JP2014121921A

JP2014121921A - 作業車両

Info

Publication number: JP2014121921A
Application number: JP2012278424A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Miyazaki; 竜一宮崎
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-07-03

Abstract

【課題】尿素水タンクをバランス良く配置できるようにする。
【解決手段】フロントフレーム２０上にエンジン３を配置し、該エンジン３の排ガス経路３０に添加する尿素水を貯留する尿素水タンク１５を備える作業車両において、ステップ１３下方であって、クラッチハウジング１１の一側方に燃料タンク１４を配置し、他側方に尿素水タンク１５を配置し、前記尿素水タンク１５の上面には、ステップ１３の踏板１３ａが固設されてステップ１３と一体的に構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの排気ガス経路に添加する尿素水を貯留する尿素水タンクを有する作業車両に関する。

従来から、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスを浄化するシステムとして、ＤＯＣ（ＤｉｅｓｅｌＯｘｉｄａｔｉｏｎＣａｔａｌｙｓｔ酸化触媒）とＤＰＦ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒディーゼル・パティキュレレート・フィルター）との組み合わせや、ＤＰＦと尿素ＳＣＲ（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣａｔａｌｙｔｉｃＲｅｄｕｃｔｉｏ選択触媒還元方式）との組み合わせや、ＤＰＦとリーンＮＯｘ触媒との組み合わせ等が知られている。
排気浄化において尿素ＳＣＲを適用する場合には、排気ガス経路に尿素水を噴射することで、排気ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を水と窒素に分解するようにしている。この尿素水は、燃料とは別に設ける専用のタンクから供給する必要があり、この尿素水を貯留した尿素水タンクは車体の下部に配置した技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２２１８８４号公報

しかし、前記特許文献１における尿素水タンクは、機体左右中央に配置される変速機の側部に配置され、その後方に燃料タンクが配置される構造となっていたために、左右の重量バランスが悪くなっていた。特に、作業車両に配置する場合には、ステップの後方にはタンクを配置するための空間がなく、配置したとしても重量バランスが悪くなり、軟弱な圃場を作業する場合等では、作業性、走行性が悪化してしまうのである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、フレーム上にエンジンを配置し、該エンジンの排ガス経路に添加する尿素水を貯留する尿素水タンクを備える作業車両において、ステップ下方であって、クラッチハウジングの一側方に燃料タンクを配置し、他側方に尿素水タンクを配置したものである。
請求項２においては、前記尿素水タンクの上面には、ステップの踏板が固設されてステップと一体的に構成されるものである。

請求項３においては、前記踏板の下面は、尿素水タンクに上下方向に付設した複数の補強用の柱体により支持されるものである。
請求項４においては、前記尿素水タンクは、弾性部材（発泡材・ゴム等）で被覆される
ものである。

本発明は上記のように構成としたことにより、ステップ下方の空間を有効に利用できる。左右の重量バランスを向上できる。ステップ上に補給用タンクを載せられ尿素水の補給が容易に行えるようになる。

本発明に係わる作業車両の全体構成を示す側面図である。エンジンとクラッチハウジングとミッションケースの側面図である。同じく平面図である。排気浄化装置を示す側面図である。同じく平面図である。尿素水タンクの斜視図である。尿素水タンクの他の実施形態を示す側面図一部断面図である。

まず、本発明に係わる作業車両１をトラクタとした全体構成について、図１乃至図３により説明する。
該作業車両１において、エンジン３が、フレーム（フロントフレーム）２０の前部のボンネット２内に搭載され、該ボンネット２の後方にはステアリングハンドル４が配設され、該ステアリングハンドル４の更に後方には、オペレータが着座する運転席５が設けられ、キャビン２１により覆われている。そして、該運転席５の下方には、ミッションケース６が配設され、該ミッションケース６の後部両側には、リアアクスルケース８を介して後輪１０・１０が支承されている。

また、前記エンジン３の後部にクラッチハウジング１１を介してミッションケース６が取り付けられている。クラッチハウジング１１は機体左右中央で前後方向に配置され、クラッチハウジング１１の進行方向左側のステップ１３下方には、燃料タンク１４が配置され、クラッチハウジング１１の右側、つまり、燃料タンク１４と左右反対側のステップ１３下方には尿素水タンク１５が配置されている。前記ミッションケース６の下前部から伝動軸１２を介して、フロントアクスルケース７に動力が伝達され、前輪９・９が駆動されるようにしている。なお、燃料タンク１４及び尿素水タンク１５の取付構成は限定するものではなく、本実施形態では機体フレームとなるクラッチハウジング１１に固定されるが、機体前端から後端まで左右平行に配設されるフレーム型のトラクタの場合、この機体フレームに取り付ける構成とすることも可能である。

