CN105849377A - 发动机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种发动机装置,其具备尾气净化装置,能效率良好地配置在发动机搭载空间内。发动机(1)具备处理尾气的尾气净化装置(2)。上述尾气净化装置(2)配置在发动机(1)的上面侧。在发动机一侧的排气歧管(7)设置部设置排气节流装置(65),使排气节流装置(65)在俯视观察时相对于发动机(1)的右侧面斜置,在汽缸盖罩(8)的右侧面与排气节流装置(65)的内侧面之间形成间隙(8a)。

Description

发动机装置
技术领域
本发明涉及搭载柴油发动机的建筑机械(推土机、液压挖掘机、装载机)、农业机械(拖拉机、联合收割机)或发电机、压缩机等的发动机装置,更加具体来说,涉及设有将尾气中含有的颗粒状物质(煤烟)等除去的尾气净化装置的发动机装置。
背景技术
以往,开发了这样的技术,其在发动机的排气路径中设有尾气净化装置(柴油微粒过滤器),通过尾气净化装置的氧化触媒或烟垢过滤器等对从柴油发动机排出的尾气进行净化处理(例如参照专利文献1)。而且,近年,为了应对环境,在建筑机械、农业机械等作业机械的领域,也要求在其机械中使用的柴油发动机中设置尾气净化装置(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-145430号公报
专利文献2:日本特开2007-182705号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在设置尾气净化装置的场合,在发动机的排气路径中取代消音器(消声器)而仅仅配置尾气净化装置的话,尾气净化装置明显比消音器重。为此,即便把专利文献2中公开的建筑机械上的消音器的支撑构造用于尾气净化装置的支撑构造,也存在无法稳定地组装尾气净化装置的问题。而且,轮式装载机这样的作业机械,为了防止与周围接触而要使回旋半径小,要求行驶机体自身紧凑化,发动机搭载空间受制约。同样,发动机发电机等定置型作业机也受其设置空间的制约而要求小型化,受机框内部的发动机搭载空间的制约。
于是,本发明提供一种对这些现状加以研究而实施了改善的发动机装置。
用于解决课题的技术构件
本发明第一方面为一种发动机装置,所述发动机装置具备对发动机的尾气进行处理的尾气净化装置,将上述尾气净化装置配置在上述发动机的上面侧,排气节流装置被设置在上述发动机一侧的排气歧管设置部,使上述排气节流装置在俯视观察时相对于上述发动机的一侧面斜置。
本发明第二方面为,在本发明第一方面所述的发动机装置中,上述排气节流装置的冷却水用配管的相连部对着上述发动机的冷却扇侧。
本发明第三方面为,在本发明第一或第二方面所述的发动机装置中,上述尾气净化装置搭载在上述发动机的飞轮箱上,上述排气歧管的排气出口朝上开口,而且,上述排气节流装置配置在上述排气歧管的排气出口的上部,上述排气节流装置经排气出口管与上述尾气净化装置的入口管连结。
本发明第四方面为,在本发明第一~第三方面中的任一项所述的发动机装置中,上述排气歧管具备使排气压传感器管与上面的压力取出口相连的结构,上述排气压传感器管以穿过汽缸盖罩与上述排气节流装置之间的间隙的方式延伸设置,与设置在上述冷却扇侧的排气压力传感器相连。
本发明第五方面为,在本发明第一方面所述的发动机装置中,上述尾气净化装置搭载在上述发动机的飞轮箱上,能够更换样式不同的上述飞轮箱。
本发明第六方面为,在本发明第五方面所述的发动机装置中,尾气传感器配置在上述尾气净化装置的上侧面,在侧面观察时上述发动机的上面与上述尾气传感器的上面形成一个平面。
本发明第七方面为,在本发明第五或第六方面所述的发动机装置中,排气出口管固定在上述发动机的排气歧管上,上述排气出口管与上述尾气净化装置的入口管连结,而且,在上述排气歧管与上述排气出口管之间设有排气节流装置。
本发明第八方面为,在本发明第七方面所述的发动机装置中,跟搭载了上述发动机等的主机框架对置的上述尾气净化装置的一侧面与上述排气节流装置的外侧面形成一个平面。
发明效果
根据本发明第一方面,由于所述发动机装置具备对发动机的尾气进行处理的尾气净化装置,将上述尾气净化装置配置在上述发动机的上面侧,排气节流装置被设置在上述发动机一侧的排气歧管设置部,使上述排气节流装置在俯视观察时相对于上述发动机的一侧面斜置,所以,可以把上述排气节流装置的冷却水用配管的相连部朝外形成,将上述排气节流装置与上述发动机侧面相接近地紧凑地支撑,而且,可以容易地防止上述冷却水用配管因机械振动而与上述发动机接触造成损伤。
根据本发明第二方面,由于上述排气节流装置的冷却水用配管的相连部对着上述发动机的冷却扇侧,所以,可以把与上述冷却扇连动的跟冷却水泵相连的上述排气节流阀箱的冷却水用配管形成为短尺寸的管,可以容易地降低上述冷却水用配管的机械振动等。
根据本发明第三方面,由于上述尾气净化装置搭载在上述发动机的飞轮箱上,上述排气歧管的排气出口朝上开口,而且,上述排气节流装置配置在上述排气歧管的排气出口的上部,上述排气节流装置经排气出口管与上述尾气净化装置的入口管连结,所以,不仅可以把向上述发动机的侧面进行安装的高度形成得紧凑,而且由于固定在高刚性的上述飞轮箱上,所以能将作为重量物的上述尾气净化装置的支撑构造高刚性地构成。而且,仅仅改变上述排气出口管的样式,就可以容易地改变上述尾气净化装置的安装位置等,能简单应对各种作业车辆的发动机室空间,搭载载置有上述尾气净化装置的上述发动机。
根据本发明第四方面,由于上述排气歧管具备使排气压传感器管与上面的压力取出口相连的结构,上述排气压传感器管以穿过汽缸盖罩与上述排气节流装置之间的间隙的方式延伸设置,与设置在上述冷却扇侧的排气压力传感器相连,所以,从上述排气歧管的压力取出口到上述排气压力传感器的相连路径无需迂回其它构成部件,可以将上述排气压传感器管形成为短尺寸,简化上述排气压传感器管及相连部件的防振构造。
根据本发明第五方面,由于上述尾气净化装置搭载在上述发动机的飞轮箱上,能够更换样式不同的上述飞轮箱,所以,可以分开使用样式不同的上述飞轮箱改变上述尾气净化装置的支撑高度,可以容易地在装载机或发电机等各种作业机上搭载同一样式的上述发动机。
根据本发明第六方面,由于尾气传感器配置在上述尾气净化装置的上侧面,在侧面观察时上述发动机的上面与上述尾气传感器的上面形成一个平面,所以,可以在上面平坦的发动机罩内部形成发动机室,在上述发动机室中紧凑地组装上述发动机。尤其是,在装载机等中,驾驶座椅的操作者可以容易地隔着发动机罩上面观察机体后方等。
根据本发明第七方面,由于排气出口管固定在上述发动机的排气歧管上,上述排气出口管与上述尾气净化装置的入口管连结,而且,在上述排气歧管与上述排气出口管之间设有排气节流装置,所以,当分开使用样式不同的上述飞轮箱时,可以通过更换上述排气出口管来配置同一样式的上述尾气净化装置。
根据本发明第八方面,由于跟搭载了上述发动机等的主机框架对置的上述尾气净化装置的一侧面与上述排气节流装置的外侧面形成一个平面,所以,可以由上述主机框架简单地构成围住上述发动机的发动机室构造,而且可以容易地提高配置有上述尾气净化装置的上述发动机的组装作业性。而且,可以把上述尾气净化装置的一侧面对着上述主机框架的平坦的垂直状壁面,与上述排气节流装置的外侧面紧凑接近地配置,在有限的发动机室空间中紧凑地组装上述发动机。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的柴油发动机的右侧面图。
图2是图1的柴油发动机的左侧面图。
图3是图1的柴油发动机的俯视图。
图4是图1的柴油发动机的背面图。
图5是图1的柴油发动机的正面图。
图6是拆下机油过滤器后的柴油发动机的左侧面图。
图7是拆下机油过滤器后的柴油发动机的俯视图。
图8是本发明的柴油发动机的正面立体图。
图9是图1的柴油发动机的背面立体图。
图10是图1的柴油发动机的俯视立体图的放大图。
图11是图3的部分放大图。
图12是尾气净化装置的外观立体图。
图13是尾气净化装置的组装(分解)说明图。
图14是用来说明飞轮箱上的安装部的构成的放大图。
图15是本发明的第1实施方式的另一例的柴油发动机的右侧面图。
图16是本发明的第1实施方式的柴油发动机的右侧面处的一部分的放大图,图16(a)是表示图1所示构成的一部分的放大图,图16(b)是图15所示构成的一部分的放大图。
