Honda의 CB400 1999년식부터는 엔진에 VTEC 기술이 적용되었다.
각 실린더 당 흡기 배기 밸브가 각각 두개씩이지만 평소에는 흡기 배기 각각 한 개의 밸브만 작동을 하고 특정 RPM 이상에서부터는 나머지 한개씩도 동작하는 방식이다.
저속에서는 연비를 올리고, 출력을 올리고 싶을 때면 간단히 엔진의 회전수를 올림으로 해서 나머지 밸브를 작동시켜 출력을 높일 수 있는 장치이다.
실제 주행해보면, 살살 다니다가 앞 차를 추월하고 싶을 때 추월 차선으로 빠져서 드로틀을 감으면 7000rpm 정도에 도달했을 때 뒤에서 바이크를 밀어주는 느낌이 날 정도로 출력이 상승한다.
한 번 이 VTEC이 작동될 때의 호쾌한 가속에 맛들이면 CB400을 빠져나오기 힘들다.
그러면 실제 어떤 구조일까?
헤드를 분리하여 밸브를 분해 해 보았다.
우선 배치를 보자.
각 실린더 당 저 RPM에서 기본 작동하는 흡배기 밸브가 대각선으로 배치되어 있다.
이는 실린더 안에서 혼합기의 연소 및 배기 효율을 높이기 위해서이다.
V 표시를 한 밸브가 Vtec 작동을 하는 밸브이다.
즉, 특정 RPM 이하에서는 밸브가 열리지 않고 특정 RPM 이상으로 올라가면 열리는 밸브이다.
자세히 보면 이 밸브는 저렇게 보통 상태에서 기본 밸브의 높이보다 높게 올라와 있다.
실제 구조를 보면 상시 동작하는 기본 밸브는 아래 사진과 같다.
일반적인 밸브 구조와 같다.
밸브 헤드가 사진과 같이 보이고, 여기에 shim을 올려 놓고 캡을 덮는다.
저 shim의 두께를 조절하여 캠과의 간극을 맞춘다.
문제는 Vtec이 있는 밸브인데 사진 상에 보다시피 밸브 헤드가 아래로 내려가 있다.
이 구조에 대해서 인터넷에서 찾은 자료는 다음과 같다.
(
https://world.honda.com/worldnews/1999/2990118.html )
이런 구조이다.
아래는 VTEC이 동작하지 않을 때이다.
저 RPM 에서는 아래와 같이, 캠이 밸브 캡을 눌러도 밸브 캡이 아우터 스프링만 누를 뿐 밸브는 누르지 못한다.
밸브 캡의 위치를 자세히 보자.
특정 RPM 이상이 되어서 ECU에서 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브에 신호를 보내서 유압을 공급하면 이 유압에 의하여 밸브 캡과 밸브 헤드 사이에 있는 슬라이드 핀 홀더셋 가운데에 들어가 있는 핀이 튀어나와서 밸브를 누를 수 있게된다.
자, 그럼 실제 밸브를 분리해 보자.
Vtec 쪽의 밸브 캡을 뽑아보면 그 안 구조는 이렇다.
슬라이더 핀 홀더를 보면,
이렇다면 오일이 들어가면 가운데 구멍 쪽으로 튀어나오는 핀은 이 부분에 있어야 한다.
그런데 오일 압력을 가해서 보지 않았기 때문에 저 안에 핀이 튀어나오는지는 모르겠으나, 저 안에 정말 핀이 있다는 말인가?
만약 그렇다면 몇 가지 의문이 남는다.
1. 핀은 어떻게 넣었지? 그냥 저 오일 들어가는 홈으로 넣은건가?
2. 리턴 스프링이 핀이 튀어나오는 구멍을 가로질러 눌러줘야 핀을 구멍 안으로 다시 넣을 수 있는데, 문제는 이런 구조면 핀이 들어가 있을 때에도 스프링이 밸브 가 왔다 갔다 하는 구멍에 튀어 나와 있기때문에 밸브 헤드가 이 스프링을 눌러서 스프링이 파손되게 된다. 어떻게 스프링이 파손되지 않는거지? 그리고 난 슬라이드 핀 홀더 8개의 센터 구멍 안에서 리턴 스프링을 본 적이 없다.
3. 핀이 튀어나오는 초기나 들어가고 있는 중에 끝 부분에 약간 밸브 머리 가장 자리가 걸리면 핀이나 밸브 머리 가장자리가 부서지지는 않나?
4. VTEC 밸브와 캠과의 간극은 VTEC이 동작하지 못하는 정지 상태 즉, 저 핀이 튀어나오지 않은 상태에서 측정할 수 밖에 없는데, 그렇다면 캠과 밸브 사이의 간극을 정확히 측정할 수 없다. 왜냐하면 밸브 헤드는 핀을 누르며 그 핀과 접촉하는 면이 얼마나 눌려 있는지에 따라서 밸브 캡과 캠 사이의 간격이 변할 것이기 때문이다.
게다가 저 핀 구멍의 모양으로 보면 핀은 원통형상인 것 같은데, 그 면이 밸브 헤드에 맞아서 찌그러지지 않을까? 그렇다면 리턴이 안될텐데?