次に、図２〜図７を参照しながら、エンジン３及びその周辺の構造について説明する。
本実施形態における作業車両１に搭載されるエンジン３は、シリンダブロック３１上にシリンダヘッド３２が載置固定され、シリンダブロック３１とシリンダヘッド３２との間に複数（本実施形態では６つ）の燃焼室（気筒）を形成している。シリンダヘッド３２上には過給機５０と後述する排気浄化装置４０のＤＯＣ４１とＰＤＦ４２が配置される。

また、エンジン３の燃料供給手段はコモンレール式の燃料噴射装置としている。図４に示すように、コモンレール式燃料噴射装置は、エンジン３の各気筒に高圧燃料を噴射する複数のインジェクタ（燃料噴射弁）と、高圧燃料を蓄圧して各インジェクタに分配するコモンレール３３（蓄圧室）と、コモンレール３３に燃料を高圧に加圧して圧送するサプライポンプ３４と、サプライポンプ３４に燃料タンク１４からフィルタ３７を介して燃料を供給するフィードポンプ３５等を備えている。

各インジェクタはシリンダヘッド３２に取り付けられて燃焼室内に燃料を噴射可能とし、それぞれ高圧配管３８・３８・・・を介してコモンレール３３に接続されている。インジェクタはシリンダブロック３１の側面に取り付けられたＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）３９の指令に基づいて開閉制御され、コモンレール３３から圧送された高圧燃料を各気筒の燃焼室に向けて噴射するように構成されている。

サプライポンプ３４は、エンジン３の回転動力にて駆動するように構成されている。各インジェクタ、コモンレール３３及びサプライポンプ３４は図示しない戻し配管を介して燃料タンク１４に接続され、余剰燃料が燃料タンク１４に戻されるようにしている。

前記シリンダヘッド３２の一側面に排気マニホールド４３が接続され、他側方に吸気マニホールド４４が接続されている。該排気マニホールド４３と吸気マニホールド４４との間にはＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅ−Ｃｉｒｃｌａｔｉｏｎ排気ガス再循環）が設けられている。つまり、ＥＧＲ６０は排気マニホールド４３と吸気マニホールド４４との間に連通路６１が設けられ、該連通路６１途中にＥＧＲクーラー６２とＥＧＲバルブ６３が設けられて、排気ガスの一部を吸気側に戻すことで、ＮＯｘの生成を抑制するようにしている。

また、前記過給機５０のコンプレッサー５１と前記吸気マニホールド４４との間には吸気通路４５により連通され、該吸気通路４５にはインタークーラー４６が配置されている。コンプレッサー５１の入口側には吸気管４７を介してエアフィルター４８と連通されている。前記排気マニホールド４３には過給機５０のタービン５２と連通され、タービン５２の出口側には排気浄化装置４０としてのＤＯＣ４１とＤＰＦ４２及びＳＣＲ５３、消音器５９等からなる排ガス経路３０が接続される。エンジン３の各気筒から排気マニホールド４３に排出された排気ガスは、排気浄化装置４０で浄化処理をされた後消音器５９を介して外部に放出される。

前記ＤＯＣ４１およびＤＰＦ４２は、円筒形状の排気通路に内設されてＤＯＣ４１が上流側に、ＤＰＦ４２が下流側に位置するように配置される。ＤＯＣ４１は、排気ガスに含まれるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）ならびに粒子状物質を構成するＳＯＦ（有機可溶成分）を酸化して除去するものである。また、排気ガスに多く含まれるＮＯ（一酸化窒素）を酸化することによってＮＯ₂（二酸化窒素）に変化させる。

ＤＰＦ４２は、主に煤等からなる粒子状物質を捕集することで排気を濾過するとともに、捕集した粒子状物質を酸化して除去するものである。本実施形態においては、炭化ケイ素を基材としたＤＰＦ４２が用いられており、排気ガスに含まれる粒子状物質は、ＤＰＦ４２に形成された微細な穴を通過する際に捕集されることとなる。このようにして捕集された粒子状物質は、排気ガスが酸化反応を進行させることができる温度であることを条件として、排気ガスに含まれる酸素ならびにＤＯＣ４１にて生成されたＮＯ₂によって酸化が行なわれる。

つまり、ＤＰＦ４２は、排気ガス温度が高い状況でのみ粒子状物質の酸化を行なうことが可能とされるため、排気ガス温度が高い場合に自然に粒子状物質の酸化を行なう連続再生と、排気ガス温度が低い場合に強制的に排気ガス温度を上昇させて粒子状物質の酸化を行なう強制再生とをエンジン３の運転状態等に応じて制御する必要があるとされる。

ＳＣＲ５３は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元して無害化するためのものであり、実施形態のＳＣＲ５３としては、尿素水を還元剤とした選択接触還元触媒を採用している。この場合、ＤＰＦ４２とＳＣＲ５３との間を連通する排気管５４に、尿素水を噴射するための尿素水供給装置５５が接続されている。

