CN110573707A - 发动机装置 - Google Patents
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Abstract
发动机装置(1)在气缸盖(2)的上方借助支承台(121)而配备有废气净化装置(100)。支承台(121)具备:平面部(121a),其供废气净化装置(100)搭载;以及多个脚部(121b、121c、121d、121e),它们从平面部(121a)朝向下方突出设置并固定于气缸盖(2)。平面部(121a)与脚部(121b、121c、121d、121e)一体成型。另外,脚部脚部(121b、121c、121d、121e)彼此之间形成为拱形。
Description
技术领域
本发明涉及具备废气净化装置的发动机装置。
背景技术
近来,伴随着与柴油发动机(以下,简称为发动机)相关的高水平的排放限制的应用,要求针对搭载有发动机的农作业车辆、建设土木机械而搭载废气净化装置,该废气净化装置对废气中的大气污染物进行净化处理。作为废气净化装置,已知用于捕集废气中的颗粒物质(烟尘、微粒)等的柴油颗粒过滤器(DPF)(例如,参照专利文献1~3等)。
专利文献
专利文献1:日本特开2012-077621号公报
专利文献2:日本特开2013-173428号公报
专利文献3:日本专利第5449517号公报
发明内容
在为了将废气净化装置紧凑地搭载于发动机而将废气净化装置搭载于发动机上部的情况下,需要高刚性的支承台,从振动以及强度的观点考虑,既需要确保支承台的刚性,又需要使支承台实现轻量化。
本发明的技术课题在于提供一种对上述现状进行研究而实施了改良的发动机装置。
本发明的发动机装置在气缸盖的上方借助支承台而配备有废气净化装置,所述支承台具备:平面部,其供所述废气净化装置搭载;以及多个脚部,它们从所述平面部朝向下方突出设置并固定于所述气缸盖,所述平面部与所述脚部一体成型,另一方面,相邻的所述脚部彼此之间形成为拱形。
例如,本发明的发动机装置也可以构成为:在相互对置的所述气缸盖的排气侧面和进气侧面分开配置有排气岐管和进气岐管,所述支承台配置于与所述排气侧面以及所述进气侧面交叉的所述气缸盖的两个侧面中的一个侧面的上方,并且,作为所述脚部具备:固定于所述排气侧面的排气侧脚部;固定于所述进气侧面的进气侧脚部;以及固定于所述一个侧面的中央脚部。
另外,本发明的发动机装置也可以构成为:在所述气缸盖的所述两个侧面中的另一个侧面侧配备有冷却风扇,在所述气缸盖上的气缸盖罩与所述支承台之间形成有冷却风通路,来自所述冷却风扇的冷却风在该冷却风通路流动。
进而,本发明的发动机装置也可以构成为具备:EGR装置,其使得从所述排气岐管排出的废气的一部分作为EGR气体而返回到所述进气岐管;EGR冷却器,其对所述EGR气体进行冷却;以及排气压力传感器,其对所述排气岐管内的废气压力进行检测,在所述气缸盖的所述一个侧面安装有所述EGR冷却器和所述排气压力传感器。
另外,本发明的发动机装置也可以构成为:在所述气缸盖的所述进气侧面一体成型有所述进气岐管,所述进气侧脚部固定于所述进气岐管的上表面。
本发明的发动机装置在气缸盖的上方借助支承台而配备有废气净化装置的发动机装置,其中,支承台具备:平面部,其供废气净化装置搭载;以及多个脚部,它们从平面部朝向下方突出设置并固定于气缸盖,平面部与脚部一体成型,另一方面,相邻的脚部彼此之间形成为拱形,因此,通过一体成型构造以及上述拱形,能够在确保支承台的刚性的同时实现轻量化。另外,通过将支承台设为一体成型部件,能够减少部件数量。另外,通过在多个脚部之间形成拱形的间隙,能够防止在支承台的脚部周围形成热积存部,例如,能够防止对搭载于脚部周围的传感器等电子部件造成热损伤、能够避免EGR冷却器等冷却部件的冷却不足。
例如,本发明的发动机装置构成为在相互对置的气缸盖的排气侧面和进气侧面分开配置有排气岐管和进气岐管,支承台配置于与所述排气侧面以及所述进气侧面交叉的气缸盖的两个侧面中的一个侧面的上方,并且,作为脚部而具备:固定于排气侧面的排气侧脚部;固定于进气侧面的进气侧脚部;以及固定于上述一个侧面的中央脚部,从而能够将支承台固定于气缸盖的排气侧面、进气侧面以及上述一个侧面的合计三个面,能够提高废气净化装置的支承刚性。另外,通过使进气侧脚部与中央脚部之间的拱形、和排气侧脚部与中央脚部之间的拱形的高度、大小等互不相同、或者使进气侧脚部和排气侧脚部的长度不同,能够通过支承台而使得进气侧与排气侧的振动抵消,从而能够减弱废气净化装置的振动。
进而,本发明的发动机装置构成为在气缸盖的上述两个侧面中的另一个侧面侧配备有冷却风扇,在气缸盖上的气缸盖罩与支承台之间形成有冷却风通路,来自冷却风扇的冷却风在该冷却风通路流动,从而能够经由冷却风通路而将来自冷却风扇的冷却风引导到气缸盖的上述一个侧面侧,能够对气缸盖的上述一个侧面周围适当地进行冷却。
进而,本发明的发动机装置构成为具备:EGR装置,其使得从排气岐管排出的废气的一部分作为EGR气体而返回到进气岐管;EGR冷却器,其对EGR气体进行冷却;以及排气压力传感器,其对排气岐管内的废气压力进行检测,在气缸盖的上述一个侧面安装有EGR冷却器和排气压力传感器,从而能够利用从冷却风扇经由冷却风通路而引导到上述一个侧面的冷却风来促进EGR冷却器的冷却、且能够防止排气压力传感器的热损伤。
另外,本发明的发动机装置在气缸盖的进气侧面一体成型有进气岐管,进气侧脚部固定于进气岐管的上表面,从而能够将进气侧脚部载置并牢固地固定于坚固的进气岐管上。另外,由于能够从气缸盖的上方进行用于将进气侧脚部固定于进气岐管的螺栓的松紧作业,因此,能够在将配置于气缸盖的进气侧面的侧方的EGR装置安装于进气岐管的状态下实施上述支承台的安装作业以及拆卸作业,能够提高发动机装置的组装作业性以及维护性。
附图说明
图1是发动机装置的一实施方式的概要主视图。
图2是该实施方式的概要后视图。
图3是该实施方式的概要左视图。
图4是该实施方式的概要右视图。
图5是该实施方式的概要俯视图。
图6是放大示出了两级增压器周围的概要左视图。
图7是放大示出了该两级增压器周围的概要主视图。
图8是放大示出了该两级增压器周围的概要后视图。
图9是除去一部分气缸盖罩而放大示出了低压级增压器周围的概要俯视图。
图10是用于说明该低压级增压器的安装构造的概要立体图。
图11是放大示出了支承废气净化装置的支承台周围的概要主视图。
图12是放大示出了该支承台周围的概要左视图。
图13是放大示出了该支承台周围的概要右视图。
图14是放大示出了该支承台周围的概要俯视图。
图15是用于说明该支承台与废气净化装置的安装构造的概要分解立体图。
图16是在图14中的A-A位置截面处示出该支承台和废气净化装置的概要左视图。
图17是放大示出了气缸盖周围的概要主视图。
图18是放大示出了该气缸盖的前部周围的概要俯视图。
图19是放大示出了该气缸盖的前部周围的概要左视图。
图20是除去该气缸盖的前部以及EGR冷却器的一部分而示出的概要立体图。
图21是示出了气缸盖中的排气流路以及进气流路的结构的概要俯视截面图。
图22是示出了气缸盖前部周围的线束的配置的概要主视图。
图23是示出了气缸盖前部周围的线束的配置的概要俯视图。
具体实施方式
以下,基于附图,对使得本发明实现了具体化的实施方式进行说明。首先,参照图1~图5,对作为发动机装置的一例的发动机1的整体构造进行说明。在该实施方式中,发动机1由柴油发动机构成。应当注意的是,在以下说明中,关于发动机1,将平行于曲轴5的两侧部(隔着曲轴5的两侧的侧部)称为“左右”,将设置有飞轮壳体7的那侧称为“前侧”,将设置有冷却风扇9的那侧称为“后侧”,为了方便起见,以上述设定作为发动机1的四周以及上下的位置关系的基准。
如图1~图5所示,在发动机1的平行于曲轴5的一侧部配置有进气岐管3、且在另一侧部配置有排气岐管4。在实施方式中,在气缸盖2的右侧面,进气岐管3与气缸盖2成型为一体。在气缸盖2的左侧面设置有排气岐管4。气缸盖2搭载于内置有曲轴5和活塞(省略图示)的气缸体6上。
