JP2011163339A - 排気処理装置付きエンジン - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジン本体の振動で排気管が損傷するのを防止することができる排気処理装置付きエンジンを提供する。
【解決手段】エンジン本体1に排気処理装置4を支持させ、エンジン本体1と排気処理装置4とを排気管を介して連通させた、排気処理装置付きエンジンにおいて、排気処理装置4のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分で構成し、各ケーシング部分の端部に連結フランジ8・9・10・11を設け、連結フランジ8・9・10・11同士の連結で各ケーシング部分5・6・7を連結し、エンジン本体1に上記連結フランジ8・9・10・11を介して排気処理装置4を支持させた。
【選択図】図8

Description

本発明は、排気処理装置付きエンジンに関し、詳しくは、エンジン本体の振動で排気管が損傷するのを防止することができる排気処理装置付きエンジンに関する。
従来、排気処理装置付きエンジンとして、エンジン本体に排気処理装置を支持させ、エンジン本体と排気処理装置とを排気管で連通させたものがある(例えば、特許文献1参照)。
この種の排気処理装置付きエンジンによれば、排気処理装置がエンジン本体と一体化され、エンジン搭載機械への排気処理装置の設置が容易になるという利点がある。
しかし、この従来技術では、エンジン本体に排気処理装置が排気管のみで支持されているため問題がある。
特開2009−12609号公報(図2、4参照)
《問題》 エンジン本体の振動で排気管が損傷しやすい。
エンジン本体に排気処理装置が排気管のみで支持されているため、エンジン本体の振動で排気処理装置が揺れると、排気管に大きな負担がかかり、排気管が損傷しやすい。
特に、排気処理装置に高重量のDPFや触媒が収容される場合には、その問題が顕著になる。
本発明の課題は、エンジン本体の振動で排気管の損傷を防止することができる排気処理装置付きエンジンを提供することにある。
請求項1に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図9に例示するように、エンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させ、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)とを排気管(13)を介して連通させた、排気処理装置付きエンジンにおいて、
図3に例示するように、排気処理装置(4)のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分(5)(6)(7)で構成し、各ケーシング部分(5)(6)(7)の端部に連結フランジ(8)(9)(10)(11)を設け、この連結フランジ(8)(9)(10)(11)同士の連結で各ケーシング部分(5)(6)(7)を連結し、
図8,14,21,28に例示するように、エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)を支持させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
(請求項1に係る発明)
請求項1に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 エンジン本体の振動で排気管が損傷するのを防止することができる。
図8,14,21,28に例示するように、エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)を支持させたので、排気処理装置(4)が剛性の高い連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介してエンジン本体(1)に強固に支持され、エンジン本体(1)の振動で排気処理装置(4)が揺れても、排気管(13)にかかる負担が軽減され、エンジン本体(1)の振動で排気管(13)が損傷するのを防止することができる。
(請求項2に係る発明)
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジン本体の振動で排気処理装置の連結フランジが損傷するのを防止することができる。
図8,14,21,28に例示するように、相互に離れた複数個所の連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に支持させたので、エンジン本体(1)の振動で排気処理装置(3)が揺れても、各連結フランジ(8)(9)(10)(11)が受ける負担が分散され、エンジン本体(1)の振動で排気処理装置(4)の連結フランジ(8)(9)(10)(11)が損傷するのを防止することができる。
(請求項3に係る発明)
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 支持ブラケットを支持ステーに取り付ける作業を容易に行うことができる。
図8,14,21に例示するように、排気処理装置(4)の荷重を支持ブラケット(12)を介して支持ステー(2)(3)で支え、支持ブラケット(12)をブラケット取付用締結具(14)で支持ステー(2)(3)に取り付けたので、支持ブラケット(12)を支持ステー(2)(3)に取り付ける作業中、クレーン等の外部支持装置で排気処理装置(4)の荷重を支えておく必要がなく、支持ブラケット(12)を支持ステー(2)(3)に取り付ける作業を容易に行うことができる。
(請求項4に係る発明)
請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気処理装置の前後方向の配置を自由に設定することができる。
図8,14,21に例示するように、支持ステー(2)(3)を前後の支持ステー(2)(3)で構成し、この前後の支持ステー(2)(3)をエンジン本体(1)の前後側にそれぞれ取り付け、支持ブラケット(12)を前後方向に長く形成し、この支持ブラケット(12)を前後の支持ステー(2)(3)間に架設し、排気処理装置(4)を左右方向に長い姿勢で前後の支持ステー(2)(3)を介してエンジン本体(1)に支持させたので、排気処理装置(4)の前後方向の配置を自由に設定することができる。
(請求項5に係る発明)
請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気処理装置の揺れによる連結フランジの損傷を防止することができる。
図1(A),21に例示するように、左右側の支持ブラケット(12a)(12b)の前後端部を前後の支持ステー(2)(3)上に載置して、左右のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けたので、左右側の支持ブラケット(12a)(12b)と前後の支持ステー(2)(3)で剛性の高い堅牢な枠構造を構成することができ、エンジン本体(1)の振動による排気処理装置(4)の大きな揺れが抑制され、排気処理装置(4)の揺れによる連結フランジ(8)(9)(10)(11)の損傷を防止することができる。
(請求項6に係る発明)
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスを容易に行うことができる。
図3に例示するように、排気処理装置(4)にDPF(17)を収容するに当たり、図10,15,20,22に例示するように、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の上方に排気処理装置(4)を配置したので、DPF(17)のメンテナンスに際し、排気処理装置(4)やDPF(17)をエンジン本体(1)の部品と干渉することなく、エンジン本体(1)の上方に取り出すことができ、DPF(17)のメンテナンスを容易に行うことができる。
《効果》 DPFの再生効率を高く維持することができる。
図10,15,20,22に例示するように、シリンダヘッド(19)に組み付けたヘッドカバー(20)の上方で、エンジン冷却ファン(18)の上端部(21)よりも高い位置に排気処理装置(4)を配置したので、DPF(17)がエンジン冷却風で冷却されにくく、DPF(17)の再生効率を高く維持することができる。
(請求項7に係る発明)
請求項7に係る発明は、請求項3から請求項6のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気入口フランジをエンジン排気出口フランジに取り付ける作業を容易に行うことができる。
図9,14,26に例示するように、エンジン本体(1)側のエンジン排気出口フランジ(22)上に排気処理装置(4)の排気入口フランジ(23)を載置したので、排気入口フランジ(23)をエンジン排気出口フランジ(22)に取り付ける作業中、クレーン等の外部支持装置で排気入口フランジ(23)側の荷重を支えておく必要がなく、排気入口フランジ(23)をエンジン排気出口フランジ(22)に取り付ける作業を容易に行うことができる。
(請求項8に係る発明)
請求項8に係る発明は、請求項3から請求項7のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 連結フランジに対する支持ブラケットの付設を支障無く行うことができる。
図1(A)(B)に例示するように、ブラケット付設用締結具(25)の締結で連結フランジ(10)(11)に支持ブラケット(12a)(12b)を付設し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)のうち、少なくとも一方にブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を設け、この位置調節孔(26)でブラケット付設用締結具(25)の少なくとも上下方向の位置を調節することができるようにしたので、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)との相互の位置が上下方向にずれていても、位置調節孔(26)でブラケット付設用締結具(25)の位置を上下に調節して、連結フランジ(10)(11)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の付設を支障無く行うことができる。
(請求項9に係る発明)
請求項9に係る発明は、請求項8に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 連結フランジに対する支持ブラケットの付設作業が容易になる。
