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目前装载机大都采用气顶油制动系统，通过控制气制动阀使制动加力泵实现行车制动。由于装载机作业环境恶劣，作业时需要短时间内频繁进、退制动，造成气制动阀故障率较高。气制动阀主要故障形式是制动失灵和漏气，故障原因是空气中的杂质侵入阀体，造成密封件磨损或阀芯卡滞。为了避免杂质侵入，提高气制动阀安全性、操纵性、可靠性，我们参照现有气制动阀结构，对其润滑、密封及过滤性能进行了改进。本文介绍改进后新型气制动阀的组成、原理及结构。
1.组成和工作原理
(1)组成
改进后的新型气制动阀主要由脚踏板1、顶杆2、防尘罩3、刮尘油封4、上阀体5、导向环6、橡胶弹簧7、活塞8、阀芯9、下回位弹簧10,呼吸阀11、上回位弹簧12、出气腔滤网13、下阀体14、活塞密封件14、阀体密封件15、排气口滤网16等组成，如图1所示。
(2)原理
气制动阀进气口连接气源，出气口连接加力泵，当驾驶员踩下脚踏板1时，脚踏板下压顶杆2，使顶杆2向下移动，顶杆2通过橡胶弹簧7推动活塞8向下移动，活塞8向下移动时，将阀芯9与下阀体14密封带脱离，此时进气口和出气口相连，气体进入制动加力泵，实现制动。
当驾驶员抬起脚踏板时，阀芯9在下回位弹簧10作用下向上推动活塞8，使阀芯9和下阀体14密封带密封，并使进气口和出气口连通处断开，此时出气口的气体通过阀芯9中间排气口排到大气中，活塞8在上回位弹簧12作用下，向上移动，通过橡胶弹簧7使顶杆2、脚踏板1回到原始位置，从而解除制动。
2.结构
(1)脚踏板
我们在设计脚踏板尺寸时，使其符合亚洲人的脚形、尺寸和用力特点，脚踏板接触面设有硫化橡胶层，其表面设有凸凹形花纹，具有防滑、防锈、防卡等作用。脚踏板的铰接点通过销轴与上阀体铰接，脚踏板踩下时通过滚轮压迫顶杆，滚轮与顶杆接触面内设储油槽，槽内涂敷润滑脂，保障滚轮与顶杆接触可靠、动作灵活。
(2)上阀体
上阀体材质为铝合金，用于将气制动阀安装在驾驶室底板上，上阀体顶杆的通孔内设置上、下导向环，导向环选择具有润滑功能的聚四氟乙烯材料制成，在2个导向环中间设置储油槽，顶杆处设置刮尘油封，在顶杆和安装板之间设置防尘罩，防止灰尘进入上阀体与顶杆的间隙内，保障顶杆动作顺畅灵活。
(3)活塞
活塞材质为铝合金，活塞与阀芯的密封部位设置橡胶密封件。橡胶密封件采用硫化处理，使橡胶贴附在密封面上。橡胶密封件的密封面延续到活塞外圆上，使橡胶贴合牢固。该橡胶密封件较硬，并采用上悬唇形密封结构，唇形密封凸出于金属外圆，不易粘连杂质，具有自动清洁作用。活塞结构如图2所示。
(4)阀芯
阀芯的材质为黄铜，采用“T”形结构，上部为平台，该平台为密封面，密封面上端与阀体上的密封唇密封。阀芯的下部是活塞杆，设置在底座中心孔内且形成密封，密封面光洁度为镜面，即能提高密封性，又不易粘连杂质，且具备自动清洁功能。阀芯结构如图3所示。
(5)底座
底座的材质为铝合金，底座套装在阀芯外面，采用精密配合，内腔光洁度为镜面，底座上部设置蓄油槽，用于保证密封圈的润滑及阀芯移动顺畅。蓄油槽上面的防尘圈与阀芯为过盈配合，以防止润滑脂流失。底座的定位面与内腔呈90°直角，以保障底座与阀芯的同轴度。对底座采取的以上措施，人大减少杂质的进入阀芯，避免了阀芯卡滞，提高了密封性。底座结构如图4所示。
(6)下阀体
下阀体材质为铝合金，结构分为上腔和下腔两部分。上腔配装活塞总成、上回位弹簧、滤网，上腔配装阀芯、底座、下回位弹簧、过滤网，上腔和下腔保持同轴度，以保证活塞运动灵活。下阀体结构如图5所示。
下阀体上腔的出气口及下腔的进气口各增加1个过滤网，上腔的出气腔滤网为塑料一骨架的精滤网，下腔的进气腔滤网为不锈钢骨架的粗滤网。设置滤网可有效防止压缩机空气滤芯失效后空气中杂质以及储气罐、管路锈蚀产生的杂质进入气制动阀，从而提高密封性，减少阀芯卡滞，保证内部各部件密封可靠性和动作灵活。
3.使用效果
我们采用气流运动模式，对新型气制动阀各部零件的导向、润滑、定位性能进行设计，充分保障各零部件动作可靠，有效防止卡滞，提高了气制动阀安全性、有效性、可靠性。新型气制动阀阀体外部结构和尺寸与现有气制动阀相同，可以直接与现有产品实现互换。
新型气制动阀经过试验台30万次粉尘环境试验，又经过200台装载机装机试验，均末发生故障。目前新型气制动阀已批量装机，制动系统故障率下降了60%，取得了良好的使用效果。
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