JP2014145266A

JP2014145266A - エンジン装置及びこれを搭載したトラクタ

Info

Publication number: JP2014145266A
Application number: JP2013013203A
Authority: JP
Inventors: Eiji Yamashita; 英治山下; Yoshiaki Kurokawa; 義秋黒川
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-08-14

Abstract

【課題】エンジン１の構成部品の一つとして、エンジン１に排気ガス浄化装置２を高剛性に組み付けできるようにする。
【解決手段】本願発明のエンジン装置は、エンジン１の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置２を備える。前記排気ガス浄化装置２を前記エンジン１に搭載する。前記排気ガス浄化装置２を構成する浄化ハウジング３８に連結する複数のハウジング支持体７１（８１，８２），７２（９１，９２）を備える。前記浄化ハウジング３８は、前記エンジン１の上方において、前記ハウジング支持体７１（８１，８２），７２（９１，９２）群を介して、前記エンジン１のシリンダヘッド５、吸気マニホールド６及び排気マニホールド７に連結する。
【選択図】図８

Description

本願発明は、エンジン装置及びこれを搭載したトラクタに関するものである。

昨今、ディーゼルエンジン（以下単にエンジンという）に関する高次の排ガス規制が適用されるのに伴い、エンジンが搭載される農作業車両や建設土木機械に、排気ガス中の大気汚染物質を浄化処理する排気ガス浄化装置を搭載することが要請されている。排気ガス浄化装置としては、排気ガス中の粒子状物質等を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が知られている（特許文献１〜３参照）。

特開２０００−１４５４３０号公報特開２００３−２７９２２号公報特開２０１０−７１１７６号公報

ところで、ＤＰＦにおいては、経年使用でスートフィルタに堆積する粒子状物質を、エンジンの駆動時に燃焼除去させてスートフィルタを再生させる技術がある。よく知られるように、スートフィルタ再生動作は、排気ガス温度が再生可能温度（例えば３００℃程度）以上で生ずるから、ＤＰＦを通過する排気ガス温度は再生可能温度以上であることが望ましい。このため、以前から、ＤＰＦを排気ガス温度が高い位置、すなわちエンジンに直接搭載したいという要請がある。

しかし、エンジンにＤＰＦを取り付ける場合は、駆動によるエンジン振動が排気ガス浄化装置に直接伝わるおそれがあり、適切なＤＰＦの取付け構造を考慮しなければ、ＤＰＦ内に収容されるディーゼル酸化触媒やスートフィルタが振動によって破損することが懸念される。

一方、エンジンの搭載スペースは搭載対象の作業車両によって様々だが、近年は、軽量化やコンパクト化の要請で、搭載スペースに制約がある（狭小である）ことが多い。このため、エンジンにＤＰＦを直接搭載するに当たっては、ＤＰＦをできるだけコンパクトにレイアウトする必要がある。

本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置及びこれを搭載したトラクタを提供することを技術的課題としている。

請求項１の発明は、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備え、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンに搭載しているエンジン装置であって、前記排気ガス浄化装置を構成する浄化ハウジングに連結する複数のハウジング支持体を備え、前記浄化ハウジングは、前記エンジンの上方において、前記ハウジング支持体群を介して、前記エンジンのシリンダヘッド、吸気マニホールド及び排気マニホールドに連結しているというものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、前記浄化ハウジングの排気ガス移動方向と前記エンジンの出力軸方向とが平行になるように、前記エンジンの上方に前記浄化ハウジングを配置し、前記ハウジング支持体群のうち排気ガス移動方向上流側の二つのハウジング支持体を、前記シリンダヘッドと前記排気マニホールドとに振り分け、前記ハウジング支持体群のうち排気ガス移動方向下流側の二つのハウジング支持体を、前記シリンダヘッドと前記吸気マニホールドとに振り分けることによって、前記浄化ハウジングを四点支持しているというものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載のエンジン装置において、前記排気マニホールドに連結する前記ハウジング支持体に排気中継路を形成し、前記排気中継路を介して前記排気マニホールドと前記排気ガス浄化装置とを連通させているというものである。

請求項４の発明はトラクタに係り、請求項１〜３のうちいずれかに記載のエンジン装置を走行機体の前部に搭載し、前記エンジン装置をボンネットで覆っているというものである。

