CN106574456B - 作业机械 - Google Patents

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Abstract

一种作业机械，其排气装置具备第一排气装置、第二排气装置、和第三排气装置。第一排气装置及第三排气装置将各自的一个端部朝向相同方向地并列配置。第二排气装置将另一个端部侧朝向与第一排气装置及第三排气装置的一个端部侧相同的方向，在俯视下与第一排气装置及第三排气装置并列地配置于第一排气装置及第三排气装置之间，并且在侧视下与第一排气装置及第三排气装置相比配置于上方。

Description

作业机械
技术领域
本发明涉及轮式装载机等的作业机械。
背景技术
在轮式装载机和液压挖掘机等的作业机械中，在由构造罩划分出的机械室内配设有发动机和发动机的辅机等。作为发动机的辅机，例如可以列举用于发动机冷却的散热器、和对从发动机排出的废气进行处理的排气装置等。在这些辅机中，排气装置在发动机室内配设于发动机的上部(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-104394号公报
在上述专利文献记载的作业机械中，作为排气装置具备氧化催化剂和DPF(DieselParticulate Filter：柴油颗粒过滤器)。为了应对近几年的排气限制，产生了配设例如尿素SCR(Selective Catalytic Reduction；选择性催化还原)的需要。然而，在有限的车身空间内配设各种排气装置逐渐变得困难。
发明内容
根据本发明的第一方案，作业机械具备作业机械的发动机、和对来自发动机的废气进行处理的排气装置，排气装置具备：第一排气装置，其呈大致筒状，在一个端部侧设有废气的第一流入口，并在另一个端部侧设有废气的第一排出口；第二排气装置，其呈大致筒状，在一个端部侧设有来自第一排气装置的废气的第二流入口，在另一个端部侧设有废气的第二排出口，并连接在第一排气装置的下游；和第三排气装置，其呈大致筒状，在一个端部侧设有来自第二排气装置的废气的第三流入口，在另一个端部侧设有废气的第三排出口，并连接在第二排气装置的下游，第一排气装置及第三排气装置将各自的一个端部朝向相同方向地并列配置，第二排气装置将另一个端部侧朝向与第一排气装置及第三排气装置的一个端部侧相同的方向，在俯视下与第一排气装置及第三排气装置并列地配置于第一排气装置及第三排气装置之间，并且在侧视下与第一排气装置及第三排气装置相比配置于上方，排气装置在俯视下以使第三排出口接近于作业机械的沿前后方向延伸的中心线的方式、且在使第三排气装置的延伸方向相对于中心线的延伸方向倾斜的状态下安装于作业机械上。
发明效果
根据本发明，能够在有限的空间内配设排气装置。
附图说明
图1是作为作业机械一例的轮式装载机的侧视图。
图2是主要表示轮式装载机的后部车身的俯视图。
图3是从斜后方观察到的后部车身的立体图。
图4是轮式装载机的后视图。
图5是从左侧面观察到的后部车身的图。
图6是表示发动机和排气装置的搭载状态的立体图。
图7是表示发动机和排气装置的搭载状态的立体图。
图8是从前方观察到的发动机和排气装置的图。
图9是发动机和排气装置的立体图。
图10是发动机和排气装置的立体图。
图11是发动机和排气装置的俯视图。
图12是排气装置的立体图。
图13是用于说明从驾驶室看到的后方视野的俯视图。
具体实施方式
参照图1～13来说明本发明的作业机械的一个实施方式。
图1是作为本实施方式的作业机械一例的轮式装载机的侧视图，图2是主要表示该轮式装载机100的后部车身的俯视图。图3是从斜后方观察到的轮式装载机100的后部车身的立体图，图4是轮式装载机100的后视图，图5是从左侧面观察到的后部车身的图。
轮式装载机100由前部车身110和后部车身120构成，其中，前部车身110具有斗杆111、铲斗112、车轮113等，后部车身120具有驾驶室121、机械室(发动机室)122、冷却器室126、车轮123等。在后部车身120的后方安装有配重124。在发动机室122的前方设有工作液压油油箱125。
斗杆111通过斗杆液压缸117的驱动而在上下方向上转动(俯仰动作)，铲斗112通过铲斗液压缸115的驱动而在上下方向上转动(卸载或铲装)。前部车身110与后部车身120通过中央销101而彼此转动自如地连结，并且前部车身110通过转向液压缸116的伸缩而相对于后部车身120向左右转向。为了便于说明，在本实施方式中，如各图所示地来规定前后左右方向及上下方向。另外，在本实施方式的各图中，关于构成轮式装载机100的部件中的为了说明而需要省略记载的部件，省略了对其一部分或全部的记载。