图17是图15的柴油发动机中的尾气净化装置的组装(分解)说明图。
图18是用来说明图15的柴油发动机中的飞轮箱上的安装部的构成的放大图。
图19是本发明的第2实施方式的柴油发动机的右侧面图。
图20是图19的柴油发动机的左侧面图。
图21是图19的柴油发动机的俯视图。
图22是图19的柴油发动机的背面图。
图23是图19的柴油发动机的正面图。
图24是图20的部分放大图。
图25是作为搭载了第1实施方式的柴油发动机的作业机械的一例的轮式装载机的左侧面图。
图26是图25的轮式装载机的俯视图。
图27是用来说明座椅框架的旋转的、图25的轮式装载机的右侧面的放大图。
图28是用来说明发动机罩盖子的旋转的、图25的轮式装载机的右侧面的放大图。
图29是作为搭载了第1实施方式的柴油发动机的作业机械的另一例的叉车的侧面图。
图30是图29的叉车的俯视图。
图31是作为搭载了第2实施方式的柴油发动机的作业机械的一例的定置型作业机的立体图。
图32是图31的定置型作业机的机框的截面俯视图。
图33是图32的机框的截面侧面图。
具体实施方式
以下,参照图1~图18,根据附图对本发明的第1实施方式的发动机装置进行说明。另外,以下,作为本实施方式中的作业机械,列举具备作为作业部的装载机装置的轮式装载机,对其详细构成进行说明。
首先,参照图1~图11对本实施方式的发动机装置,列举搭载在后述的轮式装载机211(参照图25及图26)等作业机械上的作为原动机的柴油发动机1,在以下进行说明。如上所述,柴油发动机1具备通过排气节流装置65相连的尾气净化装置2。尾气净化装置2具有去除柴油发动机1的尾气中的颗粒状物质(PM)的作用,以及降低柴油发动机1的尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)的作用。
柴油发动机1具备内装发动机输出用曲轴3和活塞(图示省略)的缸体4。在缸体4上载置缸盖5。在缸盖5的左侧面配置进气歧管6。在缸盖5的右侧面配置排气歧管7。在缸盖5的上侧面配置汽缸盖罩8。在缸体4的后侧面设置冷却扇9。在缸体4的前侧面设置飞轮箱10。在飞轮箱10内配置飞轮11。飞轮11轴支在曲轴3(发动机输出轴)。通过曲轴3向作业车辆(反铲、叉车等)的作动部取出柴油发动机1的动力。
而且,在缸体4的下面配置油盘12。在油盘12内贮存润滑油。油盘12内的润滑油被配置在缸体4内的靠左侧面的部位的机油泵(图示省略)吸引,经由配置在缸体4的左侧面的机油冷却器18以及机油过滤器13供给到柴油发动机1的各润滑部。被供给到各润滑部的润滑油其后返回油盘12。机油泵(图示省略)通过曲轴3的旋转进行驱动。机油冷却器18用来由冷却水将润滑油冷却。
机油冷却器18,在缸体4的左侧面安装在油盘12的上方。机油冷却器18与冷却水配管18a、18b相连,其内部具有冷却水循环的构造。机油过滤器13重叠在机油冷却器18的左侧进行设置。即,彼此左右连结的机油过滤器13及机油冷却器18,在油盘12的上方位置,从缸体4的左侧面朝外侧(左侧)突出地进行设置。
机油冷却器18,如图2及图4所示,在缸体4的左侧面安装在油盘12的上方。机油冷却器18在其下方与冷却水配管18a、18b相连,具有在其内部循环冷却水的构造。而且,机油冷却器18在与冷却水配管18a、18b的冷却水配管相连部18c的上方具有与机油配管13a、13b相连的机油配管相连部18d。因此,机油冷却器18通过机油配管相连部18d与机油配管13a、13b连结,从而与配置在缸体4上方的机油过滤器13相连。
机油过滤器13,如图2~图4所示,配置在从缸盖5的左侧面朝左侧离开的位置。机油过滤器13配置在与汽缸盖罩8大致相同的高度位置,相对于缸体4的左侧面下侧的机油冷却器18远隔地配置。而且,机油过滤器13把与机油配管13a、13b相连机油配管相连部13c作为上侧,把去除润滑油的不纯物的过滤器部13d作为下侧。即,机油过滤器13配置在自柴油发动机1的左侧面离开的位置,而且,在比柴油发动机1的上面高度(汽缸盖罩9上面的高度)高的位置与机油配管13a、13b连结。
因此,如图4所示,当把柴油发动机1搭载在机体框架94上时,可以把机油过滤器13配置在机体框架94的外侧。即,一方面柴油发动机1的左侧面被机体框架94的内侧面覆盖,另一方面,机油过滤器13被配置在机体框架94的外侧。而且,通过把机油配管13a、13b沿着机体框架94的内侧面从下侧朝上侧进行配管,从而,在机体框架94的上侧位置,机油过滤器13与机油冷却器18连结。由此,当更换机油过滤器13的过滤器部13d时,作业者可以在机体框架94的外侧作业,所以可以提高其作业性、维护性。
如图2及图6所示,在缸体4的左侧面中的机油冷却器18的上方(进气歧管6的下方)安装用来供给燃料的燃料供给泵14。把具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀(图示省略)的4汽缸份的各喷射器15设置在柴油发动机1上。在各喷射器15上,通过燃料供给泵14及圆筒状的共轨16及燃料过滤器(图示省略)与搭载在作业车辆上的燃料箱(图示省略)相连。
上述燃料箱的燃料从燃料供给泵14被压送到共轨16,高压的燃料被蓄积在共轨16中。通过对各喷射器15的燃料喷射阀分别进行开闭控制,将共轨16内的高压的燃料从各喷射器15喷射到柴油发动机1的各汽缸。
在缸体4的后面靠右部位的部位,如图1及图4所示,与冷却扇9的扇轴同轴状地配置着冷却水循环用的冷却水泵21。由曲轴3的旋转,通过冷却扇驱动用V型皮带22将冷却扇9和冷却水泵21一起驱动。搭载在作业车辆上的散热器24内的冷却水,由冷却水泵21的驱动被供给到冷却水泵21。而且,将冷却水供给到缸体4及缸盖5,将柴油发动机1冷却。另外,在冷却水泵21的右侧方设有交流发电机23。
如图1及图2所示,在缸体4的左右侧面分别设有发动机脚安装部19。具有防振橡胶并与机体框架94的左右侧壁连结的发动机脚体(图示省略)分别螺栓紧固在各发动机脚安装部19。柴油发动机1通过各发动机脚体(图示省略)被防振地支撑在作业车辆中的行驶机体的机体框架94上。由此,可以抑制柴油发动机1的振动传递到机体框架94。
进而,参照图1~图8,对EGR装置26(尾气再循环装置)进行说明。在朝上突出的进气歧管6的入口部通过EGR装置26(尾气再循环装置)连接着空气净化器32(参照图7)。新空气(外部空气)从空气净化器32经由EGR装置26送到进气歧管6。EGR装置26具备:将柴油发动机的尾气的一部分(来自排气歧管的EGR气)与新空气(来自空气净化器32的外部空气)混合后供给到进气歧管6的EGR本体箱27(收集器)、通过吸气管33将空气净化器32与EGR本体箱27连通的吸气节流阀部件28、通过EGR冷却器29与排气歧管7相连的作为回流管路的再循环尾气管30、使EGR本体箱27与再循环尾气管30连通的EGR阀部件31。
即,进气歧管6与新空气导入用的吸气节流阀部件28通过EGR本体箱27相连。而且,从排气歧管7延伸的再循环尾气管30的出口侧与EGR本体箱27连通。EGR本体箱27被形成为长筒状。吸气节流阀部件28螺栓紧固于EGR本体箱27的纵向的一端部。EGR本体箱27的朝下的开口端部,以能装拆的方式螺栓紧固于进气歧管6的入口部。
而且,再循环尾气管30的出口侧通过EGR阀部件31与EGR本体箱27连结。再循环尾气管30的入口侧经由EGR冷却器29与排气歧管7的下面侧连结。再循环尾气管30在飞轮箱10上方迂回于缸盖5的前面进行配管。而且,通过调节EGR阀部件31内的EGR阀(图示省略)的开度,来调节朝EGR本体箱27的EGR气供给量。
通过上述构成,从空气净化器32经由吸气节流阀部件28向EGR本体箱27内供给新空气(外部空气),另一方面,从排气歧管7经由EGR阀部件31向EGR本体箱27内供给EGR气(从排气歧管排出的尾气的一部分)。来自空气净化器32的新空气和来自排气歧管7的EGR气,在EGR本体箱27内混合之后,将EGR本体箱27内的混合气供给到进气歧管6。即,从柴油发动机1排到排气歧管7的尾气的一部分,通过从进气歧管6回流到柴油发动机1,从而,降低高负荷运转时的最高燃烧温度,降低从柴油发动机1排出NOx(氮氧化物)的排出量。
当如上述那样配置EGR冷却器29时,在排气歧管7上一体地形成EGR气取出管61。而且,将管接头部件62与排气歧管7螺栓紧固。通过EGR气取出管61对EGR冷却器29的EGR气入口部进行支撑,并且,通过与再循环尾气管30相连的管接头部件62对EGR冷却器29的EGR气出口部进行支撑,由此,将EGR冷却器29从缸体4(具体来说左侧面)分离开进行配置。
