디젤엔진 밸브 조정에 관한 고찰

밸브조정의 정의

 

먼저 밸브조정을 하는 장면을 사진으로 보여드리겠습니다.

엔진이 동력을 얻어려면 폭발행정 중에 밸브가 완전히 닫히도록 하기 위해서 밸브 스템과 밸브 스템을 작동하는 구성 요소 (로크암) 사이에 약간의 간격이 있어야 합니다. 금속으로 된 밸브스템은 가열되면서 팽창하여 밸브 스템이 전체적으로 길어집니다. 이 간격은 가열된 밸브 스템이 최대 길이에 있을 때에도 밸브가 완전히 닫히도록 하는 안전장치와 같습니다. 간격의 크기는 캠축의 금속 팽창과 오일의 열, 압력 및 점도에 따라 달라집니다.엔진을 사용함에 따라 이 간극이 좁아질 수 있기 때문에 적당한 간격으로 재조정하는 것을 밸브조정이라고 합니다. 밸브 간극조정의 개념은 밸브가 완전히 닫힐 수 있도록 간극을 만들어 주는 것을 말합니다.

밸브의 작동구조

밸브 트레인의 한쪽 끝에는 밸브의 움직임을 지시하는 캠축이 있습니다. 밸브 트레인의 다른 쪽 끝에는 밸브가 있는데, 밸브는 연소실이 닫힐 때 반드시 밀봉되어야 합니다. 밸브가 열리면 연소실 쪽으로 이동합니다. 이것은 밸브 헤드 후면에 있는 밸브의 밀봉이 개방됨을 의미한다. 밸브가 밀봉될 수 있으려면 캠축과 밸브스템끝단사이에 약간의 거리가 있어야 합니다. 이렇게 하면 밸브가 헤드와 접촉하여 씰링 됩니다. 필요한 간극이 존재하지 않으면 밸브가 완전히 씰링 되지 않고 배기 밸브와 헤드 사이에 뜨거운 배기가스가 흐르게 되어 짧은 시간 내에 두 밸브가 모두 부식됩니다. 이 경우 엔진이 압축 및 연소 압력을 상실하여 엔진 출력이 저하되고 결국 엔진 작동이 불가능해집니다.
참고로 배기열에 의해서 배기 밸브가 더 커지기 때문에 실린더 헤드의 시트와 접촉하고 냉각 상태를 유지하기 위해 더 많은 밸브간극이 필요합니다.
그리고 배기밸브가 흡기밸브보다 작은데 배기는 밀어내는힘으로 밀어내기 때문에 작더라도 괜찮으나 흡기 시에 흡기는 진공상태에서 공기를 흡입하기 때문에 입구를 더 넓게 하기 위해서 흡기밸브를 더 크게 만들어 놓았습니다.

엔진에 밸브 조정이 필요한 경우

엔진에 밸브 조정이 필요한 경우, 엔진의 소리가 부드럽지 않게 들릴 수 있습니다.
이것은 밸브의 큰 간극 공간 때문에 발생합니다. 로크암이 밸브를 때리게 되고 시끄러운 소리가 들리게 됩니다. 엔진에 밸브 조정이 필요한 또 다른 일반적인 신호는 거친 공회전입니다.
밸브가 적시에 흡기 및 배기를 열지 않으면 엔진으로 유입되는 공기 흐름이 제한되어 거친 공회전으로 나타날 수 있습니다. 또한, 부정확한 밸브 간극은 연소실내의 온도상승으로 오일 소비로 이어질 수 있습니다.
엔진오일 계량봉의 레벨이 점차 낮아지는 것을 발견하면 차량을 정비소로 가져가 엔진의 밸브 검사를 받고 필요한 경우 밸브 조정도 고려해야 합니다.

밸브 검사를 받아야 하는 경우

엔진의 밸브를 정비사가 정확히 언제 검사해야 하는지 알아보려면 사용 설명서를 참조해야 합니다.
일부 엔진 제조업체는 약 10만 Km마다 밸브 검사를 권장하는 반면 다른 회사는 16만 Km마다 밸브 검사를 권장합니다.

밸브 조정하는 방법(폭발순서에 따른 조정방법)

 

첫째, 밸브조정을 할 엔진의 해당 기통의 흡기밸브와 배기밸브가 완전히 닫힌 상태를 만들어둡니다.

엔진을 천천히 터닝합니다.
천천히 터닝을 하다 보면 배기 측 로크암이 배기밸브를 누르다가 올라오면서 멈춥니다.
이어서 흡기 측 로크암이 흡기밸브를 누르다가 올라옵니다. 이때 흡기밸브 측 조정규정치에 맞는 필러게이지를 흡기 측 배기밸브와 로크암사이의 틈새에 들어가도록 밀고 있습니다. 필러게이지가 틈새에 빡빡하게 들어가게 되는 시점에 엔진터닝을 멈춥니다.

둘째, 밸브조정을 할 때 흡기, 배기 측 로크암의 조정볼트의 고정너트를 풉니다.
셋째, 각각의 밸브의 끝단과 로크암의 사이틈새에 필러게이지를 넣습니다.
넷째, 조정볼트를 살짝 조여서 조정볼트가 필러게이지에 닿게 합니다.
이때 필러게이지를 밀고 당겨보았을 때 쑥 당겨지거나 쑥 밀리거나 하면 안 됩니다.
빡빡함을 유지하는 정도가 좋습니다.
다섯째, 조정볼트를 잡고 조정너트를 풀리지 않을 정도로 조입니다.
여섯째, 각기통별로 상기의 순서를 반복해서 전기통을 이와 같이 작업합니다.
6 기통일 경우, 폭발순서 1-5-3-6-2-4 또는 1-4-2-6-3-5의 순서로 진행합니다.
4 기통일 경우, 1-2-4-3 또는 1-3-4-2의 순서로 진행합니다.

밸브 조정 시 주의할 점

밸브간극이 크게 되면 로커암이 밸브를 때리기 때문에 소음이 발생합니다. 두 표면이 모두 경화되어 있으며, 더 큰 간극으로 인해 타격이 증가하면 이 표면에 손상이 생기게 됩니다. 로커/밸브가 손상되면 약간의 동력이 손실됩니다. 즉, 밸브가 약간 더 오래 닫혀 있게 됩니다.
그리고 충분하지 않거나, 밸브 간극이 없는 것이 훨씬 더 나쁩니다. 이로 인해 밸브가 너무 오랫동안 약간 열려 있을 수 있습니다. 즉, 간극이 너무 작으면 밸브가 완전히 닫히지 않습니다. 특히, 배기밸브의 경우 밸브가 완전히 닫히지 않은 경우 연소 및 배기 행정 동안 매우 뜨거운 가스가 밸브를 통과하여 누출되고 결국 밸브가 지속적으로 달구어져서 연소됩니다. 더불어 폭발 가스가 실린더를 빠져나갈 수 있게 해 압축압력이 떨어져서 엔진 효율을 떨어뜨립니다. 밸브와 밸브시트 사이에 카본 퇴적물이 만들어지고, 밸브가 제대로 닫히지 않으며, 상황이 더 나빠지고, 밸브가 녹거나 고장이 나서, 깨어지고 조각나서 피스톤과 헤드 사이에 부딪히고, 피스톤이 느슨해지고, 콘로드가 실린더블록을 치고 나오는 경우도 발생하는 것입니다.