曲轴5的前后末端侧从气缸体6的前后两个侧面突出。在发动机1的与曲轴5交叉的一侧部(在实施方式中,为气缸体6的前侧面侧)固定安装有飞轮壳体7。在飞轮壳体7内配置有飞轮8。飞轮8固定安装于曲轴5的前端侧,构成为与曲轴5一体旋转。构成为:借助飞轮8而将发动机1的动力向作业机械(例如液压挖掘机、升降式叉车等)的工作部取出。在发动机1的与曲轴5交叉的另一侧部(在实施方式中,为气缸体6的后侧面侧)设置有冷却风扇9。构成为:从曲轴5的后端侧经由带10而向冷却风扇9传递旋转力。
在气缸体6的下表面配置有油盘11。在油盘11内积存有润滑油。油盘11内的润滑油由润滑油泵(省略图示)吸引,并借助在气缸体6的右侧面配置的机油冷却器13以及机油过滤器14而供给到发动机1的各润滑部,其中,该润滑油泵配置于气缸体6的与飞轮壳体7的连结部分、且配置于气缸体6的右侧面侧。供给到各润滑部的润滑油此后向油盘11返回。润滑油泵构成为:通过曲轴5的旋转而进行驱动。
如图4所示,在发动机1的右侧部,在气缸体6的与飞轮壳体7的连结部分安装有用于供给燃料的燃料供给泵15。燃料供给泵15配置于EGR装置24的下方。另外,在气缸盖2的进气岐管3与燃料供给泵15之间配置有共轨16。共轨16固定于气缸体6的右侧面的上部靠前的部位。在由气缸盖罩18覆盖的气缸盖2上表面部设置有具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀的、与4个气缸相应的各喷射器(省略图示)。
各喷射器借助燃料供给泵15以及圆筒状的共轨16而与搭载于作业车辆的燃料箱(省略图示)连接。燃料箱的燃料从燃料供给泵15压送到共轨16,高压的燃料蓄积于共轨16。分别对各喷射器的燃料喷射阀进行开闭控制,由此将共轨16内的高压的燃料从各喷射器向发动机1的各气缸喷射。
如图2以及图5所示,在将设置于气缸盖2上表面部的进气阀以及排气阀(省略图示)等覆盖的气缸盖罩18上表面设置有漏气还原装置19,该漏气还原装置19将从发动机1的燃烧室等泄漏到气缸盖2上表面侧的漏气取入。漏气还原装置19的漏气出口经由还原软管68而与两级增压器30的进气部连通。在漏气还原装置19内除去了润滑油成分之后的漏气经由两级增压器30等而向进气岐管3返回。
如图3所示,在发动机1的左侧部,在飞轮壳体7安装有发动机启动用启动装置20。发动机启动用启动装置20配置于排气岐管4的下方。发动机启动用启动装置20在气缸体6与飞轮壳体7的连结部的下方的位置处安装于飞轮壳体7的后侧面的左侧部位。
如图2所示,在气缸体6的后侧面的靠左的部位配置有冷却水润滑用的冷却水泵21。另外,在冷却水泵21的左侧设置有交流发电机12,该交流发电机12是利用发动机1的动力而发电的发电机。从曲轴5的前端侧借助带10而向冷却风扇9、交流发电机12以及冷却水泵21传递旋转动力。通过冷却水泵21的驱动而将搭载于作业车辆的散热器(省略图示)内的冷却水向冷却水泵21供给。而且,向气缸盖2内以及气缸体6内供给冷却水而对发动机1进行冷却。
如图3所示,冷却水泵21配置于高度比排气岐管4的高度低的位置,与散热器的冷却水出口连通的冷却水入口管22固定设置于气缸体6的左侧面、且固定设置于高度与冷却水泵21大致相同的位置。另一方面,如图2以及图5所示,与散热器的冷却水入口连通的冷却水出口管23固定设置于气缸盖2的上表面的后部靠右的部位。气缸盖2在其右后角部具有冷却水排水部35,在冷却水排水部35的上表面设置有冷却水出口管23。
如图4以及图5所示,EGR装置24配置于气缸盖2的右侧。EGR装置24具有:收集器25,其是使得发动机1的再循环废气(来自排气岐管4的EGR气体)与新气体(来自空气净化器的外部空气)混合并供给到进气岐管3的中继管路;进气节流部件26,其将收集器25与空气净化器连通;再循环废气配管28,其是经由EGR冷却器27而与排气岐管4连接的回流管路的一部分;以及EGR阀部件29,其将收集器25与再循环废气配管28连通。
在该实施方式中,EGR装置24的收集器25与进气岐管3的右侧面连结,该进气岐管3与气缸盖2一体成型而构成气缸盖2的右侧面。即,收集器25的出口开口部与在气缸盖2的右侧面设置的进气岐管3的入口开口部连结。另外,再循环废气配管28的EGR气体入口在气缸盖2的右侧面的靠前的部位与设置于气缸盖2内的EGR气体通路的EGR气体出口连结。收集器25安装于进气岐管3,再循环废气配管28安装于气缸盖2,从而将EGR装置24固定于气缸盖2。
对于EGR装置24而言,进气岐管3与新气体导入用的进气节流部件26借助收集器25而连通连接。与再循环废气配管28的出口侧相连的EGR阀部件29与收集器25连通连接。收集器25形成为前后较长的近似筒状。进气节流部件26借助螺栓而紧固连结于收集器25的供气取入侧(长度方向的前部侧)。收集器25的供气排出侧借助螺栓而紧固连结于进气岐管3的入口侧。应当注意的是,EGR阀部件29通过调节位于其内部的EGR阀的开度而对向收集器25供给的EGR气体的供给量进行调节。
向收集器25内供给新气体,并且从排气岐管4经由EGR阀部件29而向收集器25内供给EGR气体(从排气岐管4排出的废气的一部分)。新气体与来自排气岐管4的EGR气体在收集器25内混合,然后,收集器25内的混合气体被供给到进气岐管3。即,从发动机1排出到排气岐管4的废气的一部分从进气岐管3向发动机1返回,从而,高负荷运转时的最高燃烧温度下降,来自发动机1的NOx(氮氧化物)的排出量降低。
如图1以及图3~图5所示,EGR冷却器27固定于气缸盖2的前侧面。在气缸盖2内流动的冷却水和EGR气体相对于EGR冷却器27而流入流出,在EGR冷却器27内对EGR气体进行冷却。在气缸盖2的前侧面突出设置有用于连结EGR冷却器27的左右一对EGR冷却器连结部33、34。而且,EGR冷却器27与EGR冷却器连结部33、34的前侧面连结。即,EGR冷却器27以使得EGR冷却器27的后侧面与气缸盖2的前侧面分离的方式配置于飞轮壳体7的上方位置、且配置于气缸盖2的前方位置。
如图1~3以及图5所示,在气缸盖2的左侧配置有两级增压器30。两级增压器30具备高压级增压器51和低压级增压器52。高压级增压器51具有:内置有涡轮(省略图示)的高压级涡轮箱53;以及内置有风机叶轮(省略图示)的高压级压缩机箱54。低压级增压器52具有:内置有涡轮(省略图示)的低压级涡轮箱55;以及内置有风机叶轮(省略图示)的低压级压缩机箱56。
在两级增压器30的排气径路,高压级涡轮箱53与排气岐管4连结,低压级涡轮箱55经由高压废气配管59而与高压级涡轮箱53连结,排气连结管119与低压级涡轮箱55连结。高压废气配管59由具有挠性的配管形成。在该实施方式中,高压废气配管59的一部分形成为蛇腹状。
尾管(省略图示)经由废气净化装置100而与排气连结管119连接。从发动机1的各气缸排出到排气岐管4的废气经由两级增压器30以及废气净化装置100等而从尾管排放到外部。
在两级增压器30的进气径路,低压级压缩机箱56经由供气管62而与空气净化器连接,高压级压缩机箱54经由低压新气体通路管65而与低压级压缩机箱56连结,EGR装置24的进气节流部件26经由中间冷却器(省略图示)而与高压级压缩机箱54连接。吸入到空气净化器的新气体(外部空气)在由空气净化器进行除尘以及净化之后,经由两级增压器30、中间冷却器、进气节流部件26、收集器25等而输送到进气岐管3,而且还供给到发动机1的各气缸。
废气净化装置100是用于捕获废气中的颗粒物质(PM)等的装置。如图1~图5所示,废气净化装置100具有俯视时在与曲轴5交叉的左右方向上较长地延伸的近似圆筒形状。在该实施方式中,废气净化装置100配置于气缸盖2的前侧面的上方。废气净化装置100借助左支承托架117以及右支承托架118、支承台121而支承于气缸盖2的前部。