发动机室122由构造罩130和发动机盖140覆盖。即，发动机室122由构造罩130、发动机盖140、和后述图6、7所示的隔壁160划分出来。从发动机盖140突出有用于排出废气的尾管171。另外，在发动机盖140上设有开口141，其用于进行后述的尿素水喷射阀421和尿素水供给配管425的维护。开口141由能够拆装的罩142封闭。
冷却器室126设在发动机室122的后方，通过后述图6、7所示的隔壁160而与发动机室122分隔。冷却器室126的侧面由构造罩130的一部分和冷却器用构造罩132覆盖，冷却器室126的上表面由冷却器用构造罩132覆盖。即，冷却器室126由构造罩130的一部分、冷却器用构造罩132、和隔壁160划分出来。
在冷却器室126内，设有对发动机301的冷却水进行冷却的未图示的散热器和用于冷却工作液压油的未图示的油冷却器等多个未图示的冷却器(热交换器)等、以及空气净化器310。冷却器用构造罩132在后方开口。该开口部分由以能够开闭的方式安装的格栅200覆盖。从冷却器用构造罩132的上表面突出有进气管145，其用于将发动机301的驱动所必需的空气经由空气净化器310从外部取入。在进气管145的上端，安装有防止雨水向进气管145内侵入的雨水侵入防止罩145a。
图6、7是表示发动机301和后述排气装置400的搭载状态的立体图，图8是从前方观察到的发动机301和排气装置400的图。在发动机室122内，发动机301安装于后部车身120的未图示的发动机安装用托架上。在发动机301上安装有增压器(涡轮增压器)302。此外，在本实施方式中，增压器302以使压缩机302a(图7)的进气口朝向后方且使涡轮302b(图6、8)的排气口朝向前方的方式配设。在发动机室122与冷却器室126之间设有隔壁160。在后部车身120的后部左侧配设有尿素水箱127。
空气净化器310在冷却器室126内设在隔壁160的紧后方。空气净化器310和压缩机302a的进气口由进气配管146连接。
如图8所示，在竖立设置于后部车身120上的座架170的上部安装有排气装置固定托架150。在排气装置固定托架150上安装有排气装置400。排气装置400在发动机室122内配设于发动机301上方。
图9、10是发动机301和排气装置400的立体图，图11是发动机301和排气装置400的俯视图，图12是排气装置400的立体图。排气装置400沿着废气的流动从上游起依次具有第1排气装置401、第2排气装置402、和第3排气装置403。
在本实施方式中，对于第1排气装置401使用氧化催化装置410，对于第2排气装置402使用尿素水添加装置420，对于第3排气装置403使用尿素SCR装置430。氧化催化装置410在呈大致筒状的壳体411的内部具备将废气中所包含的一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、烃(HC)等氧化后除去的氧化催化剂(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)。在壳体411的大致筒状的一个端部设有废气的入口412(图9)，并在另一个端部附近设有朝向右斜上方的废气的出口413(图12)。
尿素水添加装置420具备尿素水喷射阀421、以及将氧化催化装置410与尿素SCR装置430连接的配管422，呈管状(筒状)。尿素水喷射阀421设于配管422的中途。经由尿素水供给配管425(图7)及未图示的尿素水泵向尿素水喷射阀421供给尿素水箱127(图7)内的尿素水。尿素水喷射阀421根据来自未图示的控制装置的控制信号而向配管422内喷射尿素水。
尿素SCR装置430在呈大致筒状的壳体431的内部具备对废气中所包含的氮氧化物(NOx)进行还原净化的尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)方式的催化剂。在壳体431的大致筒状的一个端部附近的侧面上设有废气的入口432，并在另一个端部附近设有朝向上方延伸的废气的出口配管433。当由尿素水添加装置420添加了尿素水的废气流入尿素SCR装置430内时，通过尿素SCR方式的催化剂从尿素水中生成氨，废气中的NOx通过氨进行还原反应而分解成水和氮。
如图11所示，排气装置400从左侧起按照氧化催化装置410、尿素水添加装置420、尿素SCR装置430的顺序排列配设。氧化催化装置410、尿素水添加装置420、及尿素SCR装置430以使前端侧朝向右斜前方且使后端侧朝向左斜后方的方式，相对于轮式装载机100的沿前后方向延伸的中心线CL倾斜地配设。即，氧化催化装置410将大致圆筒状的壳体411的入口412侧的端面朝向右斜前方并将出口413侧的端面朝向左斜后方地，在使壳体411的中心轴AX1相对于轮式装载机100的前后方向倾斜的状态下配设。
