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目前裝載機大都采用氣頂油制動系統，通過控制氣制動閥使制動加力泵實現行車制動。由于裝載機作業環境惡劣，作業時需要短時間內頻繁進、退制動，造成氣制動閥故障率較高。氣制動閥主要故障形式是制動失靈和漏氣，故障原因是空氣中的雜質侵入閥體，造成密封件磨損或閥芯卡滯。為了避免雜質侵入，提高氣制動閥安全性、操縱性、可靠性，我們參照現有氣制動閥結構，對其潤滑、密封及過濾性能進行了改進。本文介紹改進后新型氣制動閥的組成、原理及結構。
1.組成和工作原理
(1)組成
改進后的新型氣制動閥主要由腳踏板1、頂桿2、防塵罩3、刮塵油封4、上閥體5、導向環6、橡膠彈簧7、活塞8、閥芯9、下回位彈簧10,呼吸閥11、上回位彈簧12、出氣腔濾網13、下閥體14、活塞密封件14、閥體密封件15、排氣口濾網16等組成，如圖1所示。
(2)原理
氣制動閥進氣口連接氣源，出氣口連接加力泵，當駕駛員踩下腳踏板1時，腳踏板下壓頂桿2，使頂桿2向下移動，頂桿2通過橡膠彈簧7推動活塞8向下移動，活塞8向下移動時，將閥芯9與下閥體14密封帶脫離，此時進氣口和出氣口相連，氣體進入制動加力泵，實現制動。
當駕駛員抬起腳踏板時，閥芯9在下回位彈簧10作用下向上推動活塞8，使閥芯9和下閥體14密封帶密封，并使進氣口和出氣口連通處斷開，此時出氣口的氣體通過閥芯9中間排氣口排到大氣中，活塞8在上回位彈簧12作用下，向上移動，通過橡膠彈簧7使頂桿2、腳踏板1回到原始位置，從而解除制動。
2.結構
(1)腳踏板
我們在設計腳踏板尺寸時，使其符合亞洲人的腳形、尺寸和用力特點，腳踏板接觸面設有硫化橡膠層，其表面設有凸凹形花紋，具有防滑、防銹、防卡等作用。腳踏板的鉸接點通過銷軸與上閥體鉸接，腳踏板踩下時通過滾輪壓迫頂桿，滾輪與頂桿接觸面內設儲油槽，槽內涂敷潤滑脂，保障滾輪與頂桿接觸可靠、動作靈活。
(2)上閥體
上閥體材質為鋁合金，用于將氣制動閥安裝在駕駛室底板上，上閥體頂桿的通孔內設置上、下導向環，導向環選擇具有潤滑功能的聚四氟乙烯材料制成，在2個導向環中間設置儲油槽，頂桿處設置刮塵油封，在頂桿和安裝板之間設置防塵罩，防止灰塵進入上閥體與頂桿的間隙內，保障頂桿動作順暢靈活。
(3)活塞
活塞材質為鋁合金，活塞與閥芯的密封部位設置橡膠密封件。橡膠密封件采用硫化處理，使橡膠貼附在密封面上。橡膠密封件的密封面延續到活塞外圓上，使橡膠貼合牢固。該橡膠密封件較硬，并采用上懸唇形密封結構，唇形密封凸出于金屬外圓，不易粘連雜質，具有自動清潔作用。活塞結構如圖2所示。
(4)閥芯
閥芯的材質為黃銅，采用“T”形結構，上部為平臺，該平臺為密封面，密封面上端與閥體上的密封唇密封。閥芯的下部是活塞桿，設置在底座中心孔內且形成密封，密封面光潔度為鏡面，即能提高密封性，又不易粘連雜質，且具備自動清潔功能。閥芯結構如圖3所示。
(5)底座
底座的材質為鋁合金，底座套裝在閥芯外面，采用精密配合，內腔光潔度為鏡面，底座上部設置蓄油槽，用于保證密封圈的潤滑及閥芯移動順暢。蓄油槽上面的防塵圈與閥芯為過盈配合，以防止潤滑脂流失。底座的定位面與內腔呈90°直角，以保障底座與閥芯的同軸度。對底座采取的以上措施，人大減少雜質的進入閥芯，避免了閥芯卡滯，提高了密封性。底座結構如圖4所示。
(6)下閥體
下閥體材質為鋁合金，結構分為上腔和下腔兩部分。上腔配裝活塞總成、上回位彈簧、濾網，上腔配裝閥芯、底座、下回位彈簧、過濾網，上腔和下腔保持同軸度，以保證活塞運動靈活。下閥體結構如圖5所示。
下閥體上腔的出氣口及下腔的進氣口各增加1個過濾網，上腔的出氣腔濾網為塑料一骨架的精濾網，下腔的進氣腔濾網為不銹鋼骨架的粗濾網。設置濾網可有效防止壓縮機空氣濾芯失效后空氣中雜質以及儲氣罐、管路銹蝕產生的雜質進入氣制動閥，從而提高密封性，減少閥芯卡滯，保證內部各部件密封可靠性和動作靈活。
3.使用效果
我們采用氣流運動模式，對新型氣制動閥各部零件的導向、潤滑、定位性能進行設計，充分保障各零部件動作可靠，有效防止卡滯，提高了氣制動閥安全性、有效性、可靠性。新型氣制動閥閥體外部結構和尺寸與現有氣制動閥相同，可以直接與現有產品實現互換。
新型氣制動閥經過試驗臺30萬次粉塵環境試驗，又經過200臺裝載機裝機試驗，均末發生故障。目前新型氣制動閥已批量裝機，制動系統故障率下降了60%，取得了良好的使用效果。
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