而且,与管接头部件62连结的再循环尾气管30,如如图1~图3及图6~图8所示,潜入尾气净化装置2的净化入口管36的下侧,朝缸盖5前面进行配管。即,再循环尾气管30和净化入口管36在飞轮箱10的上方交叉,且使净化入口管36处于上侧。因此,在缸盖5前方且飞轮箱10上方,再循环尾气管30从缸盖5的右侧面朝左侧面延伸,另一方面,净化入口管36跨再循环尾气管30的上方朝前后方向延伸。
这样,如图1及图9所示,在缸体4的右侧面,将EGR气冷却用的EGR冷却器29配置的排气歧管7的下方。因此,可以沿着发动机1的一侧面将排气歧管7和EGR冷却器29紧凑地设置。而且,在柴油发动机1的右侧方(排气歧管7侧),设有将冷去水泵21与EGR冷却器29及排气节流装置65相连的冷却水配管路径。由此构成为,来自冷却水泵21的冷却水不仅供给到柴油发动机1的水冷部,而且还将其一部分送往EGR冷却器29及排气节流装置65。
而且,如图1、图3~图5及图7~图10所示,在缸盖5的右侧方,具备提高柴油发动机1的排气压的排气节流装置65。使排气歧管7的排气出口朝上开口。排气歧管7的排气出口,经由用来调节柴油发动机1的排气压的排气节流装置65,与弯管状的中继管66可装拆地连结。排气节流装置65具有内装排气节流阀的节流阀箱68、内装有来自对排气节流阀进行开动控制的马达(促动器)的动力的动力传递机构等的促动器箱69,和通过促动器箱69与节流阀箱68连结的水冷箱70。通过上述动力传递机构,上述马达的旋转轴能够通过齿轮等与节流阀箱68内的排气节流阀的旋转轴连动。
在排气歧管7的排气出口上载置节流阀箱68,在节流阀箱68上载置中继管66,由4根螺栓将中继管66经节流阀箱68紧固在排气歧管7的排气出口体。将节流阀箱68的下面侧固定在排气歧管7的排气出口体。将中继管66的下面侧开口部固定在节流阀箱68的上面侧。将中继管66的朝横向的开口部与尾气净化装置2的净化入口管36连结。
因此,将排气歧管7经中继管66及排气节流装置65与上述尾气净化装置2相连。从排气歧管7的出口部经节流阀箱68及中继管66移动到尾气净化装置2内的尾气,通过尾气净化装置2进行净化之后,从净化出口管37移动到尾管135,最终排出到机外。
而且,中继管66在排气节流装置65与尾气净化装置2的排气入口管36之间的位置,具备与排气歧管7连结的连结支撑部66x。连结支撑部66x由从中继管66的外周面朝排气歧管7突出的翼状的板构成,被紧固在排气歧管7的右侧面。中继管66将排气入口经排气节流装置65与排气歧管7的排气出口连结,而且,把尾气朝排气入口管36进行流动的管部与排气歧管7的侧面连结,由排气歧管7支撑。因此,中继管66由高刚性的排气歧管7支撑,能够高刚性地构成借助于中继管66对尾气净化装置2的支撑构造。
通过上述构成,根据由尾气净化装置2中的差压传感器44检测出的压力差使排气节流装置65的上述马达作动,从而实施烟垢过滤器40的再生控制。即,当烟垢(煤烟)堆积在烟垢过滤器40上时,通过使排气节流装置65的排气节流阀闭合动作的控制来提高柴油发动机1的排气压,从而,使从柴油发动机1排出的尾气温度上升为高温,使堆积在烟垢过滤器40的烟垢(煤烟)燃烧。其结构,烟垢消失,烟垢过滤器40进行再生。
而且,即便持续进行负荷小、尾气温度容易变低的作业(容易堆积烟垢的作业),也可以把排气节流装置65用作将排气压强制上升的排气升温机构,使烟垢过滤器40再生、维持尾气净化装置2的适当的尾气净化能力。而且,还不需要用来将堆积在烟垢过滤器40的烟垢燃烧的燃烧器等。而且,在发动机1起动时,也可以通过排气节流装置65的控制来提高柴油发动机1的排气压,从而使来自柴油发动机1的尾气的温度成为高温,促进柴油发动机1的暖机。
如上所述,排气节流装置65,通过将节流阀箱68的尾气取入侧紧固在朝上开口的排气歧管7的排气出口,从而将中继管66经节流阀箱68与排气歧管7相连。因此,可以在高刚性的排气歧管7上支撑排气节流装置65,将排气节流装置65的支撑构造高刚性地构成,而且,例如与经中继管66将节流阀箱68与排气歧管7相连的构造相比较,可以缩小排气节流装置65的尾气取入侧的容积,高精度地调节排气歧管7内的排气压。例如,可以把供给到尾气净化装置2等的尾气的温度简单维持在适合进行尾气净化的温度。
而且,在排气歧管7的上面侧紧固节流阀箱68,在节流阀箱68的上面侧紧固弯管状的中继管66,将节流阀箱68和中继管66以多层装配置于排气歧管7,在最上层部的中继管66上连结排气管72。因此,无需改变排气节流装置65的支撑姿势,或改变中继管66的样式,就可以与例如尾气净化装置2的安装位置等相一致地改变中继管66的安装姿势(排气管72的连结方向)。
而且,使排气歧管7的排气出口朝上开口,在排气歧管7的上面侧设置节流阀箱68,在节流阀箱68的上面侧形成节流阀气出口,并在节流阀箱68的下方夹着排气歧管7配置EGR气冷却用的EGR冷却器29。因此,可以沿着发动机1的一侧面紧凑地设置排气歧管7、排气节流装置65、EGR冷却器29。
这样,柴油发动机1将中继管66紧固在排气节流装置65的上面侧,将排气节流装置65和中继管66多层状地配置在排气歧管7,将排气节流装置65的尾气入口与最上层部的中继管66连结。因此,可以在排气歧管7与尾气净化装置2之间将排气节流装置65紧凑地接近地配置,在有限的发动机设置空间中将排气节流装置65紧凑地组装。而且,仅仅改变中继管66的形状就可以容易地把尾气净化装置2配置在规定位置。
对设置在柴油发动机1的右侧方(排气歧管7侧)的冷却水配管路径进行说明。冷却水返回软管(冷却水泵吸入侧配管)75的一端与冷却水泵21相连,在冷却水返回软管(冷却水泵吸入侧配管)75的另一端连接水冷箱70的冷却水出口管76。中继软管(EGR冷却器排出侧配管)78的一端与水冷箱70的冷却水入口管77相连,在中继软管(EGR冷却器排出侧配管)78的另一端连接EGR冷却器29的冷却水排水口。而且,EGR冷却器29的冷却水取入口通过冷却水取出软管(EGR冷却器吸入侧配管)79与缸体4相连。
即,在冷却水泵21上,EGR冷却器29及排气节流装置65串联连接。而且,在由上述各软管75、78、79等形成的冷却水流通路径中,将排气节流装置65配置在冷却水泵21与EGR冷却器29之间。排气节流装置65位于EGR冷却器29的下游侧。来自冷却水泵21的冷却水的一部分,从缸体4经EGR冷却器29供给到排气节流装置65,进行循环。
而且,水冷箱70使冷却水出口管76及冷却水入口管77分别从其背面侧(扇9侧)朝冷却水泵21突出。即,把水冷箱70配置在节流阀箱68后侧(扇9侧),从而,使冷却水出口管76及冷却水入口管77的端头对着冷却水泵21。由此,可以把水冷箱70的冷却水出口管76与冷却水泵21接近地配置,将返回软管75形成为短尺寸。而且,冷却水出口管76配置在冷却水入口管77的上侧(排气节流出口侧)。
如上所述,夹着曲轴3,分别在进气歧管6侧配置机油冷却器18、在排气歧管7侧配置后述的EGR冷却器29。即,俯视观察时,夹着柴油发动机1的曲轴3在进气歧管6侧配置机油冷却器18、在排气歧管7侧配置EGR冷却器29,因此,使EGR冷却器29用的冷却水流通系统和机油冷却器18用的冷却水流通系统夹着曲轴3分为左右两侧。为此,使各个冷却水流通系统的配置易于明了,可以提高组装作业性、维护性。
排气节流装置65从汽缸盖罩8的右侧面离开地进行配置,从而,使节流阀箱68中的排气节流阀的旋转轴线方向(促动器箱69内的马达的旋转轴线方向)65a沿汽缸盖罩8的右侧面平行。即,在排气节流装置65中,与汽缸盖罩8的右侧面最接近的水冷箱70的左端面在分离开的状态下与汽缸盖罩8的右侧面平行。因此,在汽缸盖罩8的右侧面与排气节流装置65的内侧面(左侧面)之间形成间隙8a。另外,在排气节流装置65中,水冷箱70的右端面处于自汽缸盖罩8的右侧面离开最远的位置。
排气节流装置65,把跟机体框架94对置的外侧面(右侧面),与跟同一机体框架94对置的尾气净化装置2的一侧面(右侧面)形成一个平面。即,尾气净化装置2的排气入口侧端面(右侧面)与排气节流装置65的外侧面(右侧面)在机体框架94的内侧处于一个平面。由此,可以由机体框架94简单地构成将柴油发动机1围住的发动机室构造,而且可以容易地提高配置了尾气净化装置2的柴油发动机1的组装作业性。
