Клапанные гнезда можно восстановить различными способами. Если гнезда изношены незначительно и требуется только восстановить их газонепроницаемость, притирают клапаны или фрезеруют гнезда с последующей их притиркой. При сильном износе гнезд, когда клапаны проседают более допустимой величины и требуется дополнительно восстановить проседание клапанов до нормального, проводят торцевание или кольцевание гнезд. Имеются и другие способы восстановления клапанных гнезд.

Притирка клапанов. Процесс притирки состоит в том, что конические поверхности клапана и гнезда смазывают слоем очень тонкого абразивного порошка с маслом, а клапану сообщают возвратно-вращательное движение. При этом в одном направлении вращения клапан прижимается к гнезду и их поверхности прирабатываются и притираются, а в обратном направлении вращения клапан приподнимается и притирки не происходит.

Необходимость подъема клапана и обратного его вращения вызвана тем, что при непрерывном нажатии и вращении в одном направлении абразивные частицы оставляют круговые риски и качественной притирки не получается. Кроме того, затрудняется поступление к трущимся поверхностям новых частиц абразивного порошка и масла.

Для притирки пользуются ручным прибором (при этом притирать можно лишь одно клапанное гнездо) или специальным притирочным станком (на нем одновременно притирают все клапаны).

После притирки на-конических поверхностях тарелки клапана и гнезда должна оставаться ровная матовая кольцевая полоска.

Разрывы матовой полоски, а также ее углубления на поверхности клапана не допускаются. Верхняя кромка полоски должна отстоять от края конусной поверхности тарелки клапана не менее чем на 1 мм.

Помимо притирки клапанов, герметичности сопряжения гнезда с клапаном можно добиться и другим способом — применением вибрирующей оправки (рис. 1), служащей для шлифования клапанного гнезда. Если гнездо изношено сильно, то вначале его шлифуют более грубым абразивным камнем (черновая шлифовка), затем более мелким (чистовая шлифовка). Для получения необходимой ширины фаски гнездо предварительно фрезеруют под углом 75 и 15° фрезами — шарошками.

Вибрирующая оправка состоит из стержня переменного сечения, на котором укреплен абразивный камень с углом в 45°. С одного конца оправки помещается направляющий стержень под направляющую клапанную втулку. При этом важно, чтобы между втулкой и стержнем был зазор 0,2 мм, который обеспечивает вибрацию оправки при вращении ее со скоростью 10—12 тыс. об/мин и получение сферической фаски.

Рис. 1. Вибрирующая оправка для шлифования клапанных гнезд.

Вращательное движение оправка получает от электрической дрели при помощи фигурного наконечника, который вставляется в верхний торец стержня оправки.

При таком способе восстановления клапанных гнезд необходима более тщательная шлифовка фаски клапана для получения более чистой поверхности.

Качество притирки клапанов проверяют керосином, который заливают во впускные и выпускные каналы головки. При этом в течение 5 минут керосин не должен проникать между клапанами и гнездами.

Качество притирки клапанов можно также проверить специальным прибором, прикрепляемым к головке цилиндров струбцинами. Уплотнение между головкой и крышкой прибора достигается резиновой прокладкой. В камеру накачивают воду до давления 3—5 атм. Если-вода не будет протекать во впускные и выпускные каналы через сопряжения гнезда с клапаном, то притирка выполнена удовлетворительно.

После восстановления клапанных гнезд и сборки головки проверяют утопание или выступание тарелки клапана относительно поверхности разъема головки.

Фрезерование клапанных гнезд. Клапанные гнезда фрезеруют при нарушении герметичности посадки клапана в гнезде и выступании тарелки клапана относительно гнезда не менее 2 мм (для тракторов «Универсал» и АСХТЗ-НАТИ) и не менее 0,5 мм (для трактора ХТЗ-7) и утопании относительно плоскости разъема головки не более 1 мм (для тракторов КД-35), не более 2 мм (для тракторов ДТ-54), не более 3 мм (для трактора ДТ-24) и не более 5 мм (для тракторов С-80).

Процесс фрезерования клапанных гнезд состоит в том, чтобы, пользуясь специальным набором фрез, восстановить геометрическую форму гнезда, необходимую ширину фаски и подготовить ее поверхность для притирки.

Черновой фрезой с углом в 45° снимают слой металла до выведения следов износа и восстановления конусной поверхности. При этом вследствие снятия металла с гнезда увеличивается ширина фаски. Для восстановления нормальной ширины фаски служат две фрезы: одна с углом 75°, при помощи которой ширину фаски гнезда уменьшают снизу, и вторая с углом 15°, пользуясь которой фаску гнезда уменьшают сверху. Нормально фаска гнезда должна располагаться не выше средней части фаски клапана.