図1(B)に例示するように、エンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、大径孔(27)と小径孔(28)とを左右に重ね、これらの重なった位置にブラケット付設用締結具(25)を挿通させたので、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)とを位置合わせすると、ブラケット付設用締結具(25)が自然に適正位置に位置合わせされ、ブラケット付設用締結具(25)を調節操作する必要がなく、連結フランジ(10)(11)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の付設作業が容易になる。
(請求項10に係る発明)
請求項10に係る発明は、請求項3から請求項9のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 支持ステーに対する支持ブラケットの取り付けを支障無く行うことができる。
図1(A)(C)に例示するように、支持ブラケット(12a)(12b)を支持ステー(2)(3)にブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付け、支持ブラケット(12a)(12b)と支持ステー(2)(3)の少なくとも一方にブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を設け、この位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の少なくとも前後方向と左右方向の位置を調節できるようにしたので、支持ステー(2)(3)と支持ブラケット(12a)(12b)との相互の位置が前後方向や左右方向にずれていても、位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置を調節でき、支持ステー(2)(3)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の取り付けを支障無く行うことができる。
(請求項11に係る発明)
請求項11に係る発明は、請求項10に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 支持ステーに対する支持ブラケットの取り付け作業が容易になる。
図1(C)に例示するように、前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とを交差状に上下に重ね、これらの交差位置にブラケット取付用締結具(14a)(14b)を挿通させたので、支持ブラケット(12a)(12b)と支持ステー(2)(3)を位置合わせすると、ブラケット取付用締結具(14)が自然に適正位置に位置合わせされ、支持ステー(2)(3)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の取り付け作業が容易になる。
(請求項12に係る発明)
請求項12に係る発明は、請求項1から請求項11に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスが可能になる。
図3.14,21,28に例示するように、DPF収容ケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させたので、DPF収容ケーシング部分(5)から排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離させ、DPF(17)の両端部を露出させることにより、DPF(17)に堆積したアッシュの洗浄等のDPF(17)のメンテナンスが可能になる。
(請求項13に係る発明)
請求項13に係る発明は、請求項12に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスが容易になる。
図1(A),28に例示するように、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをエンジン本体(1)に支持させたまま、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の間からDPF収容ケーシング部分(5)を抜き取ることができるようにしたので、DPF(17)に堆積したアッシュの洗浄等のDPF(17)のメンテナンスが容易になる。
(請求項14に係る発明)
請求項14に係る発明は、請求項13に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスが容易になる。
図1(A),28に例示するように、吊り上げ用突出部(34)(35)にDPF収容ケーシング部分(5)の吊り上げ用係止部(36)(37)を設けたので、DPF収容ケーシング部分(5)をクレーン等の外部支持装置で簡単に吊り上げることができ、DPF(17)のメンテナンスが容易になる。
(請求項15に係る発明)
請求項15に係る発明は、請求項12から請求項14に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気処理装置と支持ブラケットとの位置合わせを容易に行うことができる。
図2(A)(B)に例示するように、支持ブラケット(12b)に上方が開口したフランジ嵌合凹部(38b)を設け、DPF収容ケーシング部分(5)と排気出口側ケーシング部分(7)の重なる連結フランジ(9)(11)の少なくとも一方の下縁部をフランジ嵌合凹部(38b)に嵌合させたので、排気処理装置(4)と支持ブラケット(12)との位置合わせを容易に行うことができる。
(請求項16に係る発明)
請求項16に係る発明は、請求項12から請求項15のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気処理装置を小型化することができる。
図3に例示するように、DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の各連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、環状スペーサ(39)内にDPF入口側空間(40)を設け、図4(B),28に例示するように、環状スペーサ(39)にセンサ取付孔(41)を設け、センサ取付孔(41)からDPF入口側空間(40)に向けて排気用のセンサ(42)を挿入することができるようにしたので、DPF入口側空間(40)を狭くすることができ、排気処理装置(4)を小型化することができる。
これに対し、DPF収容ケーシング部分の周壁にセンサ取付ボスを溶接で取り付ける場合、センサ取付ボスの周縁部を全周溶接する必要があり、DPF収容ケーシング部分の連結フランジとセンサ取付ボスとの間に溶接トーチを進入させるスペースをあけておく必要があり、連結フランジとセンサとの距離が広がり、排気入口側空間を広くせざるを得ず、排気処理装置が大型化する問題が生じていた。
(請求項17に係る発明)
請求項17に係る発明は、請求項16に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気用のセンサの配置と姿勢を自由に選択することができる。
図1(A),28に例示するように、環状スペーサ(39)の周方向の姿勢を変更して、センサ取付孔(41)の位置と姿勢とを変更することができるようにしたので、排気用のセンサ(42)の配置と姿勢とを自由に選択することができる。
(請求項18に係る発明)
請求項18に係る発明は、請求項12から請求項17のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気圧センサの誤検出を防止することができる。
図6(C),14,21,28に例示するように、排気出口側ケーシング部分(7)の周壁に排気圧センサ(44)の排気圧導入パイプ(45)を取り付けるパイプ取付用ボス(46)を設け、このパイプ取付用ボス(46)のボス孔(47)を外側に向かって上向きとなるようにしたので、排気出口側ケーシング部分(7)内に溜まった凝縮水が排気圧センサ(44)の圧力導入パイプ(45)に進入するのを防止し、これに起因する排気圧センサ(44)の誤検出を防止することができる。
(請求項19に係る発明)
請求項19に係る発明は、請求項12から請求項18のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気入口管の上流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
図4(C) ,14,21,28に例示するように、排気入口側ケーシング部分(6)の周方向の姿勢を変更して、排気入口管(48)の入口(48a)の向きを変更することができるようにしたので、排気入口管(48)の上流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
(請求項20に係る発明)
請求項20に係る発明は、請求項12から請求項19のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気出口管の下流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
図5(A)(B) ,14,25,28に例示するように、排気出口側ケーシング部分(7)の周方向の姿勢を変更して、排気出口管(49)の出口(49a)の向きを変更することができるようにしたので、排気出口管(49)の下流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
(請求項21に係る発明)
請求項21に係る発明は、請求項1または請求項2に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスを容易に行うことができる。
図28,29に例示するように、排気処理装置(3)を左右方向に長い姿勢にし、シリンダヘッド(19)に組み付けたヘッドカバー(20)の真後で、フライホイールハウジング(51)の後上方に、DPF収容ケーシング部分(5)を配置したので、DPF(17)のメンテナンスに際し、排気処理装置(4)やDPF収容ケーシング部分(5)をエンジン本体(1)の部品と干渉することなく、エンジン本体(1)の上方に取り出すことができ、DPF(17)のメンテナンスを容易に行うことができる。
《効果》 エンジンの全高を低く抑えることができる。
