내 CB400의 캬브 오버홀을 마치고 속초로 장거리 시험 주행을 다녀왔다.
갈 때 그렇게 엔진을 혹사하고 갔는데 문제 없었는데, 막상 속초 도착해서 잠시 정지 상태에서 공회전했더니 냉각수를 토해냈다.
주행 전에 부동액을 넣고 다마스 라디에터 캡으로 바꾸고 다녀온 것인데, 다마스 라디에이터 캡은 0.9바에서 열리고 CB400 정품은 1.1바 였다.
낮은 압력 용이라 부동액이 끓어 넘친 것인가?
노노~
물이 일단 끓기 시작하면 쉽게 1.1바도 넘어간다.
물론 압력이 높게 유지되면 끓는 점도 높아지기는 할터이지만, 냉각수 온도가 올라가는 근본적인 문제가 있는 것이다.
무엇일까?
다마스 용 서모스탯을 준비해 놓고도 기존에 바이크에 달려 있던 서모스탯 하우징이 본드로 떡칠 되어 있어서 교환 못하고 그대로 다녀 온 것이었다.
단지, 라디에이터 팬 스위치만 기존 중국산인 80도 ON 제품에서 CB400 정품인 100도 ON 제품으로 바꾸었다.
작년에도 정품 팬 스위치인 상태에서 여름에 신호때문에 서행하자 오버플로우한 적이 있었다.
당시에는 팬이 녹아서 고착되어 있었고, 팬 스위치도 나가서 발생한 문제로 생각되어, 팬을 교체하고 팬 스위치를 중국산인 80도 ON 제품으로 바꾸고 그 이후로는 그런 일이 없었다.
단지, 팬이 너무 자주 돌아서 불편했을 뿐이다.
이런 바뀐 상황을 감안해 보았을 때 그러면 이번 오버히트는 무엇 때문이었을까?
주행 중 신호가 걸려서 클러치를 잡았을 때 엔진이 스스륵 꺼지며 재 시동도 잘 안되고 잠시 엔진 냉각 후에 시동이 걸린 것을 보면 엔진 온도가 과온이라는 것을 의미한다.
엔진이 과온이면 그 전에 라디에이터 팬이 돌았어야 했지만, 이번 오버히트 때는 팬이 돌지 않았다.
그러면 엔진은 과온이지만 라디에이터 쪽의 팬 스위치는 온도 감지를 하지 못했다는 의미이다.
이것은 라디에이터로 엔진의 뜨거운 물이 제대로 공급되지 않았다는 것을 의미한다.
여기에는 몇 가지 원인이 있을 수 있다.
1. 엔진 안에 순환 구멍이 막혔다.
2. 라디에이터가 막혔다.
3. 워터펌프가 고장이다.
4. 서모스탯이 고장이다.
이 중에서 가장 쉽게 확인할 수 있는 것은 서모스탯 확인이다.
본드로 떡이 되어 있는 서모스탯 하우징을 일단 뜯었다.
칼로 본드를 최대한 긁어내고 볼트를 풀러서 커버를 열었다.
아니나 다를까.
오링 하나 사오기 귀찮아서 교체 않고 조립했다가 물이 새니까 본드로 떡칠을 해 놓은 것이었다.
이 오링은 공업 표준이다.
S 계열 오링 S-48이고 47.5x2mm 짜리이다.
저 오링을 떼어 냈더니 아주 플라스틱처럼 딱딱하게 굳어서 부슬 부슬 부스러졌다.
윗 부분 플라스틱 부분에 있는 오링도 경화되어서 물이 새니까 본드를 잔뜩 발라놨다.
설마 센터에서 저렇게 하진 않았을것이고, 사용자가 자가 정비를 한 것 같다.
문제는 저런 본드 찌꺼기가 워터펌프에 부딪히면 블레이드가 손상되는 것이다.
문제다. ㅋ
저 플라스틱 부분의 오링은 파트 리스트에서 보면 18.9X1.5mm로 되어 있다.
이것은 비표준 같다. 표준 오링에서는 찾을 수 없었다.
저 오링의 플라스틱 쪽이 내경이고 이 내경은 약 19.5~20mm 정도이고, 아래 알루미늄 파트 턱의 외경 쪽은 23.5mm 정도이다.
그러면 역시 S 계열 오링 중, S-20인 19.5X1.5mm 오링을 사용하면 될 것으로 보인다.
이런 고온 부위에서는 실리콘이 NBR 보다 내구성이 낫다.
난 정품보다 실리콘 S 계열 오링으로 구매를 할 예정이다.
그런데 문제가 생겼다.