而且,相对于形成一个平面的尾气净化装置2的一侧面(右侧面)与排气节流装置65的外侧面(右侧面),交流发电机23的外侧面(右侧面)也同样地形成一个平面。即,交流发电机23跟机体框架94对置的外侧面(右侧面),与跟同一机体框架94对置的尾气净化装置2的一侧面(右侧面)形成一个平面。由此,可以把尾气净化装置2的一侧面、排气节流装置65的外侧面和交流发电机23的外侧面对着机体框架94的平坦的垂直状壁面紧凑地接近配置,可以将柴油发动机1在有限的发动机室空间中紧凑地组装。
排气节流装置65,在俯视观察(从上面观察)时,配置在相对于尾气净化装置2的净化入口管36朝外侧(右侧)偏置的位置。即,节流阀箱68相对于尾气净化装置2的净化入口管36朝接近机体框架94的位置偏置地进行配置。随之,中继管66,在俯视观察(从上面观察)时,具有使排气入口侧(排气节流装置65侧)处于排气出口侧(尾气净化装置2侧)外侧(右侧)的S字形状。
在排气节流装置65中,促动器箱69配置在节流阀箱68的右侧,在水冷箱70的后端左侧,冷却水出口管76及冷却水入口管77上下配置。即,在水冷箱70的背面侧(扇9侧)中,尽管在促动器箱69的左侧面与汽缸盖罩8的右侧面之间配置冷却水返回软管75及冷却水中继软管78,但能确保足够的空间。因此,可以容易地防止冷却水返回软管75及冷却水中继软管78因机械振动而与发动机本体接触造成损伤。
如图1、图3、图4、图7、图9,及图10所示,排气歧管7具备将排气压传感器管85与压力取出口83相连的结构。即,设置在排气歧管7的上面的压力取出口83,与沿汽缸盖罩8的右侧面延伸设置的排气压传感器管85的一端相连。而且,在汽缸盖罩8的后端侧(冷却水泵21侧)设置排气压力传感器84,此排气压力传感器84经柔性橡胶软管等构成的排气压软管86(相连部件)与排气压传感器管85的另一端相连。
即,排气压传感器管85穿过汽缸盖罩8与排气节流装置65之间的间隙8a延伸设置。因此,从排气歧管7的压力取出口83到排气压力传感器84的相连路径无需迂回其它构成部件,可以将排气压传感器管85形成为短尺寸,使排气压传感器管85及相连部件的防振构造简化。而且,间隙8a还可以确保与汽缸盖罩8最接近的水冷箱70的左端面与汽缸盖罩8之间的空间。为此,可以把冷却水配管(冷却水返回软管75及冷却水中继软管78)隔开间隔并排设置在排气压传感器管85。因此,可以容易地防止上述冷却水配管因机械振动而与发动机本体接触造成损伤。
压力取出口83配置在排气歧管7的上面、且缸盖5与中继管66之间的位置。而且,如图3所示,在排气歧管7的上面,压力取出口83的外侧(中继管66侧),附设对排气歧管7内的尾气温度进行测定的气体温度传感器82。气体温度传感器82的电气配线87,如图2、图3,及图6~图8所示,在汽缸盖罩8的前端(飞轮9侧)上部通过,与左侧面的连接器相连。
如图6及图7所示,散热器24通过风扇罩(图示省略)配置在柴油发动机1的后方,且与冷却扇9相向的位置。而且,在散热器24的前面,对着冷却扇9配置机油冷却器25。这样,散热器24及机油冷却器25在柴油发动机1的后方的与冷却扇9相向的位置,按其散热量变小的顺序,对着冷却风的排出方向配置成一列。因此,通过冷却扇9的旋转驱动,将外气从柴油发动机1后方吸引,由此,外气(冷却风)分别吹到作为热交换器的散热器24及机油冷却器25,对其进行空冷。
接着,参照图1~图3、图5~图9,及图11~图14对尾气净化装置2进行说明。尾气净化装置2具备具有净化入口管36及净化出口管37的尾气净化箱38。此尾气净化箱38构成为朝左右方向长长地延伸的圆筒形状。而且,在尾气净化箱38的右侧(尾气移动方向上游侧)及左侧(尾气移动方向下游侧)都分别设有净化入口管36及净化出口管37。
而且,尾气净化装置2固定在飞轮箱10上,配置在缸盖5及汽缸盖罩8前方。此时,净化入口管36设置在尾气净化箱38中的圆筒形状侧面的右侧后方。而且,净化入口管36形成为跨再循环尾气管30朝后方且向斜上方弯曲的形状,能装拆地与中继管66进行螺栓紧固。另一方面,净化出口管37设置在尾气净化箱38的圆筒形状侧面的左侧下方,连接着尾管135。
在尾气净化箱38的内部,沿尾气的移动方向串联排列着生成二氧化碳(NO2)的白金等柴油氧化触媒39(气净化体),和将捕集的颗粒状物质(PM)在比较低的温度连续地氧化除去的蜂巢构造的烟垢过滤器40(气净化体)。另外,由消音器41形成尾气净化箱38的一侧部,在消音器41上设置与尾管135连结的净化出口管37。
通过上述构成,由柴油氧化触媒39的氧化作用生成的二氧化碳(NO2),从一侧端面(取入侧端面)向烟垢过滤器40内供给。包含在柴油发动机1的尾气中的颗粒状物质(PM)被烟垢过滤器40捕集,通过二氧化碳(NO2)连续地氧化除去。不仅将柴油发动机1的尾气中的粒状物质(PM)除去,而且降低柴油发动机1的尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)的含有量。
而且,热敏式的上游侧气体温度传感器42与下游侧气体温度传感器43附设于尾气净化箱38。由上游侧气体温度传感器42检测柴油氧化触媒39的气体流入侧端面的尾气温度。由下游侧气体温度传感器43检测柴油氧化触媒的气流出侧端面的尾气温度。
进而,在尾气净化箱38上附设作为尾气压力传感器的差压传感器44。由差压传感器44检测烟垢过滤器40的上游侧和下游侧间的尾气的压力差。根据烟垢过滤器40的上游侧和下游侧间的排气压力差计算烟垢过滤器40中的颗粒状物质的堆积量,可以把握烟垢过滤器40内的堵塞状态。
一体地设置有电气配线连接器51的差压传感器44,与气体温度传感器42、43的电气配线连接器55一起支撑在大致L字形的板状的传感器托架(传感器支撑体)46上。此传感器托架46能进行装拆地安装在传感器支撑部56上,该传感器支撑部56形成在出口夹持法兰45中的一方的圆弧体上。即,传感器支撑部56形成在离开净化入口管36侧最远的消音侧的出口夹持法兰45的一部分上。而且,通过将传感器托架46的铅直板部螺栓紧固在圆弧体的传感器支撑部56,从而将传感器托架46以能装拆的方式安装在消音侧的出口夹持法兰45上。另外,传感器托架46不限于紧固在出口夹持法兰45上,也可以紧固在将尾气净化箱38组装时固定着的中央夹持法兰等另外的夹持法兰上。
上游侧传感器配管47和下游侧传感器配管48的一端侧分别与差压传感器44相连。夹着尾气净化箱38内的烟垢过滤器40,将上游侧和下游侧的各传感器配管凸体49、50配置在尾气净化箱38上。上游侧传感器配管47和下游侧传感器配管48的另一端侧分别与各传感器配管凸体49、50相连。
通过上述构成,烟垢过滤器40的流入侧的尾气压力与烟垢过滤器40的流出侧的尾气压力之差(尾气的差压)通过差压传感器44进行检测。被烟垢过滤器40捕集的尾气中的颗粒状物质的残留量与尾气的差压成比例,因此,当残留在烟垢过滤器40中的颗粒状物质的量增加到规定以上时,根据差压传感器44的检测结果,实施使烟垢过滤器40的颗粒状物质量减少的再生控制(例如使排气温度上升的控制)。而且,当颗粒状物质的残留量进一步增加到可进行再生控制的范围以上时,对尾气净化箱38进行装卸分解,清扫烟垢过滤器40,进行人为地将颗粒状物质除去的维护作业。
固定在传感器托架46上的差压传感器44及气体温度传感器42、43的电气配线连接器55所形成的尾气测定用传感器机构,在侧面观察时与柴油发动机1的上表面几乎配置成同一平面。柴油发动机1的构造为,在尾气净化装置2的上侧面配置尾气传感器44,且柴油发动机1的上表面与尾气传感器44的上表面在侧面观察时形成一个平面。即,差压传感器44及气体温度传感器42、43的电气配线连接器55所形成的尾气测定用传感器机构,在侧面观察时与排气出口管(中继管)66的最上部配置在大致相同的高度。
接着,对尾气净化装置2的安装构造进行说明。尾气净化装置2中的尾气净化箱38,将连结脚体(左托架)80通过螺栓紧固以能装拆的方式安装在下游侧的出口夹持法兰45上,而且,将固定脚体(右托架)81焊接固定。此时,连结脚体80的安装凸台部通过螺栓紧固而安装在设于出口夹持法兰45的圆弧体的带贯通孔的脚体紧固部。而且,固定脚体81在净化入口管36侧焊接固定在尾气净化箱38的外周面。即,固定脚体81设置在尾气净化箱38的入口侧(上游侧),连结脚体80设置在尾气净化箱38的出口侧(下游侧)。另外,连结脚体80不限于紧固在出口夹持法兰45上,也可以紧固在当组装尾气净化箱38时被固定的中央夹持法兰等另外的夹持法兰上。