废气取入侧和废气排出侧左右分开设置于废气净化装置100的左右两侧(长度方向一端侧和长度方向另一端侧)。废气净化装置100的废气取入侧的废气入口管116经由排气连结部件120、直线状的排气连结管119而与两级增压器30的低压级涡轮箱55的排气出口连接,该排气连结部件120具有侧视时的近似L字形的废气通路。排气连结部件120固定于支承台121的左侧面。废气净化装置100的废气排出侧与尾管(省略图示)的废气取入侧连接。
废气净化装置100具有如下构造:在内部以串联排列的方式收纳有例如铂等的柴油氧化催化剂102和蜂窝构造的烟尘过滤器103。在上述结构中,通过柴油氧化催化剂102的氧化作用而生成的二氧化氮(NO2)被取入到烟尘过滤器103内。发动机1的废气中含有的颗粒物质被烟尘过滤器103捕获,并被二氧化氮连续地氧化除去。因此,除了除去发动机1的废气中的颗粒物质(PM)以外,发动机1的废气中的一氧化碳(CO)、烃(HC)的含量也降低。
废气净化装置100具备:上游侧箱105,其在外周面具备废气入口管116;中间箱106,其与上游侧箱105连结;以及下游侧箱107,其与中间箱106连结。以串联排列的方式将上游侧箱105与中间箱106连结,从而构成耐热金属材料制的气体净化壳体104。在气体净化壳体104内借助圆筒的内侧箱(省略图示)而收容有柴油氧化催化剂102和烟尘过滤器103。另外,下游侧箱107内装有开设了大量消音孔的内侧箱(省略图示),并且在与内侧箱之间填充有陶瓷纤维制消音材料,由此构成消音器。
当废气从柴油氧化催化剂102以及烟尘过滤器103通过时,若废气温度超过可再生温度(例如,约300℃),则因柴油氧化催化剂102的作用而将废气中的一氧化氮氧化成不稳定的二氧化氮。而且,利用二氧化氮恢复为一氧化氮时释放出的氧而将堆积在烟尘过滤器103中的颗粒物质氧化除去,由此使得烟尘过滤器103的颗粒物质捕获能力恢复而使得烟尘过滤器103实现再生。
接下来,参照图6~图10等对两级增压器30的结构以及安装构造进行说明。两级增压器30利用从排气岐管4排出的废气的流体能而对流入到气缸盖2的进气岐管3的新气体进行压缩。两级增压器30构成为包括:与排气岐管4连结的高压级增压器51;以及与高压级增压器51连结的低压级增压器52。
如图7以及图8所示,高压级增压器51配置于排气岐管4的左侧。低压级增压器52配置于排气岐管4的上方。即,以与排气岐管4的左侧面对置的方式配置小容量的高压级增压器51,另一方面,以与气缸盖2以及气缸盖罩18的左侧面对置的方式配置大容量的低压级增压器52。因此,在气缸盖2的左侧的空间,不仅能够在主视以及后视时大致在四方框内紧凑地配置排气岐管4和两级增压器30,还能够使两级增压器30的最上部位置位于比发动机1的最上部位置低的位置。因此,能够有助于发动机1的小型化。
另外,如图3以及图6所示,从左侧观察发动机1,低压级增压器52配置于气缸盖2的左侧、且配置于高压级增压器51的前方。因此,能够在低压级增压器52的下方扩大用于在气缸体6的左侧面前部的周围配置其他应用部件的空间。例如,能够在低压级增压器52与发动机启动用启动装置20之间配置利用曲轴5的旋转力而工作的液压泵等外部辅助装置。
如图6~图8等所示,高压级增压器51具备:高压级涡轮箱53;高压级压缩机箱54,其配置于高压级涡轮箱53的后方;以及高压级中央壳体72,其将上述两个箱53、54连结。高压级涡轮箱53具备:高压级排气入口57,其与排气岐管4的排气岐管排气出口49连通;以及高压级排气出口58,其与高压废气配管59的上游侧端部连通。高压级压缩机箱54具备:高压级新气体入口66,其与低压新气体通路管65的下游侧端部连通;以及高压级新气体供给口67,其与中间冷却器(省略图示)连接。应当注意的是,所谓管的上游侧端部是指气流的上游侧的端部,所谓下游侧端部是指气流的下游侧的端部。
另一方面,低压级增压器52具备:低压级涡轮箱55;低压级压缩机箱56,其配置于低压级涡轮箱55的后方;以及低压级中央壳体75,其将上述两个箱55、56连结。低压级涡轮箱55具备:低压级排气入口60,其与高压废气配管59的下游侧端部连通;以及低压级排气出口61,其与排气连结管119的上游侧端部连通。低压级压缩机箱56具备:低压级新气体入口63,其与供气管62的下游侧端部连通;以及低压级新气体供给口64,其与低压新气体通路管65的上游侧端部连通。
排气岐管4的用于排出废气的排气岐管排气出口49朝向左侧开口。而且,高压级涡轮箱53的高压级排气入口57朝向排气岐管4开口,另一方面,高压级排气出口58朝向前方开口。另外,低压级涡轮箱55的低压级排气入口60朝向下方开口,另一方面,低压级排气出口61朝向前方开口。
如图6~图8所示,在两级增压器30中,高压级压缩机箱54的高压级新气体入口66朝向后方开口,另一方面,高压级新气体供给口67朝向下方开口。另外,低压级压缩机箱56构成为:低压级新气体入口63朝向后方开口,另一方面,低压级新气体供给口64从左侧突出之后朝向后方。而且,U字状的低压新气体通路管65的下游侧端部与高压级新气体入口66连结,另一方面,低压级新气体供给口64与低压新气体通路管65的上游侧端部连结。
如图6~图8所示,在凸缘部借助螺栓而将排气岐管4的排气岐管排气出口49与高压级涡轮箱53的高压级排气入口57连结。由此,使得高压级增压器51固定于坚固的排气岐管4。另外,在凸缘部借助螺栓而将高压级涡轮箱53的高压级排气出口58与近似L字状的高压废气配管59的下游侧端部(后端)连结,另一方面,在凸缘部借助螺栓而将低压级涡轮箱55的低压级排气入口60与高压废气配管59的上游侧端部(上端)连结。近似L字状的高压废气配管59由具有挠性的配管构成,在该实施方式中,在沿前后方向延伸的部分具备蛇腹管部59a。
如图9以及图10所示,低压级增压器52固定于气缸盖2的左侧面(排气侧面)。在该实施方式中,在气缸盖2的左侧面的中央部靠前的部位设置有低压级增压器安装部131(同时参照图12、图16、图19)。低压级增压器安装部131设置于排气岐管4的上方、且设置于与低压级涡轮箱55对置的位置。低压级增压器52借助近似L字形的安装托架132而安装于低压级增压器安装部131。安装托架132具备:增压器侧平面部132a,其配设于左右方向上;以及盖侧平面部132b,其从增压器侧平面部132a的右侧端向前方突出。
安装托架132的增压器侧平面部132b借助螺栓133而固定安装于低压级压缩机箱56的前侧面右缘部位。安装托架132的盖侧平面部132a借助前后一对螺栓133而固定安装于低压级增压器安装部131。由此,使得低压级增压器52固定于坚固的气缸盖2。
在该实施方式中,低压级增压器52固定于气缸盖2的左侧面(排气侧面),高压级增压器51固定于排气岐管4,因此,能够将构成两级增压器30的高压级增压器51和低压级增压器52分开且分别牢固地固定于坚固的气缸盖2以及排气岐管4。另外,由于低压级增压器52经由排气连结管119和排气连结部件120而与固定于气缸盖2的前部的支承台121连结,因此,不但能够将低压级增压器52可靠地固定于发动机1,而且还能够将两级增压器30可靠地固定于发动机1。
另外,由于高压级增压器51的高压级排气出口58与低压级增压器52的低压级排气入口60借助具有挠性的高压废气配管59而连结,因此,能够降低因受热伸长而造成的高压废气配管59的低周疲劳损伤的危险性。进而,还能够降低因高压废气配管59受热伸长而施加于两级增压器30的应力。由此,能够降低施加于高压级增压器51与排气岐管4的连结部的应力、以及施加于低压级增压器52与气缸盖2的连结部的应力,能够防止这些连结部的连结不良、连结部件的损坏。
如图9以及图10所示,在气缸盖2的内部具备肋条135,该肋条135从低压级增压器安装部131朝向气缸盖2的右侧面(进气侧面)延伸设置。肋条135从气缸盖底面136朝向上方突出设置。由此,能够在气缸盖2提高低压级增压器安装部131周围的刚性,能够防止因低压级增压器52向气缸盖2的安装而引起的气缸盖2的变形等。另外,在气缸盖底面136,相对于肋条135的右端部连续、且沿左右方向延伸的阀臂机构安装座137朝向上方突出设置。由此,能够提高肋条135的刚性,进而能够提高低压级增压器安装部131周围的刚性。