전 사용자가 서모스탯을 아예 빼 버린 것이었다. ㅋ
난 지금까지 서모스탯 없는 상태에서 바이크를 운행한 것이었다. ㅋ
보통 사용자들이 서모스탯이 고착된다는 표현을 하고, 이게 고착되면 라디에이터로 물을 잘 흘려보내지 못하여 냉각에 문제가 되니 아예 빼 버리고 사용하는 사용자가 있다.
과연 서모스탯을 빼 버리면 진짜 냉각에 도움이 될까?
우선 엔진이 냉간 시에는 서모스탯이 닫혀 있다.
이렇게 되면 엔진에서 나오는 냉각수가 다시 엔진으로 직접 흘러들어간다.
아래 CB400 매뉴얼의 냉각 시 냉각수 흐름을 보자.
워터펌프에서 나간 물은 두 군데로 갈라져서 엔진을 돌아나간 후에 서모스탯 하우징에 들어가고, 하우징 아래에 있는 구멍을 통하여 리턴되어 다시 워터펌프로 들어간다.
이것은 냉각수가 라디에이터로 유입되면 엔진온도가 빨리 올라가지 않기때문에 서모스탯으로, 라디에이터로 물이 흘러가는 구멍을 막아주기 때문에 가능한 일이다.
엔진이 냉각이 잘되면 좋은 것으로 잘못 아는 사람들이 있다.
엔진은 적절한 온도를 유지해야 열효율도 좋고 연소 효율도 올라간다.
따라서 엔진 온도를 빨리 올리기 위해 저러한 회로를 갖춰 놓은 것이다.
써모스탯은 그래서 필요하다. 함부로 제거하지 말자.
자, 그 다음, 엔진 냉각수가 써모스탯이 열리는 온도까지 상승한다.
써모스탯은 온도가 올라가면 밸브 구멍이 열리게 된다.
CB400의 경우는 거의 10mm 이상 열리는 것 같다.
자 여기서 중요한 점.
스프링이 쪼그라들면서 밸브도 열리지만 밸브의 축에 연결되어 있는 저 황동 부분이 밑으로 내려가서 서모스탯 하우징 하부의 구멍을 막는다.
이 구멍은 위 콜드 서킷에서, 엔진에서 나온 물이 라디에이터를 거치지 않고 워터펌프 인렛으로 리턴되는 구멍이다.
즉, 서모스탯 스프링이 줄어들면 두 가지 동작을 동시에 한다.
엔진에서 나오는 뜨거운 물을 라디에이터로만 보내고, 워터펌프 인렛으로 직접 리턴되는 구멍은 막는 것이다.
아래는 써모스탯이 열리는 온도일 때 냉각수의 흐름이다.
만약 써모스탯이 콜드 회로에서 워터펌프 인렛으로 순환시키던 구멍을 막아주지 않는다면?
엔진을 식히고 나온 물이 뜨거운 물의 일부가 라디에이터 대신 워터 펌프 인렛으로 유입되어 엔진에 들어가 엔진 온도를 올리게된다.
써모스탯을 제거하면 이 현상이 발생하는 것이다.
이와 같이 써모스탯은 엔진이 서모스탯 동작 온도 이상으로 온도가 올라가면 열리게 되고 이때, 써모스탯은 엔진에서 나온 뜨거운 물이 다시 워터펌프를 거쳐 엔진으로 들어가는 구멍은 막아주고 라디에이터로 가는 구멍만 열어 놓게 된다.
실제 써모스탯 하우징 사진으로 위 내용을 정리하면 다음과 같다.
즉, 써모스탯을 제거하면 오히려 냉각에 도움이 안된다.
왜냐하면, 써모스탯을 제거하면 엔진에서 나오는 뜨거운 물이 일부만 라디에이터로 흘러가고 대부분은 다시 엔진으로 들어가서 엔진 온도를 높이기 때문이다.
라디에이터 내부는 방열을 위해서 물이 복잡하게 흐르는 경로를 가지고 있으며 이는 압력 손실을 수반한다.
따라서 서모스탯이 없으면, 엔진에서 나온 고온의 물은 압력이 높은 라디에이터로 흐르기보다는 관 구멍이 작아도 저항하는 압력이 낮아서 잘 흐를 수 있는 리턴 라인 쪽으로 흘러가서 엔진을 과열시키게 된다.
리턴라인 하부에는 워터펌프 인렛이 연결되어 있어서 물을 계속 빨아들이는 힘이 작용하고 있다.