図28,29に例示するように、排気処理装置(3)を左右方向に長い姿勢にし、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の真後で、フライホイールハウジング(51)の後上方に、排気処理装置(3)のDPF収容ケーシング部分(5)を配置したので、エンジンの全高を低く抑えることができる。
《効果》 DPFの再生効率を高く維持することができる。
図8に例示するように、エンジン本体(1)の前部にエンジン冷却ファン(21)を配置し、図28,29に例示するように、排気処理装置(3)を左右方向に長い姿勢にし、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の真後で、フライホイールハウジング(51)の後上方に、排気処理装置(3)のDPF収容ケーシング部分(5)を配置したので、DPF(17)がエンジン冷却風で冷却されにくく、DPF(17)の再生効率を高く維持することができる。
図1(A)〜(C)は本発明の第1実施形態に係る排気処理装置付きエンジンを説明する図で、図1(A)は排気処理装置とその周辺を右前方の上方から見下ろした斜視図、図1(B)は図1(A)のB矢視部分の分解拡大図、図1(C)は図1(A)のC矢視部分の分解拡大図である。 図2(A)は図1(A)の排気処理装置とその周辺を右側から見た側面図、図2(B)は図2(A)のB−B線断面図である。 図2(A)のIII−III線断面図である。 図4(A)(B)(C)は図1(A)の排気処理装置を説明する図で、図4(A)はDPF収容ケーシング部分を右側から見た縦断側面図、図4(B)は環状スペーサを右側から見た側面図、図4(C)は排気入口側ケーシング部分を右側から見た側面図である。 図5(A)(B)は図1(A)の排気処理装置を説明する図で、図5(A)は排気出口側ケーシング部分を右側から見た縦断側面図、図4(B)はDPF収容ケーシング部分を右側から見た側面図である。 図6(A)〜(C)は図1(A)の排気処理装置を説明する図で、図6(A)は排気出口側ケーシング部分の正面図、図6(B)は図6(A)のB−B線断面図、図6(C)は図6(B)のC矢視部分の拡大図である。
図1(A)の排気処理装置の正面図である。 本発明の第1実施形態に係る排気処理装置付きエンジンを右前方の上方から見下ろした斜視図である。 エンジンを左前方の上方から見下ろした斜視図である。 図8のエンジンを右側から見た側面図である。 図8のエンジンを左側から見た側面図である。 図8のエンジンの正面図である。 図8のエンジンの平面図である。
本発明の第2実施形態に係る排気処理装置付きエンジンを右前方の上方から見下ろした斜視図である。 図14のエンジンを左側から見た側面図である。 図14のエンジンの正面図である。 図14のエンジンの平面図である。 図14のエンジンを右側から見た側面図である。 図14のエンジンの背面図である。 図14のエンジンをトラクタに搭載した図である。
本発明の第3実施形態に係る排気処理装置付きエンジンを右前方の上方から見下ろした斜視図である 図21のエンジンを左側から見た側面図である。 図21のエンジンの正面図である。 図21のエンジンの平面図である。 図21のエンジンを右側から見た側面図である。 図21のエンジンの背面図である。 図21のエンジンで用いる支持ブラケットの変形例の側面図である。
本発明の第4実施形態に係る排気処理装置付きエンジンの後部を右前方の上方から見下ろした斜視図である。 図28のエンジンの後部を右側から見た側面図である。 図28のエンジンの背面図である。
図1〜図30は本発明の実施形態に係る排気処理装置付きエンジンを説明する図で、図1〜図13は第1実施形態、図14〜図20は第2実施形態、図21〜図27は第3実施形態、図28〜図30は第4実施形態を説明する図である。
各実施形態では、DPFマフラ付きの水冷の立形直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
第1実施形態の構成は次の通りである。
図8に示すように、クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、エンジン本体(1)は、シリンダブロック(52)の上部にシリンダヘッド(19)を組み付け、シリンダヘッド(19)の上部にヘッドカバー(20)を組み付け、シリンダブロック(52)の下部にオイルパン(53)を組み付け、シリンダブロック(52)の前部に冷却水ポンプ(54)を組み付け、冷却水ポンプ(54)の前方にエンジン冷却ファン(18)を配置し、シリンダブロック(52)の後部にギヤケース(15)を配置し、ギヤケース(15)の後部にフライホイールハウジング(51)を組み付け、シリンダヘッド(19)の右側に吸気マニホルド(56)を組み付け、図9に示すように、シリンダヘッド(19)の左側に排気マニホルド(55)を組み付けている。
図8に示すように、冷却水ポンプ(54)の入力軸にエンジン冷却ファン(18)を取り付け、この冷却水ポンプ(54)とエンジン冷却ファン(18)とは、クランク軸からベルト伝動装置を介して駆動される。
エンジン本体(1)は、EGR装置(排気ガス再還流システム)とコモンレール式燃料噴射装置とを備えている。EGR装置は排気の一部を吸気に還元する。コモンレール式燃料噴射装置は燃料サプライポンプ(57)で昇圧した燃料をコモンレール(58)に蓄圧し、電子制御でインジェクタの電磁弁を開閉し、各気筒の燃料噴射時期や燃料噴射量を調節する。
図8に示すように、EGR装置は、吸気マニホルド(56)の上部にEGR弁ケース(59)を組み付け、EGR弁ケース(59)をEGRクーラ(60)を介して排気マニホルド(55)に連通させて構成している。図10に示すように、EGRクーラ(60)はシリンダヘッド(19)の真後ろで、フライホイールハウジング(51)の真上に配置している。
図8に示すように、コモンレール式燃料噴射装置は、吸気マニホルド(56)の下部にコモンレール(58)を配置し、燃料サプライポンプ(57)からコモンレール(58)に燃料を圧送し、コモンレール(58)で蓄圧した燃料を高圧管(61)を介してインジェクタに供給するようになっている。燃料サプライポンプ(57)はシリンダブロック(52)の右側方でギヤケース(15)の前面に取り付けている。
図9に示すように、エンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させ、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)とを排気管(13)を介して連通させている。
排気マニホルド(55)の上部に過給機(62)を組み付け、過給機(62)の排気タービン(63)の排気出口にエルボ形の排気管(13)を接続している。
図3に示すように、排気処理装置(4)の内部にDOC(64)とDPF(17)とを収容している。DOC(64)は上流側に、DPF(17)は下流側にそれぞれ配置している。
DOCはディーゼル酸化触媒の略称、DPFはディーゼル・バティキュレート・フィルタの略称である。
排気処理装置(4)では、DPF(17)で排気中に含まれるPM(粒子状物質)を捕捉するとともに、燃焼室から吹き抜けた未燃燃料や排気経路中に噴射した未燃燃料をDOC(64)で酸化させ、その酸化熱で排気の温度を上昇させ、DPF(17)に堆積したPMを焼却して、DPF(17)の再生を図るようになっている。
この実施形態では、排気処理装置(4)にDPFマフラを用いたが、排気処理装置(4)は、DPFを収容していない排気マフラや触媒コンバータであってもよい。
図3に示すように、排気処理装置(4)のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分(5)(6)(7)で構成し、各ケーシング部分(5)(6)(7)の端部に連結フランジ(8)(9)(10)(11)を設け、連結フランジ(8)(9)(10)(11)同士の連結で各ケーシング部分(5)(6)(7)を連結している。
図8に示すように、エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)を支持させている。
図3に示すように、排気処理装置(4)のケーシングは、3個のケーシング部分、すなわち、DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とで構成している。
DPF収容ケーシング部分(5)にはDPF(17)を収容し、排気入口側ケーシング部分(6)にはDOC(64)を収容している。
DPF収容ケーシング部分(5)の両端部にはDPF入口側連結フランジ(8)とDPF出口側連結フランジ(9)とをそれぞれ設け、排気入口側ケーシング部分(6)のDPF入口側端部には排気入口側連結フランジ(10)を、排気出口側ケーシング部分(7)のDPF出口側端部には排気出口側連結フランジ(11)をそれぞれ設けている。
DPF入口側連結フランジ(8)と排気入口側連結フランジ(10)の間には、環状スペーサ(39)を挟み、両連結フランジ(8)(10)と環状スペーサ(39)とを重ねて、DPF入口側のフランジ連結用締結具(43)で連結している。
また、DPF出口側連結フランジ(9)と排気出口側連結フランジ(11)とを重ねて、DPF出口側のフランジ連結用締結具(50)で連結している。
両フランジ連結用締結具(43)(50)はいずれもボルトナットである。
図8に示すように、相互に離れた複数個所の連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介してエンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させている。
この複数個所の連結フランジ(8)(9)(10)(11)は、DPF収容ケーシング部分(5)のDPF入口側連結フランジ(8)とDPF出口側連結フランジ(9)と、排気入口側ケーシング部分(6)の排気入口側連結フランジ(10)と排気出口側ケーシング部分(7)の排気出口側連結フランジ(11)である。
図8に示すように、エンジン本体(1)に支持ステー(2)(3)を取り付け、連結フランジ(10)(11)に支持ブラケット(12)を付設し、支持ブラケット(12)を支持ステー(2)(3)上に載置している。
排気処理装置(4)の荷重を支持ブラケット(12)を介して支持ステー(2)(3)で支え、支持ブラケット(12)をブラケット取付用締結具(14)で支持ステー(2)(3)に取り付けている。