После получения нормальной ширины фаски гнезда, его окончательно фрезеруют чистовой фрезой с углом 45°.

Для продления срока службы головки необходимо при фрезеровании фасок снимать как можно меньше металла.

Фаска изношенного клапанного гнезда обычно имеет раковины глубиной 0,03—0,05 мм. Для восстановления изношенного гнезда требуется снять слой металла 0,10— 0,15 мм.

Направляющий стержень фрезы должен входить в отверстие направляющей втулки клапана с зазором не более 0,05 м.

Торцевание клапанных гнезд необходимо при выступании тарелки клапана относительно гнезда менее 2 мм (для тракторов «Универсал» и АСХТЗ-НАТИ), менее 0,5 мм, (для трактора ХТЗ-7) и утопании тарелки нового увеличенного клапана ниже плоскости головки цилиндров более чем на 1 мм (для трактора КД-35).

Процесс торцевания заключается в том, что верхнюю плоскость гнезда клапана протачивают на глубину не более 2 мм, а по диаметру — не более диаметра кольца для кольцевания.

Торцеванием достигается уменьшение диаметра основания конуса гнезда, что дает возможность обычным фрезерованием гнезда добиться нормального выступания или утопания клапана.

После торцевания тарелка клапана должна выступать над поверхностью гнезда не менее чем на 2 мм (кроме клапанов трактора КД-35). Общая глубина гнезда головки трактора КД-35 после торцевания не должна превышать 4,5 мм.

Гнезда головок двигателей тракторов ДТ-24, ДТ-54 и С-80 не торцуют, так как в противном случае может произойти уменьшение степени сжатия за счет увеличения при торцевании объема камеры сгорания.

Кольцевание клапанных гнезд. Это делают при выступа-нии тарелки клапана относительно торцованного гнезда менее 1 мм (для тракторов «Универсал» и ХТЗ-7), менее 2 мм (для тракторов АСХТЗ-НАТИ) и при утопании относительно плоскости разъема головки более 3 мм (для тракторов КД-35), более 2 мм (для тракторов ДТ-54) и более 5 мм (для тракторов С-80).

Процесс кольцевания состоит в следующем. Изношенное гнездо, которое уже нельзя восстановить ни фрезерованием, ни торцеванием, подвергают цилиндрической расточке. В расточенное отверстие запрессовывают с определенным натягом кольцо, после чего в нем фрезеруют новую фаску.

Чтобы кольцо не выпадало при нагревании головки во время работы, его изготовляют из мелкозернистого чугуна твердостью 179—241 по Бринелю. В этом случае материал, из которого сделано кольцо, и сама головка имеют почти одинаковые коэффициенты объемного расширения. Заготовки подвергают старению длительным хранением на открытом воздухе или нагреванием до температуры 400—500° в печи в течение 3 часов с последующим медленным охлаждением.

На надежность посадки кольца в головке не меньшее влияние оказывает величина натяга, чистота наружной поверхности кольца и расточенного гнезда, а также их овальность и конусность.

Не меньшее значение имеет прилегание торцов кольца к дну расточенного гнезда.

Плотное прилегание необходимо для лучшей теплоотдачи, а следовательно, и предохранения клапанов от перегревания и обгорания.

При кольцевании головки цилиндров трактора С-80 рекомендуется для улучшения последующего теплоотвода ставить под торец кольца прокладку толщиной 0,25—0,40 мм из отожженной красной меди.

Чтобы получить хорошие результаты от кольцевания, необходимо строго выполнять определенные технические условия.

Поверхность расточенного отверстия и наружная поверхность кольца должны быть чистыми и гладкими. Наружная поверхность кольца должна быть прошлифована. Овальность и конусность (в мм) расточенного отверстия под кольцо и наружной поверхности кольца не должны превышать величин, указанных в таблице 3.

Перед запрессовкой колец необходимо нагреть головку в масле до 150—170° или в печи до 400—425°. Можно также нагревать головку в кипящей воде.

Точно выдержать размер отверстия при расточке значительно труднее, чем точно изготовить кольцо. Поэтому сначала растачивают гнезда, а по ним изготовляют кольца с размерами, обеспечивающими нормальный натяг.

Отверстие под кольцо обычно растачивают на сверлильном станке, пользуясь специальным универсальным приспособлением (рис. 2). Это приспособление устанавливают непосредственно на головке и центрируют по головке калибром, который тонким стержнем входит в специальную втулку, устанавливаемую вместо направляющей втулки, а центрирующим цилиндром — в отверстие кронштейна приспособления. После установки и центрирования приспособления с него снимают установочный калибр и втулку и устанавливают резцовую оправку, на которую предварительно надевают направляющую втулку и кольцо, которое ограничивает требуемую глубину растачиваемого отверстия. В таком виде резцовую оправку устанавливают в головку и центрируют по шпинделю сверлильного станка, а головку крепят к столу станка.