应当注意的是,在该实施方式中,发动机1是OHV式的发动机,由气缸盖2和气缸盖罩18包围的空间构成为阀臂室。如图9所示,在该阀臂室内收容有喷射器138以及气门机构。多个阀臂机构安装座137等间隔地配置于前后方向上,在阀臂机构安装座137上配置有用于支承阀臂轴(省略图示)的阀臂轴支承部139,多个阀臂140以摆动自如的方式轴支承于阀臂轴。构成为:各阀臂189绕阀臂轴进行摆动,从而使得各气缸的进气阀以及排气阀(省略图示)执行开闭动作。
如图3、图5以及图6所示,从左侧观察,低压级增压器52配置为靠近气缸盖2的前侧面(一个侧面),另一方面,低压级涡轮箱55的低压级排气出口61朝向气缸盖2的前侧面侧设置。另外,构成废气净化装置100的排气入口的废气入口管116配置于气缸盖2的前侧面与右侧面(排气侧面)相交的角部附近。因此,能够缩短且简化排气连结管119和排气连结部件120,排气连结管119为用于将低压级增压器52的低压级排气出口61和废气净化装置100的废气入口管116连结的配管。由此,能够将供给到废气净化装置100的废气维持为高温状态,能够防止废气净化装置1的再生能力降低。
应当注意的是,在本发明中,只要是废气净化装置100的排气入口配置于气缸盖2的前侧面(一个侧面)与右侧面(排气侧面)相交的角部附近的结构,则不管废气净化装置100的搭载位置、配置方向如何,都能够获得与本实施方式相同的上述效果。例如,废气净化装置100既可以以左右横长的方式配置于气缸盖2的前方、且配置于飞轮壳体7的上方(例如,参照日本特开2011-012598号公报),也可以以前后横长的方式(沿着曲轴5的方向)配置于气缸盖2的上方(例如,参照特开2016-079870号公报)。
如图3、图5以及图6所示,用于取入漏气的漏气还原装置19设置于气缸盖2上。漏气还原装置19载置固定于用于将气缸盖2的上表面覆盖的气缸盖罩18的上表面。在气缸盖2的上方,漏气还原装置19的漏气出口70在气缸盖2的后侧面(另一个侧面)附近的位置朝向左侧面侧配置。另外,低压级增压器52的低压级压缩机箱56的低压级新气体入口63朝向后方开口。沿前后方向延伸设置的供气管62与低压级新气体入口63连结。由此,能够将供气管62配置于漏气出口70的附近,能够缩短用于将漏气出口70与供气管62连结的还原软管68的尺寸,能够防止低温环境下的还原软管68内的结冻。
如图6所示,关于低压级压缩机箱56和高压级压缩机箱54,低压级新气体入口63、低压级新气体供给口64以及高压级新气体入口66朝向同一方向(后方)开口。因此,构成为:容易将与空气净化器连通的供气管62连结于低压级新气体入口63,并且容易将低压新气体通路管65连结于低压级新气体供给口64以及高压级新气体入口66,因此,能够实现组装作业性的提高。
另外,低压新气体通路管65包括:近似U字形的金属管65a,其一端通过凸缘连结的方式借助螺栓而紧固连结于高压级新气体入口66;以及树脂管65b,其将金属管65a的另一端与低压级压缩机箱56的低压级新气体供给口64连通。由此,低压新气体通路管65的金属管65a以较高的刚性而固定于高压级压缩机箱54,另一方面,能够利用树脂管65b使得低压级压缩机箱56与金属管65a的组装误差缓和并将它们连通。
另外,低压级压缩机箱56的低压级新气体供给口64从低压级压缩机箱56的外周面的左下部位朝向左斜上方伸出,并朝向后方弯曲,因此,能够增大低压新气体通路管65(金属管65a)的弯曲部分的曲率。因此,能够抑制低压新气体通路管65内的紊流的发生,能够将从低压级压缩机箱56排出的压缩空气顺畅地供给到高压级压缩机箱54。
如图8所示,高压级增压器51在高压级压缩机箱54的外周面下部的靠右的部位具备朝向下方伸出的新气体供给口64。高压级压缩机箱54与高压新气体通路管71连结,该高压新气体通路管71与中间冷却器连通,经由高压新气体通路管71而将压缩空气供给到中间冷却器。另外,在高压级压缩机箱54的下方设置有朝向左侧开口的冷却水入口管22。在冷却水入口管22连接有与散热器连结的冷却水配管150。因此,由于能够集中对高压新气体通路管71和冷却水配管150进行布设,因此,不仅能够简化供发动机1搭载的主机侧的配管构造,还能够构成为容易进行组装作业、维护作业的状态。
另外,如图2、图4以及图5所示,在发动机1的后部(冷却风扇9侧)配置有冷却水出口管23、供气管62以及进气节流部件26。因此,在供发动机1搭载的主机侧,在利用冷却风扇9的冷却风的散热器、空气净化器以及中间冷却器配置于冷却风扇9后方的情况下,不仅能够缩短与散热器连接的冷却水配管、与空气净化器以及中间冷却器连通的新气体用配管的尺寸,还能够集中进行该配管连接作业。因此,不仅主机侧的组装作业性、维护作业性变得更加容易,在主机侧还能够高效地配置与发动机1连结的各部件。
如图6~图8所示,在高压级增压器51中,高压用润滑油供给管73以及高压用润滑油返回管74连结于高压级中央壳体72的外周面的上部以及下部,该高压级中央壳体72是高压级涡轮箱53与高压级压缩机箱54的连结部分。在低压级增压器52中,低压用润滑油供给管76以及低压用润滑油返回管77连结于低压级中央壳体75的外周面的上部以及下部,该低压级中央壳体75是低压级涡轮箱55与低压级压缩机箱56的连结部分。
高压用润滑油供给管73的下端与在气缸体6的左侧面的中央部设置的连接部件78a连接,另一方面,上端与高压级增压器51的高压级中央壳体72的上部连结。在高压级中央壳体72的上部设置有连结接头78b,该连结接头78b用于将高压用润滑油供给管73的上端和低压用润滑油供给管76的下端连通。低压用润滑油供给管76的上端与在低压级增压器52的低压级中央壳体75的上部设置的连接部件78c连结。由此,在气缸体6内的油路中流动的润滑油通过高压用润滑油供给管73而供给到高压级增压器51的高压级中央壳体72,并且通过高压用润滑油供给管73以及低压用润滑油供给管76而供给到低压级增压器52的低压级中央壳体75。
高压用润滑油供给管73从气缸体6的左侧面的连接部件78a向后方斜上方向引导,从高压级压缩机箱54与气缸体6之间通过并向与气缸盖2的左侧面对置的位置引导。进而,高压用润滑油供给管73绕过排气岐管4的后端部,并且从高压级中央壳体72的右侧通过而向连结接头78b引导。另外,低压用润滑油供给管76具有侧视时的近似L字形状,从连结接头78b沿着高压级增压器51和高压废气配管59而向连接部件78c引导。这样,通过缩短润滑油供给管73、76的尺寸,并且配置为由作为高刚性部件的两级增压器30包围,由此能够将润滑油高效地供给至两级增压器30,同时还能够防止由外力造成的润滑油供给管73、76的损坏。
另外,对于高压用润滑油返回管74而言,在连接部件78a的上方,一端(下端)与在气缸体6的左侧面的中央部设置的连结接头80的末端面连结。高压用润滑油返回管74的另一端(上端)与高压级增压器51的高压级中央壳体72的外周面下部连结。另外,低压用润滑油返回管77的一端(下端)与从连结接头80的中途部朝向前方斜上方向突出的连接部位连结。另一方面,低压用润滑油返回管77的另一端(上端)与低压级增压器52的低压级中央壳体75的外周面下部连结。因此,在高压级增压器51以及低压级增压器52中流动的润滑油从中央壳体72、75的下部经由润滑油返回管74、77而在连结接头80处汇合,并返回到气缸体6内的油路。
高压用润滑油返回管74从高压级涡轮箱53的下方通过排气岐管4的排气岐管排气出口49的下方而向连结接头80引导。另外,低压用动作返回管77从高压废气配管59与排气岐管4之间通过,并向连结接头80引导。这样,由于缩短了润滑油返回管74、77的尺寸,并且配置为由作为高刚性部件的两级增压器30覆盖,因此,能够将润滑油高效地供给到两级增压器30,同时还能够防止由外力造成的润滑油返回管74、77的损坏。
接下来,参照图11~图16等来说明废气净化装置100的安装构造。废气净化装置100由上游侧箱105、中间箱106以及下游侧箱107按照上述顺序串联连结而构成,并在气缸盖2的前部上方以左右横长的方式而配置。