図8に示すように、支持ステー(2)(3)を前後の支持ステー(2)(3)で構成し、この前後の支持ステー(2)(3)をエンジン本体(1)の前後側にそれぞれ取り付け、支持ブラケット(12)を前後方向に長く形成し、この支持ブラケット(12)を前後の支持ステー(2)(3)間に架設し、排気処理装置(4)を左右方向に長い姿勢で前後の支持ステー(2)(3)を介してエンジン本体(1)に支持させている。
図1(A)に示すように、支持ブラケット(12)を左右の支持ブラケット(12a)(12b)で構成し、左右側の連結フランジ(8)(9)(10)(11)に左右の支持ブラケット(12a)(12b)をそれぞれ付設している。
左右の支持ブラケット(12a)(12b)の前後端部を前後の支持ステー(2)(3)上に載置して、左右のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けている。
図2(A)に示すように、前側の支持ステー(2)は垂直なステー取付部(2a)の上端から水平な載置部(2b)を後向きに折り曲げて形成し、後側の支持ステー(3)も垂直なステー取付部(3a)の上端から水平な載置部(3b)を後向きに折り曲げて形成している。
図10に示すように、前後の支持ステー(2)(3)の各ステー取付部(2a)(3a)はシリンダヘッド(19)の前後端面に取り付けている。
図2(B)に示すように、左側の支持ブラケット(12a)は水平なブラケット取付部(12c)の左縁から垂直な支持部(12d)を上向きに折り曲げて形成し、右側の支持ブラケット(12b)は水平なブラケット取付部(12c)の右縁から垂直な支持部(12d)を上向きに折り曲げて形成している。
図1(A)(C)に示すように、前側の支持ステー(2)の載置部(2b)上に左右の支持ブラケット(12a)(12b)の各ブラケット取付部(12c)(12c)の前端部を載置して、この前端部をそれぞれ左右側のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けている。
図2(A)(B)に示すように、後側の支持ステー(3)の載置部(3b)上に左右の支持ブラケット(12a)(12b)の各ブラケット取付部(12c)(12c)の後端部を載置して、この後端部をそれぞれ左右側のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けている。
ブラケット取付用締結具(14a)(14b)はボルトナットである。
図10に示すように、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の上方で、エンジン冷却ファン(18)の上端部(21)よりも高い位置に排気処理装置(4)を配置している。
図9に示すように、エンジン本体(1)側のエンジン排気出口フランジ(22)上に排気処理装置(4)の排気入口フランジ(23)を載置している。
エンジン排気出口フランジ(22)は、排気管(13)の終端に上向きに形成している。排気入口フランジ(23)は排気処理装置(4)の排気導入管(48)の始端に下向きに形成している。
図1(A)(B)に示すように、ブラケット付設用締結具(25)の締結で連結フランジ(10)(11)に支持ブラケット(12a)(12b)を付設し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)のうち、少なくとも一方にブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を設け、この位置調節孔(26)でブラケット付設用締結具(25)の少なくとも上下方向の位置を調節することができるようにする。
図2(B)に示すように、この実施形態では、排気入口側ケーシング部分(6)の排気入口側連結フランジ(10)と排気出口側ケーシング部分(7)の排気出口側連結フランジ(11)に左右側の支持ブラケット(12a)(12b)を付設し、支持ブラケット(12a)(12b)にブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を設けている。
図1(B)に示すように、ブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を大径孔(27)で構成し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12)のいずれか一方に大径孔(27)を、他方に小径孔(28)をそれぞれ設け、大径孔(27)の内径はブラケット付設用締結具(25)の挿通部分がその挿通方向と直交する向きに移動調節できる大きさに設定し、小径孔(28)の内径はブラケット付設用締結具(25)の挿通部分がその挿通方向と直交する向きに移動調節できない大きさに設定している。
エンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、大径孔(27)と小径孔(28)とを左右に重ね、これらの重なった位置にブラケット付設用締結具(25)を挿通させている。
図1(A)(C)に示すように、支持ブラケット(12a)(12b)を支持ステー(2)(3)にブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付け、支持ブラケット(12a)(12b)と支持ステー(2)(3)の少なくとも一方にブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を設け、この位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の少なくとも前後方向と左右方向の位置を調節できるようにする。
図1(C)に示すように、この実施形態では、左側の支持ブラケット(12a)の前端部と前側の支持ステー(2)の左側の両方に位置調節孔(29)を設け、この位置調節孔(29)で左側のブラケット取付用締結具(14a)の前後方向と左右方向の位置を調節できるようにしている。左側の支持ブラケット(12a)の後端部と後側の支持ステー(3)の左側、右側の支持ブラケット(12b)の前後端部と前後一対の支持ステー(2)(3)の右側も同様の構造となっており、これらの位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の前後方向と左右方向の位置を調節できるようにしている。
図1(C)に示すように、ブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とで構成し、支持ステー(2)(3)と支持ブラケット(12a)(12b)のいずれか一方に前後方向長孔(30)を、他方に左右方向長孔(31)をそれぞれ設ける。
前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とを交差状に上下に重ね、これらの交差位置にブラケット取付用締結具(14a)(14b)を挿通させている。
図1(C)に示すように、この実施形態では、前後の支持ステー(2)(3)に前後方向長孔(30)を設け、左右の支持ブラケット(12a)(12b)に左右方向長孔(31)を設けている。
図3に示すように、排気処理装置(4)にDPF(17)を収容し、排気処理装置(4)のケーシングをDPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とで構成している。
DPF収容ケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させている。
図2(B)に示すように、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)にDPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)を重ね、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)にDPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)よりも径方向外側に突出する支持用突出部(32)(33)を形成し、この支持用突出部(32)(33)を介して排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に支持させている。
図1(A)に示すように、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをエンジン本体(1)に支持させたまま、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の間からDPF収容ケーシング部分(5)を抜き取ることができるようにしている。
図4(B)(C)に示すように、環状スペーサ(39)は排気入口側ケーシング部分(6)の排気入口側連結フランジ(10)に取付ボルト(69)で着脱自在に取り付け、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の間からDPF収容ケーシング部分(5)を抜き取る時に、環状スペーサ(39)が脱落しないようにしてある。
図1(A)に示すように、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)よりも径方向外側に突出する吊り上げ用突出部(34)(35)を設け、この吊り上げ用突出部(34)(35)にDPF収容ケーシング部分(5)の吊り上げ用係止部(36)(37)を設けている。
図2(A)(B)に示すように、右側の支持ブラケット(12b)に上方が開口したフランジ嵌合凹部(38b)を設け、DPF収容ケーシング部分(5)と排気出口側ケーシング部分(7)の重なる連結フランジ(9)(11)の少なくとも一方の下縁部をフランジ嵌合凹部(38b)に嵌合させる。
図3に示すように、この実施形態では、DPF収容ケーシング部分(5)と排気出口側ケーシング部分(7)の重なる連結フランジ(9)(11)の両方の下縁部をフランジ嵌合凹部(38b)に嵌合させている。
図2(B)に示すように、左側の支持ブラケット(12a)についても、同様のフランジ嵌合凹部(38a)を設け、重なるDPF入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)と環状スペーサ(40)の少なくとも一方の下縁部をフランジ嵌合凹部(38a)に嵌合させる。
これらのフランジ嵌合凹部(38a)(38b)の内周縁は、嵌合させる多角形の連結フランジ(9)(10)(11)や環状スペーサ(40)の下端の隅角部に沿う屈曲形状となっており、フランジ嵌合凹部(38a)(38b)への嵌合で、排気処理装置(4)の前後方向の位置決めとともに、排気処理装置(4)の回動姿勢も決められる。