同样地，尿素水添加装置420的配管422以使后方比前方稍微向左侧偏移的方式，在使中心轴AX2相对于轮式装载机100的前后方向倾斜的状态下配设于氧化催化装置410的右斜上方、且配设于尿素SCR装置430的左斜上方。同样地，尿素SCR装置430将大致圆筒状的壳体431的入口432侧的端面朝向右斜前方并将出口配管433(图12)侧的端面朝向左斜后方地，在使壳体431的中心轴AX3相对于轮式装载机100的前后方向倾斜的状态下配设。
如上所述，排气装置400安装在排气装置固定托架150上。具体而言，如图8、9所示，排气装置固定托架150是以随着从左右朝向中央而变高的方式倾斜的山形形状的托架。在排气装置固定托架150的左侧斜面上设有氧化催化装置410用的安装部151，在排气装置固定托架150的右侧斜面上设有尿素SCR装置430用的安装部152。氧化催化装置410通过U型螺栓155紧固固定在安装部151上。尿素SCR装置430通过U型螺栓155紧固固定在安装部152上。
氧化催化装置410的入口412和增压器302的涡轮302b的排气口由排气管181连接。参照图11、图12可知，尿素水添加装置420的配管422的入口即配管422的后侧端部、和氧化催化装置410的出口413经由弯头423连接。配管422的出口即配管422的前侧端部、和尿素SCR装置430的入口432经由弯头424连接。参照图10可知，尿素SCR装置430的出口配管433的顶端插入至安装于发动机罩140上的尾管171的下部。
在如此构成的排气装置400中，来自发动机301的废气从增压器302的涡轮302b的排气口被排出，并经由排气管181流入至氧化催化装置410。由氧化催化装置410除去了一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、烃(HC)等的废气从氧化催化装置410的出口413被排出，并流入至尿素水添加装置420的配管422。在配管422内由尿素水喷射阀421添加了尿素水的废气流入至尿素SCR装置430。由尿素SCR装置430除去了氮氧化物(NOx)的废气经由出口配管433及尾管171被向外部排出。
－－－关于排气装置400的配置－－－
构成排气装置400的各装置410、420、430以使各自的长度方向即延伸方向成为车辆的大致前后方向的方式配置。由此，能够将各装置410、420、430配设在有限的空间内。另外，由图8～10可知，在排气装置400中的氧化催化装置410与尿素SCR装置430之间，在主视及侧视下将尿素水添加装置420配设在比氧化催化装置410及尿素SCR装置430高的位置上。由此，能够缩短氧化催化装置410与尿素SCR装置430之间的左右、即车宽方向上的距离，并能缩窄排气装置400的左右方向上的宽度。由于能够将各装置410、420、430紧凑地配设，所以能够将各装置410、420、430在发动机室122内全部配设于发动机301的上方。其结果是，能够抑制驾驶室122后方的舱室的大型化，并能确保从驾驶室122看到的后方视野。
另外，通过将尿素水添加装置420配设在比氧化催化装置410及尿素SCR装置430高的位置上，能够使尿素水喷射阀421接近于发动机盖140的开口141，从而使尿素水喷射阀421的维护变得容易。
此外，如图4所示，在轮式装载机100中，为了确保从驾驶室121看到的后方视野，而抑制了发动机室122上部的左右端的突出。为此，当从后方观察轮式装载机100时，发动机室122上部的左右端呈进行了倒角那样的形状。通过如上所述地缩窄排气装置400的左右方向上的宽度，能够抑制发动机室122上部的左右端的突出，从而使从驾驶室121看到的后方视野变得良好。
图13是说明从驾驶室121看到的后方视野的后部车身120的俯视图。驾驶室121中的标注有附图标记Op的圆形记号表示驾驶室121中的操作人员的头部的位置。用箭头A表示的范围是操作人员直接目视频率高的范围。用箭头B表示的范围是利用后方确认用的后视监视器等辅助进行确认的范围。此外，范围B是轮式装载机100的后方视野被发动机室122和冷却器室126限制的范围。