设置在此尾气净化箱38的外周的连结脚体80及固定脚体81,分别螺栓紧固在被形成于飞轮箱10的上面侧的净化装置安装部(DPF安装部)89。即,尾气净化装置2通过连结脚体80及固定脚体81稳定地连结支撑在作为高刚性部件的飞轮箱10上。因此,尽管尾气净化装置2被包含在发动机1的振动系,但是,作为发动机1的构成部件之一,可以将尾气净化装置2牢固地连接在作为高刚性部件的飞轮箱10上,可以防止因发动机1的振动而导致尾气净化装置2损伤。可以在发动机1的制造场所将尾气净化装置2组装于发动机1后出货。而且,由于可以将尾气净化装置2以很近的距离与发动机1的排气歧管7连通,所以,可以容易地将尾气净化装置2维持在合适的温度、维持高的尾气净化性能。
如上所述,尾气净化装置(DPF)2,例如是通过圆筒型的内侧箱(图示省略),将白金等柴油氧化触媒39与蜂巢构造的烟垢过滤器40串联排列地收容在耐热金属材料制的DPF箱(尾气净化箱)38中的构造。尾气净化装置2通过作为支撑体的法兰侧托架脚(连结脚体)80和箱侧托架脚(固定脚体)81安装于飞轮箱10。在此情况下,法兰侧托架脚80的一端侧通过法兰45以能装拆的方式螺栓紧固在DPF箱38的外周侧。箱侧托架脚81的一端侧一体地焊接固定在DPF箱38的外周面。
另一方面,法兰侧托架脚80的另一端侧由预装螺栓90和后装螺栓91以能装拆的方式紧固在飞轮箱10的上面(DPF安装部)。即,在法兰侧托架脚80上开设螺栓贯通孔90a、91a。在DPF安装部89朝上开设螺纹孔90b、91b。在DPF安装部89的扁平的上表面上载置法兰侧托架脚80,将预装螺栓91及后装螺栓91经由螺栓贯通孔90a、91a紧固于螺纹孔90b、91b,将尾气净化装置2以能装拆的方式通过法兰侧托架脚80固定在飞轮箱78上面。
而且,箱侧托架脚81的另一端侧两根后装螺栓91以能装拆的方式紧固在飞轮箱10上面的DPF安装部89。即,在箱侧托架脚81开设螺栓贯通孔91a。在DPF安装部89朝上开设螺纹孔91b。在DPF安装部89的扁平的上面载置箱侧托架脚81,将后装螺栓91经由螺栓贯通孔91a紧固在螺纹孔91b中,通过箱侧托架脚81将尾气净化装置2以能装拆的方式固定在飞轮箱10上面。
进而,在法兰侧托架脚80的另一端侧,形成有用来将预装螺栓90卡入螺栓贯通孔90a的切槽92。当向柴油发动机1组装尾气净化装置2时,切槽92朝法兰侧托架脚80的前端缘开放,从而使切槽92的开口部位于前头。另外,切槽92的开放缘部被形成为末端扩开状(端头扩开状)的锥形。
通过上述结构,当把尾气净化装置2组装到柴油发动机1上时,首先,将预装螺栓90经由螺纹孔90b不完全地拧合在飞轮箱10上面的DPF安装部89。在将预装螺栓90头部从DPF安装部89上表面离开法兰侧托架脚80的板厚以上的距离的状态下,将预装螺栓90支撑在DPF安装部89。而且,作业者用双手抬起尾气净化装置2,将法兰侧托架脚80的螺栓贯通孔90a经切槽92与预装螺栓90的头部卡止,将尾气净化装置2临时固定在飞轮箱10上面。在该状态下,作业者可以双手从尾气净化装置2离开。
其后,将法兰侧托架脚80和箱侧托架脚81通过三根后装螺栓91紧固在飞轮箱10上面的DPF安装部89。另一方面,通过沉头螺栓36x和入口法兰用螺母36y将入口法兰体36a紧固在中继管66,将尾气入口管(净化入口管)36固定在中继管66上。
接着,将预装螺栓90完全地紧固在飞轮箱10上面的DPF安装部89,将尾气净化装置2以能装拆的方式固定在中继管66的尾气出口侧和飞轮箱10上面,完成将尾气净化装置2组装于柴油发动机1的作业。另外,在DPF箱38的装拆方向的前面侧,把通过切槽92将螺栓插入法兰侧托架脚80的前侧缘用的螺栓贯通孔90a开放后,将预装螺栓90以不完全的紧固(半固定)姿势临时固定安装,在此状态下,可以用双手抬起DPF箱38并移动到柴油发动机1(或主机)的安装部位,即飞轮箱10上面,从而,通过切槽92将螺栓贯通孔90a与其预装螺栓90卡合。
安装有尾气净化装置2的柴油发动机1,在从其上面观察时,DPF安装部89中的预装螺栓90的安装位置与再循环尾气管61的配管位置重叠。另一方面,DPF安装部89中的后装螺栓91的安装位置与再循环尾气管61的配管位置不重叠。即,DPF安装部89中的螺纹孔90b配置在被配置于缸盖5前方的再循环尾气管61的下侧,而在俯视观察时,螺纹孔91b被配置在从再循环尾气管61的配管位置错开的位置。
因此,作业者当把预装螺栓90临时固定到DPF安装部89上时,尽管将预装螺栓90拧合在位于再循环尾气管61的下侧的螺纹孔90b中,但是,由于处在尾气净化装置2的安装前,因此可以从柴油发动机1的前侧(飞轮箱10前方)容易地进行安装。而且,在预装螺栓90临时固定后,通过使脚体(托架脚)80、81的下表面沿着DPF安装部89的上表面,从而可以把尾气净化装置2从柴油发动机1的前侧(飞轮箱10前方)向缸盖5前面滑动。即,把预装螺栓90穿过切槽92,将尾气净化装置2滑动,而把脚体(托架脚)80、81设置在DPF安装部89上。
由此,在把法兰侧托架脚80的螺栓贯通孔90a与预装螺栓90卡止的状态下,尾气净化装置2载置在DPF安装部89上。此时,脚体(托架脚)80、81的螺栓贯通孔91a位于DPF安装部89的螺纹孔91b的上侧。而且,作业者可以在再循环尾气管61的周围的位置,从柴油发动机1的上侧对上下重叠并连通的螺栓贯通孔91a及螺纹孔91b的位置加以确认。即,由于螺栓贯通孔91a及螺纹孔91b在俯视观察时处在跟再循环尾气管61不重叠的位置,因此,可以把后装螺栓91从螺栓贯通孔91a及螺纹孔91b的正上方插入。
当如上述那样进行组装时,作业者可以在手从DPF箱38离开的状态下紧固后装螺栓91(螺栓),对法兰侧托架脚80及箱侧托架脚81进行紧固。另外,可以与按与上述相反的顺序,拆下尾气净化装置2。其结果是,尾气净化装置2(DPF箱38)可以通过上述各托架脚80、81和中继管66在作为高刚性部件的飞轮箱10的上部稳定性良好地连结支撑在柴油发动机1的前部。而且,可以由一个作业者执行将尾气净化装置2对柴油发动机1的装拆作业。
这样,柴油发动机1具备进行尾气处理的尾气净化装置2,在柴油发动机1的上面侧配置尾气净化装置2。而且,成为在柴油发动机1或尾气净化装置2的一方设置临时固定卡止体90,在另一方设置临时固定卡止槽92的构造,在柴油发动机1的附设部件的下方侧配置临时固定卡止体87或临时固定卡止槽92。因此,可以在从附设部件错开的位置紧固尾气净化装置2的后装螺栓91,提高尾气净化装置2的装拆作业性。
柴油发动机1是在飞轮箱10上搭载尾气净化装置2的构造,在柴油发动机1与尾气净化装置2之间延伸设置作为附设部件的再循环尾气管61。因此,可以使再循环尾气管61在柴油发动机1的侧面(正面侧侧面)迂回而使安装高度紧凑。而且,可以在飞轮箱10上面侧经由临时固定卡止体90对尾气净化装置2进行临时固定支撑,提高紧固作业性。
而且,柴油发动机1,在经由排气节流阀箱(节流阀箱)68在排气歧管7上固定排气出口管(中继管)66,将排气出口管66与尾气净化装置2的入口管36连结。因此,仅仅改变排气出口管66的样式,就可以容易地改变尾气净化装置2的安装位置等,能简单地应对各种作业车辆的发动机室空间,搭载载置有尾气净化装置2的柴油发动机1。
本实施方式的柴油发动机1被构成为能够更换样式不同的飞轮箱。即,柴油发动机1与搭载的作业机相应地取代上述飞轮箱10而安装另外使用的飞轮箱。以下,以搭载在定置型作业机上的柴油发动机1为例,列举更换为与飞轮箱10样式不同的飞轮箱10a,对其构成进行详细说明。
如图15所示,飞轮箱10a为能够把尾气净化装置2安装在上部的结构,将净化装置安装部(DPF安装部)89a设置在上面。而且,设置在尾气净化箱38的外周的连结脚体80及固定脚体81分别安装在飞轮箱10a的DPF安装部89a,尾气净化装置2载置在飞轮箱10a上。飞轮箱10a上的尾气净化装置2与载置在飞轮箱10上的场合同样地具有图12所示的构成,净化入口管36与中继管66a以能装拆的方式进行螺栓紧固。