図3に示すように、DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の各連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、環状スペーサ(39)内にDPF入口側空間(40)を設けている。
図4(B)に示すように、環状スペーサ(39)にセンサ取付孔(41)を設け、センサ取付孔(41)からDPF入口側空間(40)に向けて排気用のセンサ(42)を挿入することができるようにしている。
この排気用のセンサ(42)は、DPF入口側の排気温度センサである。
図4(B)に示すように、環状スペーサ(39)には図1(A)に示す排気圧センサ(44)のDPF入口側の排気圧導入パイプ(65)を取り付けるパイプ取付孔(66)をあけている。このパイプ取付孔(66)は外側に向かって上向きとなるようにし、DPF入口側空間(40)内の凝縮水がDPF入口側の排気圧導入パイプ(65)に進入しないようにしている。
図4(A)(C)に示すように、DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の重なる連結フランジ(8)(10)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(8a)(10a)を配置している。
図4(B)に示すように、環状スペーサ(39)にその周方向に上記離間角度で複数の被締結部(39a)を配置している。
環状スペーサ(39)の姿勢を上記離間角度単位で周方向にずらし、環状スペーサ(39)の被締結部(39a)を上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)に合わせて、フランジ連結用締結具(43)で上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)と環状スペーサ(39)の被締結部(39a)とを共締めすることにより、環状スペーサ(39)の周方向の姿勢を変更して、センサ取付孔(41)の位置と姿勢とを変更することができるようにしている。
図6(C)に示すように、排気出口側ケーシング部分(7)の周壁に排気圧センサ(44)の排気圧導入パイプ(45)を取り付けるパイプ取付用ボス(46)を設け、このパイプ取付用ボス(46)のボス孔(47)を外側に向かって上向きとなるようにしている。
図1(A)に示すように、この排気圧導入パイプ(45)はDPF出口側のもので、DPF入口側の排気圧導入パイプ(65)とともに排気圧センサ(44)に連通させ、排気圧センサ(44)でDPF(17)の入口側と出口側の差圧を検出し、この検出値に基づいて、エンジンECUがDPF(17)のPM堆積量を推定する。ECUは、電子制御ユニットの略称である。
図4(C)に示すように、排気入口側ケーシング部分(6)に排気導入管(48)を設けている。
DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の重なる連結フランジ(8)(10)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(8a)(10a)を配置している。
排気入口側ケーシング部分(6)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)の被締結部(8a)に、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の被締結部(10a)を合わせて、フランジ連結用締結具(43)で締結することにより、排気入口側ケーシング部分(6)の周方向の姿勢を変更して、排気入口管(48)の入口(48a)の向きを変更することができるようにしている。
図4(A)(C)に示すように、被締結部(8a)(10a)にはフランジ連結用締結具(43)のボルト挿通孔を設けており、フランジ連結用締結具(43)のボルト挿通孔の離間角度は36°にして、周方向に10個所形成している。
図1(A)に示すように、排気入口側ケーシング部分(6)の周壁には排気用のセンサのセンサ取付孔(67)を設け、このセンサ取付孔(67)にDOC上流側の排気の温度を検出する排気温度センサを取り付けることができるようにしている。
図5(A)(B)に示すように、排気出口側ケーシング部分(7)に排気出口管(49)を設け、排気出口側ケーシング部分(7)とDPF収容ケーシング部分(5)の重なる連結フランジ(11)(9)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(11a)(9a)を配置している。
排気出口側ケーシング部分(7)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(9)の被締結部(9a)に、排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(11)の被締結部(11a)を合わせて、フランジ連結用締結具(50)で締結することにより、排気出口側ケーシング部分(7)の周方向の姿勢を変更して、排気出口管(49)の出口(49a)の向きを変更することができるようにしている。
図5(A)(B)に示すように、被締結部(11a)(9a)にはフランジ連結用締結具(50)のボルト挿通孔を設けており、フランジ連結用締結具(50)のボルト挿通孔の離間角度は36°にして、周方向に10個所形成している。
図1(A)に示すように、排気出口側ケーシング部分(7)の周壁には排気用のセンサのセンサ取付孔(68)を設け、このセンサ取付孔(68)にDPF下流側の排気の温度を検出する排気温度センサを取り付けることができるようにしている。
図14〜図27に示す第2・第3実施形態は、トラクタ用に特化された排気処理装置付きディーゼルエンジンで、次のようなトラクタ車体に搭載する。
図20に示すように、トラクタ車体(102)はエンジン本体(1)、クラッチハウジング、ミッションケース、前車軸フレーム(105)等を直結して構成され、エンジン本体(1)をはじめ、その周辺に付設される各種機器類やエンジン補機等を含めて全体的に取り囲むようにしたボンネット(107)が設けられている。このボンネット(107)の天板部(107a)は後部が最も高く前部にかけて前下がり形状になっている。即ち、天板部(107a)は前部から後部にかけて尻上がりに傾斜状に配置されている。
また、図20に示すように、エンジン本体(1)より後方のトラクタ車体(102)上には、キャビン(108)が設けられ、キャビン(108)内にハンドル及び運転席を配置した操縦室が形成されている。
エンジン本体(1)はクランク軸中心軸線(16)が前後方向を向くように配置され、前車軸フレーム(105)上には、エンジン本体(1)の前方にエンジン冷却ファン(18)、ラジエータ(112)、バッテリ(113)等が配置されている。
図20に示すように、ラジエータ(112)に筒状のシュラウド(115)が後方突出状に設けられ、シュラウド(115)内にエンジン冷却ファン(18)の前部側が配置されている。また、バッテリ(113)の上部にはエアクリーナ(116)が配置されている。このエアクリーナ(116)から導出された浄気吸入管(118)が図18に示すエンジン本体(1)の吸気マニホルド(56)に連通接続されている。
図14〜図20に示す第2実施形態の構成は、次の通りである。
EGR装置は、図15に示すように、EGRガス導出通路(133)にEGRクーラ(60)とEGRガス導出管(135)とが設けられ、EGRガス導出管(135)の下流にEGR弁ケース(59)が配置され、図18に示すように、吸気マニホルド(56)からEGRガス入口管(137)が導出されている。
図15に示すように、排気マニホルド(55)に取り付けた過給機(62)にフランジを介して排気処理装置(4)が連結されている。この排気処理装置(4)はDPFマフラであるが、従来のマフラに比べ外形及び重量が大きく、重量は従来のマフラの4〜6倍の20〜30kgである。
図15に示すように、ボンネット(107)で覆うエンジン本体(1)の後部上方に前記排気処理装置(4)がその長手方向を左右に向けて配置されており、ボンネットの(107)の天板部(107a)とエンジン本体(1)との間の上下方向の隙間が最も大きいスペースに排気処理装置(4)が配置されている。
図16に示すように、排気処理装置(4)のケーシングは、第1実施形態と同様、DPF収容ケーシング部分(5)と左側の排気入口側ケーシング部分(6)と右側の排気出口側ケーシリング部分(7)とに三分割されていて、中央のDPF収容ケーシング部分(5)に左右のケーシング部分(6)(7)をフランジ結合する連結フランジ(8)(9)が形成され、これに対応して左右ケーシング部分(6)(7)の左右内端部に連結フランジ(10)(11)が形成され、中央のDPF収容ケーシング部分(5)に対して左右のケーシング部分(6)(7)が連結フランジ(8)(10)及び連結フランジ(9)(11)により結合されている。
図19に示すように、左側の排気入口側ケーシング部分(6)から排気導入管(48)が下方に突設され、排気導入管(48)が過給機(39)を介してエンジン本体(1)の排気マニホルド(55)に接続され、右側の排気出口側ケーシング部分(7)から排気出口管(49)が下向きに導出され、この排気出口管(49)が排気パイプ(150)と連結され、排気パイプ(150)に図14及び図17に示す縦向きパイプ(149)が連結され、この縦向きパイプ(149)はエンジン本体(1)の後部側方に配置されている。図16に示すように、排気処理装置(4)のケーシング内にDPF(17)等のマフラエレメント(151)が収納されている。
ここで、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)との大きさを比較すると、エンジン本体(1)が3800CCの場合、図15に示すように、例えばエンジン本体(1)の前後幅L1が600mm、フライホイールハウジング(51)を含むエンジン本体(1)の前後幅L2が738mm、エンジン本体(1)の高さHが826mmになるのに対して、図15に示すように、排気処理装置(4)の直径R1が300mm、図16に示すように排気処理装置(4)の連結フランジ(9)(11)の直径R2が340mm、排気処理装置(4)の左右幅Wが560mmになり、排気処理装置(4)の直径R1がエンジン本体(1)の高さHの1/3程度になっている。