上游侧箱105与中间箱106的连结部分由一对厚板状的夹持凸缘108、109从废气移动方向的两侧夹持、连结。即,利用夹持凸缘108、109对设置于上游侧箱105的下游侧开口边缘的接合凸缘、和设置于中间箱106的上游侧开口边缘的接合凸缘进行夹持,由此将上游侧箱105的下游侧和中间箱106的上游侧连结而构成气体净化壳体104。此时,利用螺栓对夹持凸缘108、109进行紧固连结,从而将上游侧箱105和中间箱106连结为能够装拆。
另外,中间箱106与下游侧箱107的连结部分由一对厚板状的夹持凸缘110、111从废气移动方向的两侧夹持、连结。即,利用夹持凸缘108、109对设置于中间箱106的下游侧开口边缘的接合凸缘、和设置于下游侧箱107的上游侧开口边缘的接合凸缘进行夹持,由此将中间箱106的下游侧和下游侧箱107的上游侧连结为能够拆装。
在上游侧箱105的排气入口侧的外周部设置有废气入口管116,废气入口管116的排气取入侧经由作为排气中继路的排气连结部件120以及排气连结管119而与两级增压器30的低压级排气出口61(参照图6等)连通。排气连结部件120构成为侧视时的近似L字形状,排气取入侧配备于后方、且与排气连结管119连结,另一方面,排气排出侧配备于上方、且与废气净化装置100的废气入口管116连结。如图11、图12以及图16所示,利用上下一对螺栓122、122以能够拆装的方式将排气连结部件120安装于支承台121的左侧面的前部。
如图11及图15所示,废气净化装置100借助左右的支承托架117、118和支承台121而安装于气缸盖2的前部。废气净化装置100具备:左托架紧固脚112,其焊接固定于上游侧箱105的外周面下部;以及右托架紧固脚113,其形成于夹持凸缘110的下部。
左右的支承托架117、118具有近似L字形,并具备水平部、以及从该水平部的左右外侧端朝向上方突出的立起部。左支承托架117的水平部借助前后一对螺栓而固定于支承台121的平面部121a的上表面靠左的部位。右支承托架118的水平部借助前后一对螺栓而固定于支承台121的平面部121a的上表面右缘部位。废气净化装置100的左右的托架紧固脚112、113分别借助前后一对螺栓以及螺母而安装于左右的支承托架117、118。
在右支承托架118的立起部的上表面形成有切口部118a,该切口部118a能够供对夹持凸缘110、111的下部进行紧固连结的螺栓的头部临时放置。在将废气净化装置100组装于发动机1时,能够在左右的支承托架117、118以及排气连结部件120安装于支承台121的状态下,使得对夹持凸缘110、111的下部进行紧固连结的螺栓的头部与右支承托架118的切口部118a对位。由此,能够使得废气净化装置100相对于发动机装置1而实现对位,并且容易进行将废气净化装置100组装于发动机1时的螺栓紧固连结作业,组装作业性得到提高。
如图11~图16所示,支承台121的平面部121a具有俯视时右侧部位比左侧部位长的近似L字形的形状。平面部121a配置为俯视时沿着气缸盖2的前侧面以及右侧面而将气缸盖2的前部覆盖。废气净化装置100搭载于平面部121a的上方。
另外,支承台121具备从平面部121a朝向下方突出设置并固定于气缸盖2的多个脚部121b、121c、121d、121e。在脚部121b、121c、121d、121e之间,在上侧形成有凸形的拱形。关于气缸盖2,在左侧面的前方部位设置有排气侧安装部123b,在前侧面的中央部靠上的部位设置有第1中央安装部123c,在前侧面的右缘部位设置有第2中央安装部123d,在右侧面一体成型的进气岐管3的上表面的前端部位设置有进气侧安装部123e。
排气侧脚部121b的下端部借助前后一对螺栓而固定于排气侧安装部123b。第1中央脚部121c的下端部借助1个螺栓而固定于第1中央安装部123c。第2中央脚部121d的下部借助上下一对螺栓而固定于第2中央安装部123d。进气侧脚部121e具备在上下方向上贯穿设置的前后一对螺栓插通孔,并借助插通于这些螺栓插通孔的前后一对螺栓而安装于进气侧安装部123e。
如图11、图13~图15以及图21所示,在气缸盖2的右侧面一体成型有进气岐管3。而且,进气侧脚部121e固定于进气侧安装部123e,该进气侧安装部123e设置于进气岐管3,因此,能够将进气侧脚部121e载置并牢固地固定于坚固的进气岐管3上。另外,能够从气缸盖2的上方进行用于将进气侧脚部121e固定于进气岐管3的前后一对螺栓的松紧作业。因此,例如,能够在将配置于气缸盖2的右侧的EGR装置24(参照图5等)安装于进气岐管3的状态下实施支承台121的安装作业以及拆卸作业,从而发动机1的组装作业性以及维护性得到提高。
如图11、图13以及图15所示,在进气侧安装部123e的下方、且在进气岐管3的右侧面以及下表面突出设置有前后一对加强肋条124、124。加强肋条124、124在上下方向上延伸设置,能够提高进气侧安装部123e周围的进气岐管3的强度。由此,能够防止因支承台121向进气岐管3的安装而造成的进气岐管3以及气缸盖2的变形。
如图11~图16所示,支承台121一体成型有平面部121a和脚部121b、121c、121d、121e,另一方面,在脚部121b、121c、121d、121e之间形成有拱形,因此,能够在确保支承台121的刚性的同时实现轻量化。另外,通过将支承台121设为一体成型部件而能够减少部件数量。另外,通过在脚部121b、121c、121d、121e之间形成拱形的间隙,能够防止在脚部121b、121c、121d、121e的周围形成热积存部。由此,例如,能够防止对搭载于后述的排气压力传感器151等的脚部周围的电子部件造成热损伤,能够避免EGR冷却器27等冷却部件的冷却不足。
另外,支承台121具备:排气侧脚部121b,其固定于气缸盖2的左侧面;进气侧脚部121e,其固定于气缸盖2的右侧面;以及中央脚部121c、121d,它们固定于气缸盖2的前侧面。因此,能够将支承台121固定于气缸盖2的右侧面、左侧面、前侧面的合计三个面,能够提高废气净化装置100的支承刚性。
如图11、图13以及图15所示,进气侧脚部121e与第2中央脚部121d之间的拱形、中央脚部121c与121d之间的拱形、排气侧脚部121b与第1中央脚部121c之间的拱形的拱形高度和大小(宽度)互不相同。另外,排气侧脚部121b的上下方向的长度与进气侧脚部121e的上下方向的长度互不相同。通过适当地设计这些拱形、脚部的长度,能够利用支承台121使得进气侧与排气侧的振动抵消,能够减弱废气净化装置100的振动。
如图11及图16所示,支承台121的平面部121a以及脚部121b、121c、121d、121e配置为与气缸盖罩18隔开间隔。由此,在支承台121与气缸盖罩18之间形成冷却风通路148,来自配置于发动机1的后部的冷却风扇9(参照图3等)的冷却风149在该冷却风通路148流动。因此,能够借助冷却风通路148向气缸盖2的前侧面侧引导来自冷却风扇9的冷却风149,能够对气缸盖2的前侧面周围适当地进行冷却。在该实施方式中,由于在气缸盖2的前侧面安装有EGR冷却器27和后述的排气压力传感器151,因此,能够利用借助冷却风通路148从冷却风扇9向气缸盖2的前侧面引导的冷却风149而促进EGR冷却器27的冷却,防止排气压力传感器151的热损伤。
接下来,参照图17~图21等来说明气缸盖2的前侧面周围的构造。如图21所示,气缸盖2形成有:用于向多个进气口(省略图示)导入新气体的多个进气流路36;以及用于从多个排气口导出废气的多个排气流路37。而且,汇聚有多个进气流路36的进气岐管3一体地形成于气缸盖2的右侧部。气缸盖2与进气岐管3构成为一体而能够提高从进气岐管3相对于进气流路36的气密性,并且能够提高气缸盖2的刚性。