일단 CB400 Vtec1의 파트 매뉴얼에서 저 밸브 부분을 보면 다음과 같다.
8번이고, 이 파트의 부품번호는 '14730-MCE-000 홀더셋,슬라이드' 이라고 되어 있다.
저 부품 안에 핀과 리턴 스프링이 들어 있다면 그것이 표시되어 있을텐데 표시가 안되어 있다.
고민을 하다가 혼다 웹사이트의 다른 페이지에서 아래 그림을 찾았다.
(
https://world.honda.com/motorcycle-technology/vtec/ )
위 그림과 동일하지만 컬러로 되어 있고, 약간 더 크게 그려져 있다.
동작하지 않을 때,
동작할 때,
자세히 보면 핀이 구멍에 완전히 나오는 것이 아니고 일부만 나온다.
즉, 저 핀은 원통형상이 아니고 밸브 헤드의 편평한 부분에 맞는 편평한 직경을 가지는 판이 튀어 나오며 위에서 봤을 때 반월 형 모양을 가지는 판이 슬라이드 홀더 안에 있는 것 같다.
리턴 스프링도 구멍 외주 부분에서 이 핀을 눌러서 리턴시키는 것으로 보인다.
저 슬라이드 핀 홀더가 여분이 있으면 잘라서 안 쪽 단면을 보고 싶다.
만약 추측한 구조라면 대부분의 의문이 해결된다.
그러나 여전히 해결 안되는 의문이 있다.
밸브 간극을 어떻게 잡느냐이다.
핀이 튀어 나와서 동작되기 전에는 측정이 의미가 없을텐데.
그런데 가만히 저 작동 구조를 보자.
상시 동작 밸브는 실제 밸브를 닫힘으로 유지해주는 Inner spring 이 밸브를 잡아 주고 있고 그 위에 shim과 밸브 캡이 올려져 있다.
즉, 이 shim 두께를 잘 못 맞추면 밸브와 캠 사이의 간격이 넓거나 좁아져서 밸브 치는 소리가 나거나 밸브가 완전히 안 닫힐 수 있다.
그러나 VTEC 밸브는 Outer 스프링 위에 슬라이드 핀 홀더가 얹혀 있고, 이 홀더 위에 shim이 있고 그 위에 밸브 캡이 씌워져 있다.
즉, VTEC이 작동되고 있지 않을 때에도 캠이 돌아가면 이 밸브 캡이 늘 캠을 눌러주고 있는 구조이지만, 그렇다고 이 때문에 밸브가 열리지는 않는다. 즉, 압축이 샐 우려는 없다. 캠은 밸브를 눌러주지 못하고 단지 아우터 스프링만을 눌러 줄 뿐이다.
즉, 일반 밸브는 캠의 튀어나온 부분이 밸브 캡을 거쳐 shim을 거쳐 밸브 헤드를 눌러줄 때만 밸브가 열리고, 캠의 들어간 부분이 밸브 캡 위 있을 때는 정해진 간극 만큼 떨어져 있는 구조인데 반해서,
Vtec 밸브는 캠의 들어간 부분이 밸브 캡 위에 있을 때에도 간극이 없이 붙어 있는 구조이다.
따라서 VTEC 밸브와 캠 사이의 간극을 핀이 튀어 나오지 않은 상태에서 어떻게 측정하는 것인지에 대한 의문이 남는다.
캠이 어떤 위치에 있던지 간에 캠과 밸브 캡은 간격이 없이 붙어 있는데.
이 부분에 대해서는 좀 더 고민을 해봐야 할 것 같다.
VTEC 정비 매뉴얼을 본 적이 없어서 책에 어떻게 밸브 간극을 설정하라고 되어 있는지 알지 못한다.
VTEC 정비 매뉴얼을 구해봐야하겠다.
ps :
바이크 카페의 한 회원께서 좋은 정보를 주셨다.
https://www.youtube.com/watch?v=LwTPXg1qoMw
여기보면, 이 러시아분이 밸브 간격을 보는 방법을 보여주고 있다.
우선 핀은 유압이 들어가는 구멍을 찌르면 튀어나오고 해제하면 들어간다.
이것은 핀이 튀어나오기 전.
이것은 핀이 튀어나온 후.
오~ 재밌군. 저 핀을 저 홀더셋 안에 어떻게 넣었을까? 게다가 리턴 스프링까지???
역시 핀은 원통형이 아니라 예상대로 플랫한 반월모양의 핀이 튀어나오는구나. ㅎㅎ
실제로는 사각핀이겠지만 원형 구멍으로 보이니 반월 모양이다.
암튼, 결론은 이거다.
저 유압 들어가는 구멍에 플라스틱 막대 등을 잘라서 넣은 후 밸브 캡을 덮는다.
이러면 핀이 튀어나온 상태가 된다.
그리고 아우터 스프링을 빼고 조립된 밸브 캡을 밸브 위에 얹은 다음 캠과의 클리어런스를 측정하고 shim을 보정한다.
끝.
간단한 방법인데 머리를 싸 맸군.
저 러시아분과 이런 정보를 알려주신 카페 회원분에게 감사 말씀을 전한다.
Leonard.