Резец в оправке по размеру растачиваемого отверстия под кольцо устанавливают, пользуясь размерным кольцом.

Кольцевание в конусное гнездо. В головках двигателей тракторов С-80 по типовой технологии предусматривается при кольцевании постановка стальных (сталь 40Х) ступенчатых колец с последующей их развальцовкой. В этом случае растачивают ступенчатое гнездо и с конусом. После запрессовки такого кольца в гнездо последнее развальцовывают специальной вальцовкой. Полученный в головке конус заполняется материалом кольца, обеспечивая его надежное крепление в головке.

Восстановление клапанных гнезд с трещинами по фаскам и между перемычками. Клапанные гнезда таких головок восстанавливают заваркой трещин газовой горелкой, а затем фрезеруют или проводят кольцевание с последующей притиркой клапанов.

Рис. 2. Приспособление для растачивания клапанных гнезд под кольцевание.

Перед заваркой трещины с ее кромок снимают фаску 4×45°, затем головку нагревают в печи до 650—700°. При заварке трещины пользуются чугунными прутками А6 (ГОСТ 2761—44). После заварки трещины головку вместе с печью или в специальных термоизоляционных ящиках очень медленно охлаждают, чтобы избежать появления новых трещин. У заваренной головки зачищают наплавленный шов и обычным способом фрезеруют и притирают гнезда.

Обычно после ремонта такие головки подвергают гидравлическому испытанию поддавлением 4ат в течение 5 минут.

Наварка фасок клапанных гнезд газовой горелкой. Перед наваркой с кромок трещин на фасках и перемычках между ними снимают фаски 4 Х45°, а гнезда подготавливают к наварке фрезерованием.

Наваривать фаски нужно на нагретой до температуры 650—700° головке, чтобы избежать появления новых трещин. Нагревать головки можно в обычной и в специальной печах.

Чтобы при наплавке гнезд металл не стекал, необходимо в клапанные гнезда вставлять земляные шашки.

Наваренная головка должна медленно, в течение 18— 20 часов, остывать вместе с печью, а затем пройти гидравлическое испытание и механическую обработку.

Восстановление клапанных гнезд дизельных двигателей наплавкой жидким чугуном. Этот способ разработан на Черкесском заводе «Молот» и состоит в следующем. Головку очищают от нагара и грязи. Клапанные гнезда расфрезеро-вывают, а на кромках трещин снимают фаски, чтобы получить шероховатую поверхность. Затем во впускные и выпускные каналы головки набивают формовочную землю до уровня фасок гнезд, а на последние устанавливают литники. После такой подготовки в гнезда заливают жидкий чугун; при этом важно, чтобы чугун все время омывал подготовленные поверхности, нагревая их до температуры оплавления. После наплавки головку медленно охлаждают в теплоизоляционном ящике или непосредственно вместе с печью. Охлажденную головку подвергают гидравлическому испытанию и проводят необходимую механическую обработку.

Восстановление клапанных гнезд запрессовкой вставки на два гнезда дизельных двигателей КДМ-46 и Д-54. Этот способ предложен работниками автотракторной конторы Грознефтьразведка. Он дает возможность восстанавливать головки с глубокими трещинами в перемычках между гнездами. Пользуясь специальной резцовой оправкой, захватывающей два клапанных гнезда и предкамеру, на головке вырезают гнездо на глубину 20 мм для двигателя КДМ-46 и 19,4 мм для Д-54 и растачивают выточку глубиной соответственно 7,5 и 6,8 мм.

Из чугунного литья вытачивают диск по размерам расточенного гнезда (рис. 3). В диске растачивают два отверстия для клапанных гнезд и предкамеры (двигатель КДМ-46)

или вихревой камеры (двигатель Д-54). Изготовленный диск запрессовывают в подготовленное в головке гнездо, предварительно установив под диск и его буртик прокладки.

Запрессованные диски должны выступать над плоскостью головки на 0,2 мм. Затяжкой головки шпильками достигается последующее уплотнение.

Восстановление клапанных гнезд торцеванием привалочной плоскости. Этот способ разработан на Черкесском заводе «Молот» для головок дизельного двигателя Д-54. При этом способе с привалочной поверхности сострагивают или сфрезе-ровывают металл толщиной 2—3 мм. Обычно это бывает возможно вследствие увеличенной толщины привалочной стенки против нормальной. Поэтому таким способом можно восстанавливать не все головки.