中继管66a载置在被载置于排气歧管7的排气出口上的节流阀箱68上,由4根螺栓经节流阀箱68紧固在排气歧管7的排气出口体。而且,将中继管66a的下面侧开口部固定在节流阀箱68的上面侧,将中继管66a的朝横向的开口部与尾气净化装置2的净化入口管36连结。而且,中继管66a在排气节流装置65与尾气净化装置2的排气入口管36之间的位置具备与排气歧管7连结的连结支撑部66x。
此时,柴油发动机1是将尾气传感器44配置在了尾气净化装置2的上侧面的结构,使柴油发动机1的上面与尾气传感器44的上面在侧面观察时形成一个平面。即,基于差压传感器44及气体温度传感器42、43的电气配线连接器55的尾气测定用传感器机构,在侧面观察时被配置在与排气出口管(中继管)66a的最上部大致相同的高度。
飞轮箱10a的前后方向的宽度D2,如图16(b)所示那样,比图16(a)所示的飞轮箱10的前后方向的宽度D1尺寸大。而且,飞轮箱10a中的DPF安装部89a的前后宽度,如图16(b)所示,与固定脚体(右托架)81的前后方向长度大致相同,使固定脚体81的前端缘(缸盖5侧端缘)位于DPF安装部89a的前端缘近旁。
另一方面,在将尾气净化装置2载置在飞轮箱10上的情况下,也如图16(a)所示,使固定脚体81的前端缘与DPF安装部89的前端缘大体一致。因此,不论尾气净化装置2设置在飞轮箱10、10a中的哪个上,尾气净化装置2与排气歧管7的前后方向的相对位置都不变。即,在具备飞轮箱10a的柴油发动机1中的节流阀箱68的排气出口侧的中心线与净化入口管36的排气入口的前后方向的距离,跟具备飞轮箱10的柴油发动机1中的节流阀箱68的排气出口侧的中心线与净化入口管36的排气入口的前后方向的距离L距离相同。
而且,如图16(a)及(b)所示,飞轮箱10a上侧的DPF安装部89a的高度H3比飞轮箱10上侧的DPF安装部89的高度H1高。因此,图16(b)所示的飞轮10a上的尾气净化装置2,与图16(a)所示的飞轮10上的尾气净化装置2相比较,与排气歧管7的相对高度处于较高位置。即,在具备飞轮箱10a的柴油发动机1中的节流阀箱68的排气出口与净化入口管36的排气入口侧的中心线的上下方向的距离H4,比具备飞轮箱10的柴油发动机1中的节流阀箱68的排气出口与净化入口管36的排气入口侧的中心线的上下方向的距离H2尺寸大。
与飞轮箱10上的尾气净化装置2连结的中继管66,其尾气入口与尾气出口的高度大致相同,所以,由图16(a)这样的U字形状构成。另一方面,与飞轮箱10a上的尾气净化装置2连结的中继管66a,其尾气入口比尾气出口的位置低,所以,由图16(b)这样的L字形状构成。而且,如图16(a)及(b)所示,中继管66、66a的最上部在侧面观察时处在大致相同的高度。
法兰侧托架脚80,如图17及图18所示,由预装螺栓90和后装螺栓91以能装拆的方式紧固在飞轮箱10a的DPF安装部89a上。即,在法兰侧托架脚80上前后排列地开设两个螺栓贯通孔90a、91a,在DPF安装部89前后排列地朝上开设螺纹孔90b、91b。而且,载置在DPF安装部89a上的法兰侧托架脚80经螺栓贯通孔90a、91a将预装螺栓91及后装螺栓91紧固固定在螺纹孔90b、91b中。
而且,箱侧托架脚81,如图17及图18所示,由两根后装螺栓91以能装拆的方式紧固在飞轮箱10a的DPF安装部89a。在箱侧托架脚81上开设左右排列的两个螺栓贯通孔91a,和配置在一方的螺栓贯通孔91a的前方的螺栓贯通孔91aa。在DPF安装部89朝上开设前后排列的螺纹孔91b、91ba。而且,载置在DPF安装部89a的箱侧托架脚81经螺栓贯通孔91a、91aa将后装螺栓91紧固固定在螺纹孔91b、91ba中。
进而,在法兰侧托架脚80的另一端侧,形成用来将预装螺栓90卡入螺栓贯通孔90a的切槽92。当在柴油发动机1上组装尾气净化装置2时,使切槽92朝法兰侧托架脚80的前端缘开放,从而,使切槽92的开口部位于前头。另外,切槽92的开放缘部形成为末端扩开状(端头扩开状)的锥形。
通过上述构成,在柴油发动机1上组装尾气净化装置2场合,首先,将预装螺栓90经螺纹孔90b不完全地拧合在飞轮箱10a上面的DPF安装部89a。而且,作业者用双手抬起尾气净化装置2,把法兰侧托架脚80的螺栓贯通孔90a与预装螺栓90卡止,将尾气净化装置2临时固定在飞轮箱10a上。其后,把法兰侧托架脚80和箱侧托架脚81通过三根后装螺栓91紧固在DPF安装部89a。
另一方面,通过沉头螺栓36x和入口法兰用螺母36y,将入口法兰体36a紧固在中继管66a,将尾气入口管(净化入口管)36固定在中继管66a。接着,在飞轮箱10上面的DPF安装部89a完全地紧固预装螺栓90,把尾气净化装置2以能装拆的方式固定在中继管66a的尾气出口侧和飞轮箱10a上面,完成在柴油发动机1上组装尾气净化装置2的作业。
对于作为本发明的第2实施方式的发动机装置,参照图19~图24,以在后述的定置型作业机等作业机械上搭载作为原动机的柴油发动机1a为例进行以下说明。另外,在本实施方式中,对于与第1实施方式相同的构成部件,采用相同的附图标记,并省略气详细说明。
如上所述,柴油发动机1a具备通过排气节流装置65相连的尾气净化装置2。尾气净化装置2具有将柴油发动机1a的尾气中的颗粒状物质(PM)的除去的作用,和降低柴油发动机1a的尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)的作用。柴油发动机1a在缸体4的前侧面设有内部配置了飞轮11的飞轮箱10a。
在缸体4的左侧面,机油冷却器18安装在油盘12的上方。机油冷却器18与冷却水配管18a、18b相连,具有使冷却水在其内部循环的构造。机油过滤器13与机油冷却器18的左侧重叠地设置。即,彼此左右连结的机油过滤器13及机油冷却器18,在油盘12的上方的位置从缸体4的左侧面朝外侧(左侧)突出地进行设置。在缸体4的左侧面中的机油过滤器13的上方(进气歧管6的下方),安装用来供给燃料的燃料供给泵14安装。
而且,在缸盖5的右侧方,具备提高柴油发动机1的排气压的排气节流装置65。使排气歧管7的排气出口朝上开口。排气歧管7的排气出口通过用来调节柴油发动机1的排气压的排气节流装置65以能装拆的方式与弯管状的中继管66b连结。
节流阀箱68载置在排气歧管7的排气出口,中继管66b载置在节流阀箱68上,由4根螺栓把中继管66经节流阀箱68紧固在排气歧管7的排气出口体。节流阀箱68的下面侧固定在排气歧管7的排气出口体。中继管66b的下面侧开口部固定在节流阀箱68的上面侧。中继管66b的朝横向的开口部与尾气净化装置2的净化入口管36连结。
因此,排气歧管7经中继管66b及排气节流装置65与上述尾气净化装置2相连。从排气歧管7的出口部经节流阀箱68及中继管66b移动到尾气净化装置2内的尾气,由尾气净化装置2净化之后,从净化出口管37移动到尾管135,最终被排出到机外。
而且,中继管66b在排气节流装置65与尾气净化装置2的排气入口管36之间的位置具备与排气歧管7连结的连结支撑部66x。连结支撑部66x由从中继管66的外周面朝排气歧管7突出的翼状的板构成,被紧固在排气歧管7的右侧面。中继管66b将排气入口经排气节流装置65与排气歧管7的排气出口连结,而且,把使尾气朝排气入口管36流动的管部与排气歧管7的侧面连结,由排气歧管7支撑。
而且,在排气歧管7的上面侧紧固节流阀箱68,在节流阀箱68的上面侧紧固弯管状的中继管66b,将节流阀箱68与中继管66b呈多层状配置在排气歧管7,将排气管72与最上层部的中继管66连结。因此,无需改变排气节流装置65的支撑姿势,或改变中继管66b的样式,就可以与例如尾气净化装置2的安装位置等相一致地改变中继管66b的安装姿势(排气管72的连结方向)。
这样,柴油发动机1a,在排气节流装置65的上面侧紧固中继管66b,将排气节流装置65与中继管66b呈多层状配置于排气歧管7,将排气节流装置65的尾气入口与最上层部的中继管66b连结。因此,可以在排气歧管7与尾气净化装置2之间紧凑地接近配置排气节流装置65,可以在有限的发动机设置空间中紧凑地组装排气节流装置65。而且,仅仅改变中继管66b的形状就可以容易地将尾气净化装置2配置在规定位置。
排气节流装置65朝冷却扇9侧(后方)从汽缸盖罩8的右侧面离开地进行配置,从而,使节流阀箱68中的排气节流阀的旋转轴线方向(促动器箱69内的马达的旋转轴线方向)65a相对于汽缸盖罩8的右侧面斜交。因此,处于节流阀箱68的左侧前端与汽缸盖罩8的右侧面最接近,而且促动器箱69的右侧后端距汽缸盖罩8的右侧面最远的位置。
