력하다가 잘 못 맞춘 셈이 되었다.
이때의 우측 부분에서 본 4번 실린더의 캠은 두 개가 안 쪽으로 모여 있어야 한다.
캠 조립과 상사점 맞춤 작업까지 완료했다.
체인 텐셔너의 태엽을 스페셜 툴을 써서 고정한 다음, 헤드에 조립하고 태엽 툴을 뺀다.
체인 텐셔너 조립할 때는 8mm 롱 타입 복스를 사용하여야 복스 헤드가 텐셔너에 걸리지 않는다.
헤드 작업을 완료했다.
크랭크 샤프트를 돌려서 원만히 회전하는지 살펴본다.
역시 지난 번엔 상사점 셋팅이 잘못 되어있었다.
지난 번에는 상사점 부근에서 크랭크 샤프트를 돌리는데 힘이 제법 들어야 넘어갈 수 있었는데, 이번에는 약간의 힘만 더 주면 훅하고 지나갔다.
즉, 슬슬 돌아간다.
공기가 흡입되는 소리도 슉슉 잘 들린다.
게시글을 보고 도움을 준 여러분들 덕분이었다.
그 분들에게 감사의 말씀을 드린다.
오늘은 여기까지.
헤드 커버를 임시로 덮고 천으로 흡, 배기 구멍을 막은 다음 바이크 커버를 덮어 놓는다.
정말 오래 걸렸다.
이제 배관 재 조립해서 냉각수 넣고 캬브 조립한 다음 캬브 셋팅을 해야 한다.
Leonard.
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