図14に示すように、 排気処理装置(4)の左右方向中途部の下部側に前後方向に長い単一の支持ブラケット(12)が設けられている。排気処理装置(4)は支持ブラケット(12)の後部側に位置している。支持ブラケット(12)の前後部がエンジン本体(1)の前後部に取り付られた前後の支持ステー(2)(3)に着脱自在に連結されている。中央のDPF収容ケース(5)の左右の連結フランジ(8)(9)に支持ステー(12)がコの字状に形成された左右の取付部材(155)(156)を介して付設されている。
図19に示すように、左右の取付部材(155)(156)は水平状の底壁部(155a)(156a)と底壁部(155a)(156a)の左右方向外端から立ち上がった固定壁部(155b)(156b)と底板部(155a)(156a)の左右方向内端から立ち上がった取付壁部(155c)(156c)とを有している。
図19に示すように、左右の取付部材(155)(156)の固定壁部(155b)(156b)が中央にあるDPF収容ケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)の下部にそれぞれ重合されて、ブラケット付設用締結具(25)(25)で締結固定されている。一対の取付部材(155)(156)の取付壁部(155c)(156c)は支持ブラケット(12)の支持部(12d)を左右両側から挟んで、ブラケット付設用締結具(25)で締め付け固定され、これにより支持ブラケット(12)が取付部材(155)(156)を介して中央にあるDPF収容ケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)に付設されている。
左右の連結フランジ(8)(9)に左右の取付部材(155)(156)を固定するブラケット付設用締結具(25)(25)はフランジ連結用締結具(43)(50)を兼用している。
図15,18に示すように、フランジ連結用締結具(43)(50)で締結する連結フランジ(10)(11)等の被締結部(10a)(11a)は連結フランジ(10)(11)の周方向に60°の離間角度でそれぞれ6個所に配置されている。
図19に示すように、左右の取付部材(155)(156)の底板部(155a)(156a)と固定壁部(155b)(156b)と取付壁部(155c)(156c)とはそれぞれ連結板(159)(160)により連結されている。
図14に示すように、エンジン本体(1)の前部に取り付けられた前側の支持ステー(2)は、左右一対の支持脚体(163)(164)と一対の支持脚体(163)(164)の上端部間を連結する水平状の載置部(2b)とを有している。
左側の支持脚体(163)の下部はエンジン本体(1)前部のシリンダヘッド(19)の左側面等に固定され、右側の支持脚体(164)の下部はエンジン本体(1)前部の右上部に固定されている。
図15に示すように、後側の支持ステー(3)は上下に長い帯板のステー取付部(3a)下部がエンジン本体(1)の背面に固定され上部にL字状に前方屈曲した載置部(3b)が形成されている。
上記第2実施形態によれば、図15に示すように、ボンネット(107)内に排気処理装置(4)を取り付ける場合、排気処理装置(4)の左右方向中途部の下部側に前後方向に長い支持ブラケット(12)を予め付設しておくと共に、エンジン本体(1)の前後部に前後側の支持ステー(2)(3)を予め取り付けておき、支持ブラケット(12)の前部を前側の支持ステー(2)の載置部(2b)に載置し、支持ブラケット(12)の後部を後側の支持ステー(3)の載置部(3b)上に載置した後、支持ブラケット(12)の前後部をボルト等のブラケット取付用締結具(14)で載置部(2b)(3b)に固定すればよく、排気処理装置(4)の外形が大きく重量が重いものであっても、簡単に排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に取り付けることができる。
また、排気処理装置(4)の取付後には、排気処理装置(4)の重量を支える支持ブラケット(12)の前後部がエンジン本体(1)の前後部に取り付けられた前後の支持ステー(2)(3)に着脱自在に連結されるので、排気処理装置(4)の外形が大きく重量が重いものになっても、排気処理装置(4)の自重とトラクタ車体(102)の振動に十分耐えることができるし、支持ブラケット(12)の変形破損が発生することを防ぐことができる。また、排気処理装置(4)がその長手方向を左右に向けて配置されるので、排気処理装置(4)がその長手方向を前後に向けて配置される場合に比べて空きスペースを多く確保できるし、縦向きパイプ(149)がエンジン本体(1)の後部側方に配置されているので、排気処理装置(4)の前部から縦向きパイプ(149)までの前後距離を短くでき、エンジン本体(1)上方のスペースを効率良く使える。
また、図19に示すように、中央にあるDPF収容ケーシング部分(5)に左右のケーシング部分(6)(7)をフランジ結合する連結フランジ(8)(9)が形成され、中央のケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)の両方に取付部材(155)(156)を介して支持ブラケット(12)が取り付けられているので、左右の連結フランジ(8)(9)と支持ブラケット(12)との連結が容易になり、中央のケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)を利用して支持ブラケット(12)を排気処理装置(4)の中途部に強固に固設することができ、支持ブラケット(12)の変形破損が発生することを防ぐことができる。
さらに、図15に示すように、ボンネット(107)は天板部(107a)が前下がり状に形成され、ボンネット(107)の後部とエンジン本体(1)との間の最も隙間の大きな位置に排気処理装置(4)が左右向きに配置されているので、小さいスペースに大径の排気処理装置(4)が配置可能になるし、トラクタ車体(102)の前後重量バランスも良好となる。
第2実施形態の他の構成や機能は、第1実施形態と同じであり、図14〜図20中、第1実施形態と同一の要素には、図1〜図13と同一の符号を付しておく。
図21〜図27は第3実施形態を示し、中央にあるケーシング部分(5)の左右の各連結フランジ(8)(9)に対応して左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)が設けられ、左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)の前部が前側の支持ステー(2)の上部に着脱自在に連結され、左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)の後部が後側の支持ステー(3)上部に着脱自在に連結されている。
図26に示すように、左側の支持ブラケット(12a)の支持部(12d)が中央にあるDPFケーシング部分(5)の左側の連結フランジ(8)の下部に重合されて、ブラケット付設用締結具(25)(25)で締結固定されている。右側の支持ブラケット(12b)の支持部(12d)が中央にあるDPFケーシング部分(5)の右側の連結フランジ(9)の下部に重合されて、ブラケット付設用締結具(25)(25)で締結固定されている。
左右の連結フランジ(8)(9)に左右の支持ブラケット(12a)(12b)を付設するブラケット付設用締結具(25)(25)はフランジ連結用締結具(43)(50)を兼用している。
図22,25に示すように、フランジ連結用締結具(43)(50)で締結する連結フランジ(10)(11)等の被締結部(10a)(11a)は連結フランジ(10)(11)の周方向に45°の離間角度でそれぞれ8個所に配置されている。
前側の支持ステー(2)の背面側が補強板(76)で補強されている。
後側の支持ステー(3)は取付部(3a)と載置部(3b)とが補強板(80)により連結されている。
上記第3実施形態によれば、前記第2実施の形態の場合と同様に、排気処理装置(4)が外形が大きく重量の重いものになっても、排気処理装置(4)の自重とトラクタ車体(102)の振動に耐えることができるし、排気処理装置(4)に設けた一対の支持ブラケット(12a)(12b)をエンジン本体(1)の前後部に取り付けた前後の支持ステー(2)(3)に着脱自在に連結すればよく、排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に容易に取り付けることができる。
しかも、上記第3実施形態の場合、中央にあるケーシング部分(5)の左右の各連結フランジ(8)(9)に対応して左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)が設けられ、左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)の前部が前側の支持ステー(2)の上部に着脱自在に連結され、左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)の後部が後側の支持ステー(3)の上部に着脱自在に連結されているので左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)を使用することにより、中央にあるケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)をうまく利用して、左右一対の支持ブラケット(12a)(12b)を介して排気処理装置(4)を容易かつ強固に取り付けることができる。
図27は支持ブラケットの変形例を示しており、支持ブラケット(12a)(12b)の支持部(12d)を支持部材本体(81)と中央にあるケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)に固定される固定板体(82)とに分割し、支持部材本体(81)と固定板体(82)とをボルト等の固定具で着脱自在に固定するようにしたものである。この変形例の場合、支持部材本体(81)と固定板体(82)とを脱着することによっても、排気処理装置(4)をエンジン本体(1)から取り外すことができ、排気処理装置(4)の定期点検を容易になし得る。
第3実施形態の他の構成や機能は、第1、第2実施形態と同じであり、図21〜図27中、第1、第2実施形態と同一の要素には、図1〜図20と同一の符号を付しておく。