在与气缸盖2的左侧面连结的排气岐管4的右侧面,与气缸盖2内的上游侧EGR气体通路31连通的EGR气体出口41、以及与多个排气流路37连通的排气入口42在前后方向上并排地开口。在排气岐管4内形成有与EGR气体出口41以及排气入口42连通的排气汇聚部43。与排气汇聚部43连通的排气岐管排气出口49在排气岐管4的左侧面后部开口。若来自气缸盖2的排气流路37的废气通过排气入口42而流入到排气汇聚部43,则废气的一部分作为EGR气体而从EGR气体出口41流入到气缸盖2内的上游侧EGR气体通路31,其余废气从排气岐管排气出口49流入到两级增压器30(参照图7等)。
气缸盖2在一体成型有进气岐管3的右侧面(进气侧面)的相反侧的左侧面(排气侧面)连结有排气岐管4,并在前侧面(与排气侧面交叉的两个侧面中的一个侧面)连结有EGR冷却器27。在气缸盖2的前侧面的左右两缘部(气缸盖2的左前角部以及右前角部)朝向前方突出设置有左右的EGR冷却器连结部33、34。EGR冷却器27与左右的EGR冷却器连结部33、34的前侧面连结。在EGR冷却器连结部33、34内形成有EGR气体通路31、32和冷却水路38、39。
由于在EGR冷却器连结部33、34构成有EGR气体通路31、32以及冷却水路38、39,因此,无需在EGR冷却器27与气缸盖2之间设置冷却水用配管以及EGR气体用配管。因此,EGR气体、冷却水不会影响配管的伸缩等,不仅能够确保与EGR冷却器27的连结部分的密封性,还能够提高针对热、振动等来自外部的变动要素的耐受性(构造稳定性),并且能够紧凑地构成。
如图17、图20以及图21所示,在左EGR冷却器连结部33内设置有上游侧EGR气体通路31,在右EGR冷却器连结部34内设置有下游侧EGR气体通路32。上游侧EGR气体通路31在俯视时大致呈L字形,一端和另一端分别在左EGR冷却器连结部33的前侧面和左侧面开口,并将EGR冷却器27的背面左下部位、和在排气岐管4的右侧面靠前的部位设置的EGR气体出口41连接。下游侧EGR气体通路32在俯视时大致呈L字形,一端和另一端分别在右EGR冷却器连结部34的前侧面和右侧面开口,并将EGR冷却器27的背面右上部位、和再循环废气配管28的EGR气体入口连接。
在左EGR冷却器连结部33内形成有从左EGR冷却器连结部33的前侧面向后方引导的下游侧冷却水路38。下游侧冷却水路38设置为比上游侧EGR气体通路31更靠上方,用于将从EGR冷却器27的背面左上部位排出的冷却水向气缸盖2内的冷却水通路输送。另外,在右EGR冷却器连结部34内形成有从右EGR冷却器连结部34的前侧面向后方引导的上游侧冷却水路39。上游侧冷却水路39设置为比下游侧EGR气体通路32更靠下方,将在气缸盖2内的冷却水通路流动的冷却水向EGR冷却器27的背面右下部位输送。
如图17~图20所示,在气缸盖2的前侧面设置有用于对排气岐管4内的废气压力进行检测的排气压力传感器151。排气压力传感器151安装于排气压力传感器安装部152,该排气压力传感器安装部152在气缸盖2的前侧面的中央部靠上的部位朝向前方突出设置。排气压力传感器安装部152设置于左右的EGR冷却器连结部33、34之间。在该实施方式的发动机1中,排气压力传感器安装部152的左缘部相对于左EGR冷却器连结部33的右缘部靠上的部位连续地形成。
排气压力传感器151借助排气压力旁通路径153和排气压力检测用配管154而与排气岐管4连接,该排气压力旁通路径153设置于气缸盖2内,该排气压力检测用配管154用于将排气压力旁通路径153和排气岐管4连接。排气压力旁通路径153从气缸盖2的左侧面的前端部位朝向右侧贯穿设置,通过左EGR冷却器连结部33的内部而向排气压力传感器安装部152的内部引导。另外,排气压力旁通路径153在排气压力传感器安装部152内朝向前方弯曲,在排气压力传感器安装部152的前侧面开口。在排气压力传感器安装部152的前侧面安装有用于将排气压力旁通路径153的端部封堵的孔填充部件155。。
如图18所示,排气压力传感器安装部152具备传感器安装孔152a,该传感器安装孔152a从其上表面朝向下方贯穿设置、且与排气压力旁通路径153连接。在排气压力传感器151安装于传感器安装孔152a的状态下,排气压力传感器151的下端部在排气压力旁通路径153露出。
另一方面,排气压力检测用配管154在气缸盖2的左侧面前部的左侧配置于排气岐管4的上方。在排气岐管4的上表面的靠前的部位,检测用配管安装台座156朝向上方突出设置。在检测用配管安装台座156的上表面安装有后侧接头部件157。另外,在排气压力旁通路径153的端部安装有前侧接头部件158,该排气压力旁通路径153在气缸盖2的左侧面的前端部位开口。排气压力检测用配管154的前端借助前侧接头部件158而与排气压力旁通路径153连接。排气压力检测用配管154的后端借助后侧接头部件157而与排气岐管4内的排气汇聚部43(参照图21)连接。应当注意的是,在检测用配管安装台座156的上表面、且在比后侧接头部件157更靠前方的位置安装有废气温度传感器159。废气温度传感器159用于对在排气岐管4内的排气汇聚部43流动的废气的温度进行检测。
从高温的排气岐管4传导到排气压力检测用配管154的热经由前侧接头部件158而在气缸盖2扩散。由此,形成为排气岐管4的热以及排气压力检测用配管154的热不会直接传导到耐热性弱的排气压力传感器151的结构。因此,能够防止因排气岐管4以及排气压力检测用配管154的热引起的排气压力传感器151的故障、误动作,并且能够缩短排气压力检测用配管154的长度。另外,由于缩短了排气压力检测用配管154的长度,因此,能够提高排气压力检测用配管154的可靠性,并且使得排气压力检测用配管154的配置变得容易,能够减少设计工时、提高发动机1的制造性以及组装性。
如图17以及图20所示,在左EGR冷却器连结部33内,在排气压力旁通路径153的附近设置有下游侧冷却水路38,因此,能够高效地降低排气压力旁通路径153内的气体温度。因此,能够使从排气压力旁通路径153内的气体传递到排气压力传感器151的热量收敛于容许范围内,并且能够缩短排气压力旁通路径153,容易形成朝向气缸盖2的排气压力旁通路径153。另外,由于排气压力旁通路径153从在气缸盖2的前侧面突出设置的左EGR冷却器连结部33以及排气压力传感器安装部152的内部通过,因此,能够高效地对排气压力旁通路径153内的气体进行冷却,能够防止因热而造成的排气压力传感器151的故障、误动作。进而,排气压力传感器151安装于排气压力传感器安装部152,该排气压力传感器安装部152在一对EGR冷却器连结部33、34之间在气缸盖2的前侧面突出设置,因此,能够高效地对排气压力传感器151进行冷却,能够防止因热而造成的排气压力传感器151的故障、误动作。
另外,如图19所示,前侧接头部件158的安装位置设置于比检测用配管安装台座156的上表面更高的位置。排气压力检测用配管154在从后侧接头部件157朝向左斜前方向伸出之后,绕过废气温度传感器159向右方弯曲且朝斜上方引导,然后,沿着气缸盖2的左侧面大致在水平方向上朝向前方配设而与前侧接头部件158连接。排气压力检测用配管154配置于前侧接头部件158侧的端部比后侧接头部件157侧的端部更高的位置。因此,能够防止废气中含有的油分、水分在排气压力检测用配管154内变为液体而浸入到排气压力旁通路径153内,能够准确地检测出废气压力。
如图17~图21所示,形成为EGR冷却器连结部33、34突出设置的结构,从而无需用于使得排气岐管4、EGR冷却器27以及EGR装置24连通的EGR气体用的配管,EGR气体通路的连结部位减少。因此,在利用EGR气体实现了NOx的减少的发动机1中,不仅能够减弱EGR气体的泄漏,还能够抑制因配管的伸缩造成的应力变化等引起的变形。另外,由于在EGR冷却器连结部33、34内形成有EGR气体通路31、32和冷却水路38、39,因此,能够简化在气缸盖2内构成的各通路31、32、38、39的形状,不使用复杂的型芯就能够容易地铸造出气缸盖2。