即,在俯视观察时,使排气节流装置65相对于柴油发动机1a的右侧面斜置,在汽缸盖罩8的右侧面与排气节流装置65的内侧面(左侧面)之间形成间隙8a。为此,排气节流装置65,在其背面侧(冷却扇9侧),可以朝外形成与冷却水用配管(冷却水返回软管75及冷却水中继软管78)的相连部(冷却水出口管76及冷却水入口管77)。因此,不仅能与柴油发动机1的右侧面接近地紧凑地支撑排气节流装置65,而且,可以容易地防止上述冷却水用配管因机械振动而与柴油发动机1接触造成损伤。
在排气节流装置65中,促动器箱69配置在节流阀箱68右侧,在水冷箱70的后端左侧将冷却水出口管76及冷却水入口管77上下配置。即,在水冷箱70的背面侧(扇9侧),可以确保在促动器箱69的左侧面与汽缸盖罩8的右侧面之间对冷却水返回软管75及冷却水中继软管78进行配管的足够的空间。因此,可以容易地防止冷却水返回软管75及冷却水中继软管78因机械振动与发动机本体接触造成损伤。
即,排气压传感器管85在汽缸盖罩8与排气节流装置65之间的间隙8a中穿过地进行延伸设置。因此,无需使从排气歧管7的压力取出口83连到排气压力传感器84的相连路径迂回其它构成部件,可以将排气压传感器管85形成为短尺寸,可以简化排气压传感器管85及相连部件的防振构造。而且,间隙8a还可确保与汽缸盖罩8最接近的水冷箱70的左端面跟汽缸盖罩8之间的空间。为此,可以把冷却水配管(冷却水返回软管75及冷却水中继软管78)隔开间隔排列设置在排气压传感器管85上。因此,可以容易地防止上述冷却水配管因机械振动而与发动机本体接触造成损伤。
尾气净化装置2经作为支撑体的法兰侧托架脚(连结脚体)80和箱侧托架脚(固定脚体)81安装在飞轮箱10a上。在此情况下,法兰侧托架脚80的一端侧经法兰45以能装拆的方式螺栓紧固在DPF箱38的外周侧。箱侧托架脚81的一端侧一体地焊接固定在DPF箱38的外周面上。
另一方面,法兰侧托架脚80的另一端侧由预装螺栓90和后装螺栓91以能装拆的方式紧固在飞轮箱10a的DPF安装部89a。而且,箱侧托架脚81的另一端侧由两根后装螺栓91以能装拆的方式紧固在飞轮箱10上面的DPF安装部89a。把箱侧托架脚81载置在DPF安装部89a的扁平的上面,把后装螺栓91经螺栓贯通孔91a、91aa紧固在螺纹孔91b、91ba中,把尾气净化装置2以能装拆的方式经箱侧托架脚81固定在飞轮箱10a上面。
进而,在法兰侧托架脚80的另一端侧形成用来在螺栓贯通孔90a中卡入预装螺栓90的切槽92。使切槽92在法兰侧托架脚80的前端缘开放,从而,当在柴油发动机1上组装尾气净化装置2时,切槽92的开口部位于前头。另外,切槽92的开放缘部形成为末端扩开状(端头扩开状)的锥形。
当从上面观察安装有尾气净化装置2的柴油发动机1a时,DPF安装部89a中的预装螺栓90的安装位置与再循环尾气管61的配管位置重叠。另一方面,DPF安装部89a中的后装螺栓91的安装位置与再循环尾气管61的配管位置不重叠。因此,作业者在将预装螺栓90临时固定后,使脚体(托架脚)80、81的下表面沿着DPF安装部89a的上表进行设置时,可以从正上方将后装螺栓91插入并紧固。
如上所述,以具备飞轮箱10a的场合为例对本实施方式的柴油发动机1a的构成进行了说明。由此,在排气节流装置65与排气入口管36之间相连的中继管66b,在俯视观察时呈大致S字状,而且成为把朝前的排气出口配置在比朝下的排气入口高的位置的结构。通过对此中继管66b代用另外的中继管,从而,与第1实施方式的柴油发动机1同样,对于本实施方式的柴油发动机1a,也可以取代飞轮箱10a而换用样式不同的飞轮箱10。
即,本实施方式的柴油发动机1a中,与第1实施方式的柴油发动机1同样,在低的飞轮箱10上安装前后方向的厚度比飞轮箱10a薄、高度比DPF安装部89a低的DPF安装部89。在具备此飞轮箱10的柴油发动机1a中,在排气节流装置65与排气入口管36之间连接用来取代中继管66b的中继管,该中继管在俯视观察时呈大致S字状,且把朝前的排气出口的中心线配置在与朝下的排气入口相同的高度。
这样,本实施方式的柴油发动机1a,经排气节流阀箱(节流阀箱)68在排气歧管7上固定排气出口管(中继管)66b,将尾气净化装置2的入口管36与排气出口管66b连结。因此,仅仅改变排气出口管66b的样式,就可以容易地改变尾气净化装置2的安装位置等,能简单应对各种作业车辆的发动机室空间,搭载载置有尾气净化装置2的柴油发动机1a。
以下,参照图25~图28,根据附图对搭载了第1实施方式中的发动机装置(柴油发动机1)的作业车辆进行说明。图25~图28是作为作业车辆的轮式装载机的说明图。
图25~图28所示轮式装载机211具备具有左右一对前轮213及后轮214的行驶机体216。在行驶机体216上搭载操纵部217和发动机1。在行驶机体216的前侧部安装作为作业部的装载机装置212,构成为能够进行装载作业。在操纵部217上配置操作者落座的操纵座席219、操纵把手218、对发动机1等进行输出操作的操作构件、作为装载机装置212用的操作构件的杆或开关等。
在轮式装载机211的前部且前轮213的上方,如上所述,具备作为作业部的装载机装置212。装载机装置212具有配置在行驶机体216的左右两侧的装载机柱222、能上下摆动地与各装载机柱222的上端连结的左右一对升降臂223、能上下摆动地连接在左右升降臂223的端头部的铲斗224。
在各装载机柱222跟与其对应的升降臂223之间,分别设有用来使升降臂223上下摆动的升降缸226。在左右升降臂223与铲斗224之间设有用来使铲斗224上下摆动的铲斗缸228。在此情况下,操纵座席219的操作者通过操作装载机杆(图示省略),可以使升降缸226、铲斗缸228伸缩作动,使升降臂223、铲斗224上下摆动,进行装载作业。
在此轮式装载机211中,发动机1配置在操纵座席219的下侧,使飞轮箱10位于行驶机体216的前部侧。即,发动机1被配置成,使发动机输出轴的朝向沿着装载机装置212与配重215排列的前后方向。而且,在此发动机1的后方,在冷却扇9的正面后侧,从前方开始依次配置机油冷却器25及散热器24。而且,在发动机1的前方上侧,配置被固定在飞轮箱10上部的尾气净化装置2。
尾气净化装置2的其净化入口管36与设置在发动机1右侧方的排气歧管7的排气出口71直接相连。此尾气净化装置2被设置成,使其尾气的移动方向为相同方向。即,从净化入口管36流入尾气净化箱38内的尾气在净化箱38内从右侧朝左侧流动,去除颗粒状物质(PM)。而且,净化后的尾气穿过在尾气净化装置2的左下侧侧面相连的尾管135朝机外放出。
而且,发动机1在其左侧方连接着吸引新空气(外部空气)的空气净化器32。空气净化器32在发动机1的左侧后方,配置在与被尾气产生的排热加温了的尾气净化装置2分离开的位置。即,空气净化器32在发动机1后方的散热器24的左侧方,被配置在不会受到来自尾气净化装置2的热的影响的位置。因此,可以抑制由树脂成型品等构成的耐热性弱的空气净化器32受到因通过尾气净化装置2的排气的排热而产生变形等的影响。
这样,配置在操纵座席219下侧及后方的发动机1、尾气净化装置2、散热器24及空气净化器32被配置在配重215的上侧的发动机罩220覆盖。此发动机罩220作为从操纵部217的地面突起的座椅框架(前方盖子部)221构成,而且,操纵部217内的前方部分、操纵部217的后方部分被构成为能开闭的发动机罩盖子229(突出盖子部)。
即,在发动机1前部的上方覆盖座椅框架221,从而,配置在此发动机1前方上侧的尾气净化装置2也被座椅框架221覆盖。另一方面,发动机罩盖子229具备从发动机1后部的上方朝后方覆盖的形状,从而,也覆盖了被配置在发动机1后方的散热器24及机油冷却器25。
在发动机罩220的座椅框架221的上侧,以能装拆的方式设置操纵座席219。由此,当从座椅框架221将操纵座席219脱离时,座椅框架221上面开放,因此,可以对座椅框架221下侧的发动机1及尾气净化装置2等进行维护。另外,不限于能将操纵座席219进行装拆的结构,也可以通过使操纵座席219在座椅框架221的上方向前侧倾动,来将座椅框架221上面开放。此时,如图26所示的例子那样,也可以通过使固定着操纵座席219的座椅框架221自身朝前侧倾动,来将发动机1等的上侧开放。