将尿素SCR装置430的出口配管433配置在发动机室122的后方。由此，能够使尾管171远离驾驶室122，从而使从驾驶室121看到的后方视野变得良好，并且能够抑制传到操作人员耳边的噪音。另外，以使尿素SCR装置430的前端侧朝向右斜前方、且使设有出口配管433的后端侧朝向左斜后方的方式，将尿素SCR装置430相对于轮式装载机100的前后方向倾斜配设。即，尿素SCR装置430以使与轮式装载机100的沿前后方向延伸的中心线CL相比配设于右侧的尿素SCR装置430的出口配管433靠近中心线CL的方式倾斜。由此，由于能够使尾管171靠近中心线CL、即轮式装载机100的左右方向上的中心，所以从驾驶室121看到的后方视野变得良好。另外，如上所述，即使发动机室122上部的左右端的突出被抑制且左右方向上的宽度缩窄，但由于尾管171靠近中心线CL，所以也能在有限的空间内配设排气装置400。
参照图11可知，由排气装置400净化的废气在氧化催化装置410内从前方朝向后方流动后，在尿素水添加装置420的配管422内从后方朝向前方流动，之后，在尿素SCR装置430内从前方朝向后方流动。即，在排气装置400中，各装置410、420、430以使废气以S字形流动的方式连接。由此，能够使废气在延伸方向一致地并列配置的各装置410、420、430中高效率地流动。
参照图9可知，增压器302的涡轮302b的排气口在发动机301的左方朝向前方，氧化催化装置410的入口412在与轮式装载机100的中心线CL相比的左侧朝向前方。由此，能够将涡轮302b的排气口与氧化催化装置410的入口412以短距离连接，并且排气管181的形状不会变得复杂，因此能够抑制排气阻力，有助于提高燃油效率。
固定排气装置400的排气装置固定托架150设为以随着从左右朝向中央而变高的方式倾斜的山形形状，因此能够在发动机301的上部确保发动机301的维护用空间，从而提高发动机301的维护性。
－－－关于空气净化器310的配置－－－
参照图7，如上所述，空气净化器310在冷却器室126内设在隔壁160的紧后方。这样，通过在由隔壁160与发动机室122隔开的冷却器室126内设置空气净化器310，而能够抑制从发动机301或排气装置400对空气净化器310带来的热影响。由此，能够抑制由发动机301吸入的空气的温度上升，并抑制发动机301的进气效率的降低。
参照图7可知，空气净化器310设于发动机301的后方，增压器302的压缩机302a的进气口朝向后方。由此，能够将空气净化器310与增压器302的压缩机302a的进气口以短距离连接，并且进气配管146的形状不会变得复杂，因此能够抑制进气阻力，有助于提高燃油效率。
此外，在本实施方式中，如图13所示，以使进气管145位于将驾驶室121中的操作人员的头部的位置Op与尾管171连结的直线L上的方式，配设空气净化器310及进气管145。即，从驾驶室121来观察，突出设置在冷却器用构造罩132的上表面上的进气管145与尾管171重叠。由此，能够缩窄进气管145和尾管171将从驾驶室121看到的后方视野遮挡的范围，从而使从驾驶室121看到的后方视野变得良好。另外，在本实施方式中，由于进气管145和尾管171存在于图13所示的范围B内，所以能够确保直接目视频率高的范围A的视野，从驾驶室121看到的后方视野变得良好。
－－－关于尿素水供给配管425的处理－－－
在本实施方式中，如图7所示，尿素水供给配管425以使在发动机室122内的配设距离尽可能缩短的方式配设。即，尿素水供给配管425从后部车身120的后部左侧的尿素水箱127配设至发动机室122内的尿素水喷射阀421为止，但其配设路径以尽可能地从冷却器室126内通过直至尿素水喷射阀421的附近的方式设定。由此，能够抑制从发动机301或排气装置400对尿素水供给配管425中的尿素水带来的热影响，并抑制因热导致的尿素水的品质劣化。
－－－变形例－－－
(1)在上述的说明中，对于第1排气装置401使用氧化催化装置410，对于第2排气装置402使用尿素水添加装置420，对于第3排气装置403使用尿素SCR装置430，但这是一个示例，本发明并不限定于此。例如，还可以对于各排气装置410、420、430使用不具备废气净化功能的消音装置等其他种类的排气装置。
(2)在上述的说明中，在左侧设有氧化催化装置410，在右侧设有尿素SCR装置430，但本发明并不限定于此，也可以在右侧设有氧化催化装置410，而在左侧设有尿素SCR装置430。
(3)在上述的说明中，如图13所示，构成为进气管145位于将驾驶室121中的操作人员的头部的位置Op与尾管171连结的直线L上，但本发明并不限定于此。进气管145并不是必须位于直线L上，但从确保后方视野的观点来看，优选为从驾驶室121观察时进气管145与尾管171的至少一部分重叠。
(4)在上述的说明中，作为作业机械的一例而列举了轮式装载机来进行说明，但本发明并不限定于此，也可以在例如液压挖掘机等其他作业机械中适用本发明。