另外,由于排气岐管4侧的左EGR冷却器连结部33、与进气岐管3侧的右EGR冷却器连结部34分离,因此,能够抑制EGR冷却器连结部33、34各自的热变形导致的相互之间的影响。因此,不仅能够防止EGR冷却器连结部33、34与EGR冷却器27的连结部分的气体泄漏、冷却水泄漏、损坏等,还能够保持气缸盖2的刚性平衡。另外,由于能够减小气缸盖2的前侧面的容积,因此,能够实现气缸盖2的轻量化。进而,由于能够形成为如下结构:EGR冷却器27配置为与气缸盖2的前侧面分离,在EGR冷却器27的前后具有空间,因此,能够使冷却空气在EGR冷却器27的周围流动,从而能够提高EGR冷却器27的冷却效率。
如图17所示,在左EGR冷却器连结部33上下配置有下游侧冷却水路38和上游侧EGR气体通路31,在右EGR冷却器连结部34上下配置有下游侧EGR气体通路32和上游侧冷却水路39。而且,下游侧冷却水路38的冷却水入口与下游侧EGR气体通路32的EGR气体入口配置于同一高度,另一方面,上游侧冷却水路39的冷却水出口与下游侧EGR气体通路32的EGR气体出口配置于同一高度。
由于形成为如下结构:在分离且突出设置的EGR冷却器连结部33、34内设有EGR气体通路31、32以及冷却水路38、39,因此,EGR冷却器连结部33、34双方的热变形的影响得到缓和。另外,在EGR冷却器连结部33、34内,在EGR气体通路31、32流动的EGR气体由冷却水路38、39中流动的冷却水冷却,从而EGR冷却器连结部33、34的热变形本身也得到抑制。进而,在EGR冷却器连结部33、34的各连结部,EGR气体通路31、32和冷却水路38、39分别调换各自的上下高度位置而配置。因此,EGR冷却器连结部33、34中的热分布于上下相反的方向,能够减弱气缸盖2的高度方向上的热变形的影响。
接下来,参照图22及图23等对配设于气缸盖2的前侧面周围的线束构造的一部分进行说明。在该实施方式的发动机1中,捆扎有多个线束的线束汇聚体171沿着气缸盖罩18的右侧面而配设于前后方向上。线束汇聚体171从主线束汇聚体(省略图示)分支,主线束汇聚体从安装于发动机1的外部连接用线束连接器(省略图示)延伸。
线束汇聚体171的前端部配设于气缸盖罩18与支承台121的进气侧脚部121e之间。线束汇聚体171在气缸盖罩18的右前角部的附近分支为EGR阀线束172、EGR气体温度传感器线束173以及传感器线束汇聚体174。EGR阀线束172从支承台121的第2中央脚部121d与进气侧脚部121e之间通过、且与EGR阀部件29电连接。EGR气体温度传感器线束173从第2中央脚部121d与进气侧脚部121e之间通过,并与对再循环废气配管28内的废气温度进行检测的EGR气体温度传感器181电连接。
传感器线束汇聚体174从线束汇聚体171朝向左侧引导,在气缸盖罩18的前侧面靠右的部位的前方朝向下方折弯。传感器线束汇聚体174的前端部分支为旋转角传感器线束汇聚体175和排气压力传感器线束176。排气压力传感器线束176从线束汇聚体174通过气缸盖罩18与支承台121的第1中央脚部121c之间而向左侧引导,并与排气压力传感器151电连接。
旋转角传感器线束汇聚体175从传感器线束汇聚体174沿着气缸盖2的前侧面而向下延伸设置。另外,旋转角传感器线束汇聚体175在飞轮壳体7的正上方的位置朝向左侧折弯,并向气缸盖2的前侧面左下角部的前方位置引导。旋转角传感器线束汇聚体175分支为曲轴旋转角传感器线束177和凸轮轴旋转角传感器线束178。曲轴旋转角传感器线束177与在飞轮壳体7的前部的靠左上的部位安装的曲轴旋转角传感器182(参照图1)电连接。凸轮轴旋转角传感器线束178与在飞轮壳体7的左上边缘部安装的凸轮轴旋转角传感器183(参照图1)电连接。
如图17所示,在气缸盖2的前侧面的左右中央部形成有上下排列的卡止部件安装部185,186。上侧的卡止部件安装部185在气缸盖2的前侧面的靠上的部位配置于右EGR冷却器连结部34与第1中央安装部123c之间的位置。下侧的卡止部件安装部186在气缸盖2的前侧面的靠下的部位配置于左右的EGR冷却器连结部33、34之间、且配置于上侧卡止部件安装部185的正下方的位置。
如图22及图23所示,与气缸盖2的前侧面对置的部分的旋转角传感器线束汇聚体175借助安装于上下的卡止部件安装部185、186的卡止部件187、188而安装于气缸盖2的前侧面。而且,旋转角传感器线束汇聚体175从线束汇聚体174通过右EGR冷却器连结部34与支承台121的第1中央脚部121c之间、以及气缸盖2与EGR冷却器27之间,并向与气缸盖2的前侧面下边缘部位对置的位置引导。
EGR冷却器27安装于在气缸盖2的前侧面朝向前方突出设置的左右一对EGR冷却器连结部33、34。而且,在EGR冷却器27的背面与气缸盖2之间形成有空间。通过在该空间沿上下方向配设旋转角传感器线束汇聚体175,能够保护旋转角传感器线束汇聚体175,并且容易进行旋转角传感器线束汇聚体175的布局设计。
另外,在气缸盖罩18的侧面与支承台121之间形成有空间。利用该空间而配置线束汇聚体171、174以及线束172、173、176,从而能够保护这些线束以及线束汇聚体,并且容易进行线束的布局设计。
如图1至图10所示,发动机1具备:排气岐管4,其设置于气缸盖2的一个侧面即排气侧面(例如,左侧面);以及两级增压器30,其利用从排气岐管4排出的废气进行驱动。两级增压器30包括:与排气岐管4连结的高压级增压器51;以及与高压级增压器51连结的低压级增压器52。由于高压级增压器51配置于排气岐管4的侧方,低压级增压器52配置于排气岐管4的上方,因此,能够在近似方框形的框内紧凑地配置排气岐管4和两级增压器30,从而能够实现发动机1的小型化。进而,由于高压级增压器51的高压级排气出口58和低压级增压器52的低压级排气入口60经由作为具有挠性的配管的一例的高压废气配管59而连结,因此,能够减弱因受热伸长造成的高压废气配管59的低周疲劳损伤的危险性。
在发动机1中,由于低压级增压器52固定于气缸盖2的排气侧面,高压级增压器51固定于排气岐管4,因此,能够将构成两级增压器30的高压级增压器51和低压级增压器52分开并牢固地固定于坚固的气缸盖2以及排气岐管4。进而,由于高压级增压器51的高压级排气出口58和低压级增压器52的低压级排气入口60经由具有挠性的高压废气配管59而连结,因此,能够降低因高压废气配管59受热伸长而对两级增压器30施加的应力。由此,能够降低施加于高压级增压器51与排气岐管4的连结部的应力、以及施加于低压级增压器52与气缸盖2的连结部的应力,能够防止这些连结部的连结不良、连结部件的损坏。
进而,气缸盖2在其内部具备从排气侧面的低压级增压器安装部131朝向与排气侧面相对的进气侧面(例如,右侧面)延伸设置的肋条135,因此,在气缸盖2中能够提高低压级增压器安装部131周围的刚性,能够防止因相对于气缸盖2安装低压级增压器52而造成的气缸盖2的变形等。
另外,发动机1具备用于对来自发动机1的废气进行净化的废气净化装置100。作为废气净化装置100的排气入口的废气入口管116配置于与上述排气侧面交叉的气缸盖2的两个侧面中的一个侧面和上述排气侧面相交的角部附近,从排气侧面侧观察,低压级增压器52配置为靠近上述一个侧面,并且低压级增压器52的低压级排气出口61朝向上述一个侧面侧设置。因此,对于发动机1而言,能够缩短且简化排气连结管119以及排气连结部件120,该排气连结管119是用于将低压级增压器52的低压级排气出口61与废气净化装置100的废气入口管116连结的配管的一例。由此,能够将供给到废气净化装置100的废气维持为高温,能够防止废气净化装置100的再生能力降低。
进而,在气缸盖2的上方,在气缸盖2的靠近上述一个侧面的相反侧的另一个侧面的位置朝向排气侧面侧配置有漏气还原装置19的漏气出口70,低压级增压器52的低压级新气体入口63朝向上述另一侧面侧而设置。另外,供气管62与低压级增压器52的低压级新气体入口63连结,漏气出口70经由还原软管68而与供气管62连结。因此,对于发动机1而言,通过将漏气还原装置19的漏气出口70、和与低压级增压器52的低压级新气体入口63连结的供气管62的双方都配置于气缸盖2的靠近上述另一侧面的位置,能够缩短还原软管68,且不需要用于避免还原软管68内部结冻的对策。