尿素水供給装置５５は、尿素水タンク１５と尿素水ポンプ５７と噴射バルブ５８からなり、尿素水タンク１５は尿素水を貯留するものであり、尿素水ポンプ５７により尿素水を吸入して噴射バルブ５８へ圧送し、排気管５４内に臨んで配置された噴射バルブ５８により、尿素水を排気管５４内に尿素水を還元剤として噴射する。尿素水ポンプ５７及び噴射バルブ５８はＥＣＵ３９と接続されて、尿素水の噴射時期と噴射量が制御される。

前記尿素水タンク１５は、図４、図５、図６に示すように、尿素水を貯留するための箱状体で構成され、前部に補給口１５ａが設けられ、補給口１５ａはステップ１３の前方上に配置されて、補給用タンクをステップ１３上に載せて容易に尿素水を補給できるようにしている。尿素水タンク１５はクラッチハウジング１１の側方のステップ１３下方に配置されており、尿素水タンク１５の上面はステップ１３の踏板１３ａと一体的に構成されて、下面は底板１９と一体的に構成されて、尿素水タンク１５の上面および下面の剛性が高められる。そして、該尿素水タンク１５の周囲には柱体１６・１６・・・が複数立設されて、上下がステップ１３と底板１９と連結されて補強されている。更に、右外側の柱体１６・１６には梯子２３が取り付けられて乗降を容易とするとともに強度アップを図っている。但し、尿素水タンク１５を補強するために、図７に示すように、尿素水タンク１５内部に所定間隔をあけて複数の柱体１６・１６・・・を上下方向に設けることも可能である。こうして、ステップ１３にかかる荷重を受けて、尿素水タンク１５が変形しないように構成することもできる。

また、尿素水タンク１５の外周周囲には、発泡材やゴム等で構成された弾性部材１７が被覆されており、下方からの音が運転部のキャビン２１内に伝わらないようにしている。更に、弾性部材１７は断熱性を高めることもでき、寒冷地で尿素水が凍結しないようにしている。なお、凍結を防ぐために面ヒータで覆うことや内部にヒータを配置することも可能である。

また、図２、図３に示すように、エンジン３後側部の尿素タンク１５側にダクトまたは風向板１８を設け、エンジン３が暖まった後の冷却風を尿素水タンク１５へ導いて温めることも可能である。更に、前記柱体１６を中空に構成して、その一端に温められた後の冷却風を導いて、柱体１６中を温かい空気を流すことで尿素水タンク１５を温めることもできる。または、冷却配管を中空柱体１６に連通して、暖まった後の冷却水（または温風）を導いて、尿素水タンク１５を温めることもでき、尿素水の凍結を防止できるようにすることもできる。

以上のように、フロントフレーム２０上にエンジン３を配置し、該エンジン３の排ガス経路３０に添加する尿素水を貯留する尿素水タンク１５を備える作業車両において、ステップ１３下方であって、クラッチハウジング１１の一側方に燃料タンク１４を配置し、他側方に尿素水タンク１５を配置したので、ステップ１３下方の空間を有効に利用して配置できる。また、左右の重量バランスを向上でき、安定した走行が可能となる。そして、ステップ１３上に尿素水の補給用タンクを載せて、尿素水タンク１５への補給が容易に行える。

前記尿素水タンク１５の上面には、ステップ１３の踏板１３ａが固設されてステップ１３と一体的に構成されるので、ステップ１３及び尿素水タンク１５の剛性をアップでき、部品点数が少なく尿素水タンク１５を取り付けることができる。

前記踏板１３ａの下面は、尿素水タンク１５に上下方向に付設した複数の補強用の柱体１６・１６・・・により支持されるので、柱体１６によりステップ１３及び尿素水タンク１５の剛性を高めることができる。

前記尿素水タンク１５は、弾性部材１７で被覆されるので、下方からの音が伝わり難くなり、防音（吸音）・遮音効果を高めることができる。また、断熱効果が得られ、尿素水が凍結することを防止できる。

１作業車両
３エンジン
１１クラッチハウジング
１３ステップ
１３ａ踏板
１４燃料タンク
１５尿素水タンク
１６柱体
１７弾性部材
２０フロントフレーム
３０排ガス経路

Claims

フレーム上にエンジンを配置し、該エンジンの排ガス経路に添加する尿素水を貯留する尿素水タンクを備える作業車両において、ステップ下方であって、クラッチハウジングの一側方に燃料タンクを配置し、他側方に尿素水タンクを配置したことを特徴とする作業車両。
前記尿素水タンクの上面には、ステップの踏板が固設されてステップと一体的に構成されることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
前記踏板の下面は、尿素水タンクに上下方向に付設した複数の補強用の柱体により支持されることを特徴とする請求項２に記載の作業車両。
前記尿素水タンクは、弾性部材で被覆されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の作業車両。