라디에이터 하단도 워터펌프 인렛에 연결되어 있지만 호스의 직경이 비록 작아도, 리턴되는 라인의 차압이 낮을 것으로 보인다. 라디에이터로 흐르는 물은 저항을 많이 받기 때문이다.
이렇게되면 라디에이터로 흐르는 물 양이 적기 때문에 라디에이터가 온도가 오르지 않고 이 때문에 냉각수의 팬 스위치가 잘 동작하지 않게된다.
써모스탯을 빼낸 단순한 동작으로 이러한 연쇄적인 엔진 고온 현상을 접하게 될 것이다.
따라서 절대!
써모스탯을 빼내고 사용하지 말자.
물론 고착되어서 전혀 열리지 않는 서모스탯이라면 급한 경우라면 빼 놓고 쓸 수도 있겠지만, 이걸 빼내고 써야 냉각이 더 잘되는 것으로 잘 못 알고 있는 사람들만 없으면 된다.
원리를 제대로 알고 상황에 대처하도록 하자.
써모스탯을 빼낸다고 냉각이 더 잘되는 것은 아니며 오히려 엔진을 과열시키게 된다!
( 상황에 따라 다르다. 서모스탯이 고착인 상태여서 제대로 열리지도 않고 제대로 리턴 라인을 막지도 못하는 상황이라면 빼는 것이 나을 수도 있다.)
또한, 아무 생각없이 써모스탯 하우징을 교체하는 경우도 많지만, 위 냉각 회로를 잘 살펴보면 크랙이 가거나 하는 문제만 없다면 굳이 써모스탯 하우징까지 통째로 교체할 필요가 없다는 것을 알 수 있다.
서모스탯이 정상 동작을 해도 서모스탯 하우징의 리턴 라인 입구가 스케일 등으로 지저분하면 서모스탯 하부의 황동 부분이 리턴 라인을 잘 막을 수 없다.
반대로 생각하면, 리턴 라인 입구의 스케일만 잘 제거해주면 서모스탯 하우징은 잘 쓸 수 있다는 의미이다.
내 서모스탯 하우징의 리턴 구멍 입구 상태는 아래와 같다.
서모스탯 황동 부분이 저 구멍보다 크기때문에 리턴 라인을 막을 수 있는 것이다.
저 빨간 부분 근처만 편평하게 잘 닦아주면 써모스탯 하우징을 굳이 교체할 필요는 없다.
이것이 제법 비싸다.
CB400 써모스탯은 다마스나 라보의 것과 호환된다.
연식마다 틀리겠지만 내 버전인 VTEC1 1999년식은 제대로 맞는다.
다마스 것을 구입해서 맞춰 보았더니 완전 똑같다.
이것을 끓는 물에 이대로 넣어본다.
밸브가 열리면서 약 2mm 정도 뜬다.
즉, 이 써모스탯 하우징 커버를 조립해 놓은 상태라면 서모스탯 하부의 황동부분이 엔진으로 들어가는 리턴 라인 구멍을 잘 막아준다는 의미이다.
(나중에 알아보니 CB400 정품도 82도에서 열린다. 즉, 다마스 것과 동작온도와 외형이 완전히 똑같다. 호환품으로 사용하는데 전혀 문제 없다.)
이로서, 지난 번 시험 주행에서 서행 시 냉각수가 끓어 넘친 이유는 알게되었다.
작년까지는 80도에서 동작하는 중국산 팬 스위치를 썼었다.
그리고 써모스탯이 아예 없어서 엔진에서 나온 뜨거운 물 일부분이 엔진으로 직접 리턴되고 일부가 라디에이터로 흘러 갔는데 그나마 주행 중이면 바람때문에 식었던 것이었고, 중국산 팬 스위치가 낮은 온도에서 동작했기때문에 그나마 서행 중에도 끓어넘치지는 않았던 것이다.
그러나 이번에 역시 써모스탯이 없는 상태에서 100도에서 ON되는 정품 팬 스위치를 사용하자, 엔진으로 리턴되는 뜨거운 냉각수가 있었고, 라디에이터로 충분한 물이 넘어가지 않았기때문에, 100도 이상으로 라디에이터 온도가 올라가지 않았고, 그로 인해 팬이 돌지 않았으며 이로 인해 냉각수가 냉각이 되지 않아서, 비등점 이상으로 온도가 상승하여 끓어 넘쳤던 것이다.
이제 이 현상을 이해했으니, 써모스탯 하우징에 저 다마스 용 써모스탯을 조립해서 아이들링을 장 시간해봐야 겠다.
팬이 도는데도 물이 끓어넘치지 않으면 성공한 것이다.
Leonard.
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