前記図14〜図20に示す第2実施形態では、単一の支持ブラケット(12)を一対の取付部材(155)(156)を介して排気処理装置(4)の中央にあるケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)に取り付けており、また、前記図21〜図26の第3実施形態では、左右の支持ブラケット(12a)(12b)を排気処理装置(4)の中央のケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)にそれぞれ設けているが、これらに代え、支持ブラケット(12)(12a)(12b)を排気処理装置(4)の中央のケーシング部分(5)の左右の連結フランジ(8)(9)の一方のみに設けるようにしてもよい。
図28〜図30に示す第4実施形態の構成は、次の通りである。
図28,図29に示すように、排気処理装置(3)を左右方向に長い姿勢にし、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の真後で、フライホイールハウジング(51)の後上方に、排気処理装置(3)のDPF収容ケーシング部分(5)を配置している。
エンジン本体(1)の後部に左右一対の支持ステー(71)(72)を取り付け、この左右一対の支持ステー(71)(72)に左右の支持ブラケットを介することなく、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(11)の支持用突出部(32)(33)を、フランジ取付用締結具(73)で取り付けている。これらのフランジ取付用締結具(73)は、ブラケット付設用締結具(25)の位置調節用孔(26)と同様の位置調節孔に挿通され、上下方向と前後方向の位置調節が可能となっている。また、左右一対のステーにフランジ嵌合凹部(38a)(38b)と同様なフランジ嵌合部(74)を設け、連結フランジ(11)等の下縁部を嵌合させている。
この第4実施形態では、第1実施形態と同様、排気処理装置(4)にDPF(17)を収容し、エンジン本体(1)の前部にエンジン冷却ファン(21)を配置している。
第4実施形態の他の構成や機能は、第1実施形態と同じであり、図28〜図30中、第1実施形態と同一の要素には、図1〜図13と同一の符号を付しておく。
(1) エンジン本体
(2) 前側の支持ステー
(3) 後側の支持ステー
(4) 排気処理装置
(5) DPF収容ケーシング部分
(6) 排気入口側ケーシング部分
(7) 排気出口側ケーシング部分
(8) DPF入口側連結フランジ
(8a) 被締結部
(9) DPF出口側連結フランジ
(9a) 被締結部
(10) 排気入口側連結フランジ
(10a) 被締結部
(11) 排気出口側連結フランジ
(11a) 被締結部
(12) 支持ブラケット
(12a) 左側の支持ブラケット
(12b) 右側の支持ブラケット
(13) 排気管
(14) ブラケット取付用締結具
(14a) 左側のブラケット取付用締結具
(14b) 右側のブラケット取付用締結具
(16) クランク軸中心軸線
(17) DPF
(18) エンジン冷却ファン
(19) シリンダヘッド
(20) ヘッドカバー
(21) エンジン冷却ファンの上端部
(22) エンジン排気出口フランジ
(23) 排気入口フランジ
(24) 排気フランジ締結具
(25) ブラケット付設用締結具
(26) 位置調節孔
(27) 大径孔
(28) 小径孔
(29) 位置調節孔
(30) 前後方向長孔
(31) 左右方向長孔
(32) 排気入口側の支持用突出部
(33) 排気出口側の支持用突出部
(34) DPF入口側の吊り上げ用突出部
(35) DPF出口側の吊り上げ用突出部
(36) DPF入口側の吊り上げ用係止部
(37) DPF出口側の吊り上げ用係止部
(38a) 左側のフランジ嵌合凹部
(38b) 右側のフランジ嵌合凹部
(39) 環状スペーサ
(39a) 被締結部
(40) DPF入口側空間
(41) センサ取付孔
(42) 排気用のセンサ
(43) DPF入口側のフランジ連結用締結具
(44) 排気圧センサ
(45) 排気圧導入パイプ
(46) パイプ取付用ボス
(47) ボス孔
(48) 排気導入管
(48a) 入口
(49) 排気出口管
(49a) 出口
(50) DPF出口側のフランジ連結用締結具
(51) フライホイールハウジング

Claims (21)

  1. エンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させ、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)とを排気管(13)を介して連通させた、排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気処理装置(4)のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分(5)(6)(7)で構成し、各ケーシング部分(5)(6)(7)の端部に連結フランジ(8)(9)(10)(11)を設け、この連結フランジ(8)(9)(10)(11)同士の連結で各ケーシング部分(5)(6)(7)を連結し、
    エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)を支持させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  2. 請求項1に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    相互に離れた複数個所の連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に支持させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  3. 請求項1または請求項2に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    エンジン本体(1)に支持ステー(2)(3)を取り付け、連結フランジ(8)(9)(10)(11)に支持ブラケット(12)を付設し、支持ブラケット(12)を支持ステー(2)(3)上に載置し、
    排気処理装置(4)の荷重を支持ブラケット(12)を介して支持ステー(2)(3)で支え、支持ブラケット(12)をブラケット取付用締結具(14)で支持ステー(2)(3)に取り付けた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  4. 請求項3に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向とし、
    支持ステー(2)(3)を前後の支持ステー(2)(3)で構成し、この前後の支持ステー(2)(3)をエンジン本体(1)の前後側にそれぞれ取り付け、支持ブラケット(12)を前後方向に長く形成し、この支持ブラケット(12)を前後の支持ステー(2)(3)間に架設し、排気処理装置(4)を左右方向に長い姿勢で前後の支持ステー(2)(3)を介してエンジン本体(1)に支持させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  5. 請求項4に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    支持ブラケット(12)を左右側の支持ブラケット(12a)(12b)で構成し、左右の連結フランジ(8)(9)(10)(11)に左右の支持ブラケット(12a)(12b)をそれぞれ付設し、
    左右の支持ブラケット(12a)(12b)の前後端部を前後の支持ステー(2)(3)上に載置して、左右のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気処理装置(4)にDPF(17)を収容するに当たり、
    クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向として、エンジン本体(1)の前部にエンジン冷却ファン(18)を配置し、
    シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の上方で、エンジン冷却ファン(18)の上端部(21)よりも高い位置に排気処理装置(4)を配置した、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  7. 請求項3から請求項6のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    エンジン本体(1)側のエンジン排気出口フランジ(22)上に排気処理装置(4)の排気入口フランジ(23)を載置した、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  8. 請求項3から請求項7のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    ブラケット付設用締結具(25)の締結で連結フランジ(10)(11)に支持ブラケット(12a)(12b)を付設し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)のうち、少なくとも一方にブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を設け、この位置調節孔(26)でブラケット付設用締結具(25)の少なくとも上下方向の位置を調節することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  9. 請求項8に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    ブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を大径孔(27)で構成し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12)のいずれか一方に大径孔(27)を、他方に小径孔(28)をそれぞれ設け、大径孔(27)の内径はブラケット付設用締結具(25)の挿通部分がその挿通方向と直交する向きに移動調節できる大きさに設定し、小径孔(28)の内径はブラケット付設用締結具(25)の挿通部分がその挿通方向と直交する向きに移動調節できない大きさに設定し、
    クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、