(5)上述的各实施方式及变形例也可以分别组合。
此外，以上的说明仅是一个示例，本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想范围内想到的其他方案也包含在本发明的范围内。
将下述的优先权基础申请的公开内容作为引用文而编入至此。
日本专利申请2014年第265818号(2014年12月26日申请)
附图标记说明
100：轮式装载机(作业机械)、122：发动机室、126：冷却器室、132：冷却器用构造罩、140：发动机盖、145：进气管、150：排气装置固定托架(托架)、160：隔壁、171：尾管(排气管)、301：发动机、310：空气净化器、400：排气装置、401：第1排气装置(第一排气装置)、402：第2排气装置(第二排气装置)、403：第3排气装置(第三排气装置)、410：氧化催化装置、420：尿素水添加装置、430：尿素SCR装置。

Claims (5)

1.一种作业机械，其特征在于，具备：设于作业机械的发动机；和对来自所述发动机的废气进行处理的排气装置，
所述排气装置具备：
第一排气装置，其呈大致筒状，在一个端部侧设有所述废气的第一流入口，并在另一个端部侧设有所述废气的第一排出口；
第二排气装置，其呈大致筒状，在一个端部侧设有来自所述第一排气装置的废气的第二流入口，在另一个端部侧设有所述废气的第二排出口，该第二排气装置连接在所述第一排气装置的下游；和
第三排气装置，其呈大致筒状，在一个端部侧设有来自所述第二排气装置的废气的第三流入口，在另一个端部侧设有所述废气的第三排出口，该第三排气装置连接在所述第二排气装置的下游，
所述第一排气装置及所述第三排气装置将各自的一个端部朝向相同方向地并列配置，
所述第二排气装置将另一个端部侧朝向与所述第一排气装置及所述第三排气装置的一个端部侧相同的方向，在俯视下与所述第一排气装置及所述第三排气装置并列地配置于所述第一排气装置及所述第三排气装置之间，并且在侧视下与所述第一排气装置及所述第三排气装置相比配置于上方，
所述第三排气装置以长度方向成为所述作业机械的前后方向的方式配置，相对于沿所述作业机械的前后方向延伸的中心线而配置于左右方向的一侧，并且在俯视下以使位于所述作业机械的前后方向上的后侧的所述第三排出口的位置与位于所述作业机械的前后方向上的前侧的所述第三流入口的位置相比接近所述中心线的方式、且在使所述第三排气装置的延伸方向相对于所述中心线的延伸方向倾斜的状态下配置。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，还具备：
空气净化器，其对吸入空气进行净化；和
隔壁，其将配设有所述发动机的发动机室与设于所述发动机室后方的冷却器室隔开，
所述空气净化器配设于所述冷却器室内，
所述排气装置在将设有所述第三排出口的另一个端部朝向所述作业机械后方的状态下安装于所述作业机械上。
3.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，还具备：
发动机盖，其将配设有所述发动机的发动机室的上部覆盖；
冷却器用构造罩，其覆盖所述冷却器室的上部；
排气管，其突出设置在所述发动机盖的上部，将来自所述第三排出口的废气向外部排出；和
进气管，其突出设置在所述冷却器用构造罩的上部，用于将吸入空气经由所述空气净化器从外部取入，
所述排气管与所述进气管在从所述作业机械的驾驶席观察时至少一部分重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机械，其特征在于，还具备托架，其在配设有所述发动机的发动机室内固定所述排气装置，
所述托架呈具有以随着从所述作业机械的左右朝向中央而变高的方式倾斜的右侧及左侧的倾斜面的山形形状，
所述第一排气装置固定在所述右侧及左侧的倾斜面中的任意一面上，
所述第三排气装置固定在所述右侧及左侧的倾斜面中的另一面上。
5.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述第一排气装置以长度方向成为所述作业机械的前后方向的方式配置，相对于所述中心线配置于左右方向的另一侧，且以其前端侧朝向所述作业机械的右斜前方、后端侧朝向所述作业机械的左斜后方的方式相对于所述中心线倾斜地配设，
所述第二排气装置以长度方向成为所述作业机械的前后方向的方式配置，并且以其前端侧朝向所述作业机械的右斜前方、后端侧朝向所述作业机械的左斜后方的方式相对于所述中心线倾斜地配设。
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