发动机罩220在其前方具备上面能开口的座椅框架221,由此,当把座椅框架221的上面关闭时,座椅框架221覆盖被配置在发动机1前方上侧的尾气净化装置2。因此,可以抑制因风雨等而造成尾气净化装置2的温度下降,易于将尾气净化装置2维持在合适的温度。而且,可以减少作业者碰触到尾气净化装置2的担心。另一方面,当把座椅框架221的上面打开时,发动机1前方上侧开放,因此,容易够到被配置在发动机1前方上侧的尾气净化装置2,易于进行维护作业。
另一方面,在座椅框架211后方,发动机罩220具备从座椅框架221的上面朝上方突出的发动机罩盖子229。此发动机罩盖子229被配置在配重215上侧,由此构成为,可覆盖被配置在发动机1后方的散热器24及机油冷却器25,并能开闭。即,如图27所示的例子那样,被配置在发动机罩盖子229的前方上侧的铰链部230也可以对发动机罩盖子229进行轴支,并使发动机罩盖子229能转动,使发动机罩盖子229在前侧上方转动,将发动机1后方上侧开放。此时,发动机罩盖子229也可以经液压减振器等与行驶机体216连结,从而在发动机罩盖子229打开时进行支撑。
发动机1将变速箱132与飞轮箱10的前面侧连结。从发动机1经由飞轮11的动力被变速箱132适当变速,被传递到前轮213及后轮214、升降缸226及铲斗缸228等液压驱动源133。
而且,参照图29及图30对在叉车120上搭载了上述柴油发动机1(第1实施方式中的发动机装置)的构造进行说明。如图29及图30所示,叉车120具备具有左右一对前轮122及后轮123的行驶机体124。在行驶机体124上搭载操纵部125与发动机1。在行驶机体124的前侧部设置具有用来进行装卸作业的铲叉126的作业部127。在操纵部125配置有操作者落座的操纵座席128、操纵把手129、对发动机1等进行输出操作的操作构件、作为作业部127用的操作构件的杆或开关等。
在作为作业部127的构成要素的起重桅杆130上配置铲叉126,并使铲叉126能进行升降。构成为,使铲叉126升降运动,把装有货物的货架(图示省略)载置在铲叉126上,使行驶机体124前进后退移动,执行上述货架的搬运等装卸作业。
在此叉车120中,发动机1被配置在操纵座席(驾驶座椅)128的下侧,而且飞轮箱10被配置在位于行驶机体124的前部侧的位置。而且,尾气净化装置2配置在发动机1的前方上侧。即,在设于发动机1的前方的飞轮箱10的上方配置尾气净化装置2。而且,在发动机1的后方的与冷却扇9对置的位置配置散热器24及机油冷却器25,与发动机1的左侧方相连的空气净化器32被配置在发动机1的左侧后方的散热器24的左侧方。
这样,配置在操纵座席128下侧及后方的发动机1、尾气净化装置2、散热器24及空气净化器32,被配置在配重131的上侧的发动机罩136覆盖。而且,发动机罩136被构成为前方上面部分进行开口,从而使操纵座席128能自由装拆,使作业者能够到发动机罩136内的发动机1、尾气净化装置2。而且,发动机罩136的后方也构成为能进行开闭。
如上所述,柴油发动机1被配置成,使曲轴3的朝向沿着作业部127和配重131排列的前后方向。变速箱132与飞轮箱10的前面侧连结。自柴油发动机1经由飞轮11的动力由变速箱132适当变速,传递到前轮122及后轮123、铲叉126的液压驱动源133。
以下,参照图31~图33对搭载了上述第2实施方式的发动机装置(柴油发动机1a)作业机参照附图进行说明。图31~图33是作为定置型作业机的发动机发电机的说明图。
如图31~图33所示,定置型作业机在机框台251上载置四方箱形的机框252。在机框台251上面中的机框252的内部中央设置柴油发动机1。在柴油发动机1a前面侧的冷却扇9设置侧配置散热器24。在柴油发动机1a背面侧配置后述的发电机268,在发电机268设置侧的机框252侧壁上设置操作板部257和外气取入口部258。
而且,在柴油发动机1a的右侧面侧的进气歧管6设置部,设有对外部空气进行除尘/净化的空气净化器32,和使尾气的一部分从进气歧管3朝柴油发动机1a的各汽缸回流的尾气再循环装置(EGR)26。经尾气再循环装置26和吸气管44将空气净化器32与进气歧管6相连,将新空气从空气净化器32朝柴油发动机1a供给。
另一方面,在柴油发动机1a的左侧面侧的排气歧管7设置部设置排气节流阀(排气节流装置)65。使固定在飞轮箱10a上的尾气净化装置2的入口管36通过排气节流阀65与排气歧管7相连。而且,尾气净化装置2与尾管135相连,柴油发动机1a的尾气从尾管135朝机框252的外部放出。
在散热器24设置侧的机框252侧壁设置热气排出口部259,而且,在散热器24设置侧的机框台251上面配置柴油发动机1a用的燃料箱260。而且,在机框252的侧壁上设置能开闭的门270,进行空气净化器32或尾气净化箱21的维护作业等。作业者可以从此门270出入机框252内部。
在柴油发动机1a的飞轮箱10a上安装作为作业机的发电机268。通过基于作业者的手动操作进行通断的PTO离合器269,将发电机268的驱动轴与柴油发动机1a的输出轴(曲轴)3连结,由柴油发动机1a驱动发电机268。发电机268的电力由电缆供给到处于远隔场所的电动机器等当作电源。另外,也可以与发电机268同样,设置由柴油发动机1a驱动的压缩机或液压泵等,构成建筑工程或土木工程等中使用的定置型作业机。
另外,本发明不限于上述实施方式,可以具体化为各种样式。而且,本发明中的各部的构成不限于图示的实施方式,在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。
附图标记说明
1、1a 柴油发动机
2 尾气净化装置
7 排气歧管
10、10a 飞轮箱
13 机油过滤器
13a 机油配管
13b 机油配管
13c 机油配管相连部
13d 过滤器部
18 机油冷却器
18a 冷却水配管
18b 冷却水配管
18c 冷却水配管相连部
18d 机油配管相连部
29 EGR冷却器
30 再循环尾气管
36 净化入口管
36a 入口法兰体
36x 沉头螺栓
36y 入口法兰用螺母
65 排气节流装置
66、66a、66b 中继管
68 节流阀箱
69 促动器箱
70 水冷箱
75 冷却水返回软管
76 冷却水出口管
77 冷却水入口管
78 中继软管
79 冷却水取出软管
80 连结脚体
81 固定脚体
82 气体温度传感器
83 压力取出口
84 排气压力传感器
85 排气压传感器管
86 排气压软管
89、89a DPF安装部

Claims (8)

1.一种发动机装置,所述发动机装置具备对发动机的尾气进行处理的尾气净化装置,将上述尾气净化装置配置在上述发动机的上面侧,其特征在于:
排气节流装置被设置在上述发动机一侧的排气歧管设置部,使上述排气节流装置在俯视观察时相对于上述发动机的一侧面斜置。
2.如权利要求1所述的发动机装置,其特征在于,上述排气节流装置的冷却水用配管的相连部对着上述发动机的冷却扇侧。
3.如权利要求1或2所述的发动机装置,其特征在于,上述尾气净化装置搭载在上述发动机的飞轮箱上,
上述排气歧管的排气出口朝上开口,而且,上述排气节流装置配置在上述排气歧管的排气出口的上部,上述排气节流装置经排气出口管与上述尾气净化装置的入口管连结。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的发动机装置,其特征在于,上述排气歧管具备使排气压传感器管与上面的压力取出口相连的结构,
上述排气压传感器管以穿过汽缸盖罩与上述排气节流装置之间的间隙的方式延伸设置,与设置在上述冷却扇侧的排气压力传感器相连。
5.如权利要求1所述的发动机装置,其特征在于,上述尾气净化装置搭载在上述发动机的飞轮箱上,能够更换样式不同的上述飞轮箱。
6.如权利要求5所述的发动机装置,其特征在于,尾气传感器配置在上述尾气净化装置的上侧面,在侧面观察时上述发动机的上面与上述尾气传感器的上面形成一个平面。
7.如权利要求5或6所述的发动机装置,其特征在于,排气出口管固定在上述发动机的排气歧管上,上述排气出口管与上述尾气净化装置的入口管连结,而且,在上述排气歧管与上述排气出口管之间设有排气节流装置。
8.如权利要求7所述的发动机装置,其特征在于,跟搭载了上述发动机等的主机框架对置的上述尾气净化装置的一侧面与上述排气节流装置的外侧面形成一个平面。
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