    大径孔(27)と小径孔(28)とを左右に重ね、これらの重なった位置にブラケット付設用締結具(25)を挿通させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  10. 請求項3から請求項9のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、
    支持ブラケット(12a)(12b)を支持ステー(2)(3)にブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付け、支持ブラケット(12a)(12b)と支持ステー(2)(3)の少なくとも一方にブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を設け、この位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の少なくとも前後方向と左右方向の位置を調節できるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  11. 請求項10に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    ブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とで構成し、支持ステー(2)(3)と支持ブラケット(12a)(12b)のいずれか一方に前後方向長孔(30)を、他方に左右方向長孔(31)をそれぞれ設け、
    前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とを交差状に上下に重ね、これらの交差位置にブラケット取付用締結具(14a)(14b)を挿通させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  12. 請求項1から請求項11のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気処理装置(4)にDPF(17)を収容し、排気処理装置(4)のケーシングをDPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とで構成し、
    DPF収容ケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  13. 請求項12に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)にDPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)を重ね、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)にDPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)よりも径方向外側に突出する支持用突出部(32)(33)を形成し、この支持用突出部(32)(33)を介して排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に支持させ、
    排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをエンジン本体(1)に支持させたまま、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の間からDPF収容ケーシング部分(5)を抜き取ることができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  14. 請求項13に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)よりも径方向外側に突出する吊り上げ用突出部(34)(35)を設け、この吊り上げ用突出部(34)(35)にDPF収容ケーシング部分(5)の吊り上げ用係止部(36)(37)を設けた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  15. 請求項12から請求項14に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    支持ブラケット(12b)に上方が開口したフランジ嵌合凹部(38b)を設け、DPF収容ケーシング部分(5)と排気出口側ケーシング部分(7)の重なる連結フランジ(9)(11)の少なくとも一方の下縁部をフランジ嵌合凹部(38b)に嵌合させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  16. 請求項12から請求項15のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の各連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、環状スペーサ(39)内にDPF入口側空間(40)を設け、
    環状スペーサ(39)にセンサ取付孔(41)を設け、センサ取付孔(41)からDPF入口側空間(40)に向けて排気用のセンサ(42)を挿入することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  17. 請求項16に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の重なる連結フランジ(8)(10)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(8a)(10a)を配置し、
    環状スペーサ(39)にその周方向に上記離間角度で複数の被締結部(39a)を配置し、
    環状スペーサ(39)の姿勢を上記離間角度単位で周方向にずらし、環状スペーサ(39)の被締結部(39a)を上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)に合わせて、フランジ連結用締結具(43)で上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)と環状スペーサ(39)の被締結部(39a)とを共締めすることにより、
    環状スペーサ(39)の周方向の姿勢を変更して、センサ取付孔(41)の位置と姿勢とを変更することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  18. 請求項12から請求項17のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気出口側ケーシング部分(7)の周壁に排気圧センサ(44)の排気圧導入パイプ(45)を取り付けるパイプ取付用ボス(46)を設け、このパイプ取付用ボス(46)のボス孔(47)を外側に向かって上向きとなるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン
  19. 請求項12から請求項18のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気入口側ケーシング部分(6)に排気導入管(48)を設け、
    DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の重なる連結フランジ(8)(10)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(8a)(10a)を配置し、
    排気入口側ケーシング部分(6)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)の被締結部(8a)に、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の被締結部(10a)を合わせて、フランジ連結用締結具(43)で締結することにより、
    排気入口側ケーシング部分(6)の周方向の姿勢を変更して、排気入口管(48)の入口(48a)の向きを変更することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  20. 請求項12から請求項19のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気出口側ケーシング部分(7)に排気出口管(49)を設け、排気出口側ケーシング部分(7)とDPF収容ケーシング部分(5)の重なる連結フランジ(11)(9)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(11a)(9a)を配置し、
    排気出口側ケーシング部分(7)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(9)の被締結部(9a)に、排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(11)の被締結部(11a)を合わせて、フランジ連結用締結具(50)で締結することにより、
    排気出口側ケーシング部分(7)の周方向の姿勢を変更して、排気出口管(49)の出口(49a)の向きを変更することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
  21. 請求項1または請求項2に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
    排気処理装置(4)にDPF(17)を収容し、排気処理装置(4)のケーシングをDPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とで構成し、
    クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、
    エンジン本体(1)の前部にエンジン冷却ファン(21)を配置し、
    排気処理装置(3)を左右方向に長い姿勢にし、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の真後で、フライホイールハウジング(51)の後上方に、DPF収容ケーシング部分(5)を配置した、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
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