如图1至图5以及图11~图16所示,发动机1在气缸盖2的上方借助支承台121而配备有废气净化装置100。支承台121具备:供废气净化装置100搭载的平面部121a;以及从平面部121a朝向下方突出设置并固定于气缸盖2的多个脚部121b、121c、121d、121e。平面部121a和脚部121b、121c、121d、121e一体成型。另外,脚部脚部121b、121c、121d、121e彼此之间形成为拱形。因此,通过上述一体成型构造以及拱形而能够确保支承台121的刚性、且实现轻量化。另外,通过将支承台121设为一体成型部件,能够减少部件数量。另外,由于在多个脚部121b、121c、121d、121e之间形成有拱形的间隙,因此,能够防止在支承台121的脚部周围形成热积存部,例如,能够防止对作为搭载于脚部周围的传感器的一例的排气压力传感器151等电子部件造成热损伤、能够防止EGR冷却器27等冷却部件的冷却不足。
发动机1是将排气岐管4和进气岐管3分开配置于相互对置的气缸盖2的排气侧面和进气侧面的构造。支承台121配置于与曲轴5的轴向交叉的气缸盖2的两个侧面中的一个侧面的上方,作为脚部而具备:固定于排气侧面的排气侧脚部121b;固定于进气侧面的进气侧脚部121e;以及固定于上述一个侧面的中央脚部121c、121d。因此,发动机1能够将支承台121固定于气缸盖2的排气侧面、进气侧面以及上述一个侧面的合计三个面,能够提高废气净化装置100的支承刚性。另外,通过使排气侧脚部121b与第1中央脚部121c之间的拱形、进气侧脚部121e与第2中央脚部121d之间的拱形的高度、大小等互不相同、或者使排气侧脚部121b和进气侧脚部121e的长度不同,能够利用支承台120而使得进气侧和排气侧的振动抵消,从而能够减弱废气净化装置100的振动。
另外,发动机1是在气缸盖2的上述两个侧面中的另一个侧面侧具备冷却风扇9的构造。而且,在气缸盖2上的气缸盖罩18与支承台121之间形成有冷却风通路148,来自冷却风扇9的冷却风149在该冷却风通路148流动。因此,发动机1能够经由冷却风通路148而将来自冷却风扇9的冷却风引导到气缸盖2的上述一个侧面侧,从而能够适当地对气缸盖2的上述一个侧面周围进行冷却。
进而,发动机1构成为具备:EGR装置24,其使得从排气岐管4排出的废气的一部分作为EGR气体而返回到进气岐管3;EGR冷却器27,其对EGR气体进行冷却;以及排气压力传感器151,其对排气岐管4内的废气压力进行检测。在气缸盖2的上述一个侧面安装有EGR冷却器27和排气压力传感器151。因此,能够利用从冷却风扇9经由冷却风通路148而向上述一个侧面引导的冷却风149来促进EGR冷却器27的冷却、且防止排气压力传感器151的热损伤。
另外,在发动机1中,由于在气缸盖2的进气侧面一体成型有进气岐管3,进气侧脚部121e固定于进气岐管3的上表面,因此,如此一来,能够将进气侧脚部121e载置并牢固地固定于坚固的进气岐管3上。另外,由于能够从气缸盖2的上方进行用于将进气侧脚部121e固定于进气岐管3的螺栓的松紧作业,因此,能够在配置于气缸盖2的进气侧面的侧方的EGR装置24安装于进气岐管3的状态下实施支承台121的安装作业以及拆卸作业,能够提高发动机1的组装作业性以及维护性。
如图1至图5以及图17~图21所示,发动机1具备:排气岐管4,其设置于气缸盖2的排气侧面;以及排气压力传感器151,其对排气岐管4内的废气压力进行检测。排气压力传感器151安装于气缸盖2,排气岐管4和排气压力传感器151借助设置于气缸盖2内的排气压力旁通路径153、和用于将排气压力旁通路径153与排气岐管4连结的排气压力检测用配管154而连接,因此,能够利用气缸盖2而使得排气压力检测用配管154的热扩散。因此,发动机1能够防止因排气岐管4以及排气压力检测用配管154的热引起的排气压力传感器151的故障、误动作,并且还能够缩短排气压力检测用配管154的长度。进而,通过缩短排气压力检测用配管154的长度,能够提高排气压力检测用配管154的可靠性,并且排气压力检测用配管154的配置变得容易,能够减少设计工时、能够提高发动机1的制造性以及组装性。进而,在发动机1中,在气缸盖2内且在排气压力旁通路径153的附近设置有冷却水路38,因此,能够高效地降低排气压力旁通路径153内的气体温度。因此,发动机1能够使得从排气压力旁通路径153内的气体传导到排气压力传感器151的热量收敛于容许范围内,并且能够缩短排气压力旁通路径153,容易形成通向气缸盖2的排气压力旁通路径153。
发动机1构成为具备:EGR装置24,其使得从排气岐管4排出的废气的一部分作为EGR气体而返回到进气岐管3;以及EGR冷却器27,其对EGR气体进行冷却。气缸盖2具备在与上述排气侧面交叉的气缸盖2的两个侧面中的一个侧面突出设置的一对EGR冷却器连结部33、34,冷却水路38从一个EGR冷却器连结部33内通过并与EGR冷却器37连接,排气压力旁通路径153从EGR冷却器连结部33内通过。因此,发动机1能够高效地对排气压力旁通路径153内的气体进行冷却,能够防止因热引起的排气压力传感器151的故障、误动作。
进而,排气压力传感器151安装于排气压力传感器安装部152,该排气压力传感器安装部152在一对EGR冷却器连结部33、34之间突出设置于气缸盖2的上述一个侧面。因此,发动机1能够高效地对排气压力传感器151进行冷却,能够防止因热引起的排气压力传感器151的故障、误动作。
应当注意的是,本发明中的各部分的结构并不限定于图示的实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
附图标记说明:
1:发动机(发动机装置);2:气缸盖;3:进气岐管;4:排气岐管;30:两级增压器;51:高压级增压器;52:低压级增压器;59:高压废气配管(具有挠性的配管);131:低压级增压器安装部;135:肋条;100:废气净化装置;116:废气入口管(废气净化装置的排气入口);19:漏气还原装置;70:漏气出口;63:低压级新气体入口(低压级增压器的新气体入口);62:供气管;68:还原软管。
Claims (5)
1.一种发动机装置,其在气缸盖的上方借助支承台而配备有废气净化装置,
所述发动机装置的特征在于,
所述支承台具备:平面部,其供所述废气净化装置搭载;以及多个脚部,它们从所述平面部朝向下方突出设置并固定于所述气缸盖,
所述平面部与所述脚部一体成型,另一方面,相邻的所述脚部彼此之间形成为拱形。
2.根据权利要求1所述的发动机装置,其特征在于,
所述发动机装置构成为:在相互对置的所述气缸盖的排气侧面和进气侧面分开配置有排气岐管和进气岐管,
所述支承台配置于与所述排气侧面以及所述进气侧面交叉的所述气缸盖的两个侧面中的一个侧面的上方,并且,作为所述脚部而具备:固定于所述排气侧面的排气侧脚部;固定于所述进气侧面的进气侧脚部;以及固定于所述一个侧面的中央脚部。
3.根据权利要求2所述的发动机装置,其特征在于,
所述发动机装置构成为:在所述气缸盖的所述两个侧面中的另一个侧面侧配备有冷却风扇,
在所述气缸盖上的气缸盖罩与所述支承台之间形成有冷却风通路,来自所述冷却风扇的冷却风在该冷却风通路流动。
4.根据权利要求3所述的发动机装置,其特征在于,
所述发动机装置构成为具备:EGR装置,其使得从所述排气岐管排出的废气的一部分作为EGR气体而返回到所述进气岐管;EGR冷却器,其对所述EGR气体进行冷却;以及排气压力传感器,其对所述排气岐管内的废气压力进行检测,
在所述气缸盖的所述一个侧面安装有所述EGR冷却器和所述排气压力传感器。
5.根据权利要求2所述的发动机装置,其特征在于,
在所述气缸盖的所述进气侧面一体成型有所述进气岐管,所述进气侧脚部固定于所述进气岐管的上表面。
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