本願発明によると、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備え、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンに搭載しているエンジン装置であって、前記排気ガス浄化装置を構成する浄化ハウジングに連結する複数のハウジング支持体を備え、前記浄化ハウジングは、前記エンジンの上方において、前記ハウジング支持体群を介して、前記エンジンのシリンダヘッド、吸気マニホールド及び排気マニホールドに連結しているから、前記エンジンの高剛性部品である前記シリンダヘッド、前記吸気マニホールド及び前記排気マニホールドを利用して、前記エンジンの構成部品の一つとして前記排気ガス浄化装置を高剛性に支持でき、振動等による前記排気ガス浄化装置の損傷を防止できる。前記排気ガス浄化装置を前記排気マニホールドに至近距離でつなげるから、前記排気ガス浄化装置に常に高温の排気ガスを導入でき、排気ガス浄化性能を良好な状態に維持し易い。

請求項２の発明によると、前記浄化ハウジングの排気ガス移動方向と前記エンジンの出力軸方向とが平行になるように、前記エンジンの上方に前記浄化ハウジングを配置し、前記ハウジング支持体群のうち排気ガス移動方向上流側の二つのハウジング支持体を、前記シリンダヘッドと前記排気マニホールドとに振り分け、前記ハウジング支持体群のうち排気ガス移動方向下流側の二つのハウジング支持体を、前記シリンダヘッドと前記吸気マニホールドとに振り分けることによって、前記浄化ハウジングを四点支持しているから、前記ハウジング支持体群を介して前記エンジンに前記排気ガス浄化装置を高強度に取付けでき、前記排気ガス浄化装置の振動防止効果を向上できる。

請求項３の発明によると、前記排気マニホールドに連結する前記ハウジング支持体に排気中継路を形成し、前記排気中継路を介して前記排気マニホールドと前記排気ガス浄化装置とを連通させているから、前記ハウジング支持体を高剛性に形成できるものでありながら、前記ハウジング支持体の前記排気中継路を介して、前記排気マニホールドに前記排気ガス浄化装置を短距離で簡単に接続できる。

実施形態におけるエンジンの正面図である。エンジンの背面図である。エンジンの左側面図である。エンジンの右側面図である。エンジンの平面図である。シリンダヘッド及び排気ガス浄化装置の位置関係を示す左前斜め上方視の斜視図である。シリンダヘッド及び排気ガス浄化装置の位置関係を示す右前斜め上方視の斜視図である。シリンダヘッド及び排気ガス浄化装置の位置関係を示す右後斜め上方視の斜視図である。シリンダヘッドに対するブラケット体及び排気ガス浄化装置の取付け状態を示す正面図である。シリンダヘッドに対するブラケット体及び排気ガス浄化装置の取付け状態を示す背面図である。入口側ブラケット体及び出口側ブラケット体の分離斜視図である。延長ブラケットの分離斜視図である。排気ガス浄化装置の取付け態様を右前斜め上方から見た分離斜視図である。排気ガス浄化装置の取付け態様を右後斜め上方から見た分離斜視図である。実施形態のエンジンを搭載したトラクタの左側面図である。トラクタの平面図である。ボンネット内部の構造を説明する左側面図である。ボンネット内部の構造を説明する右側面図である。ボンネット内部の構造を説明する平面図である。ボンネット、エンジン及び排気ガス浄化装置の位置関係を示す正面断面図である。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図５を参照しながら、実施形態におけるコモンレール式のエンジン１の概略構造について説明する。なお、以下の説明では、出力軸３に沿う両側部（出力軸３を挟んだ両側部）を左右、冷却ファン９配置側を前側、フライホイル１１配置側を後側、排気マニホールド７配置側を左側、吸気マニホールド６配置側を右側と称し、これらを便宜的に、エンジン１における四方及び上下の位置関係の基準としている。

図１〜図５に示すように、トラクタ等の作業車両に搭載される原動機としてのエンジン１は、連続再生式の排気ガス浄化装置２（ＤＰＦ）を備えている。排気ガス浄化装置２によって、エンジン１から排出される排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）が除去されると共に、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）が低減される。

エンジン１は、出力軸３（クランク軸）とピストン（図示省略）とを内蔵するシリンダブロック４を備える。シリンダブロック４上にシリンダヘッド５を搭載している。シリンダヘッド５の右側面に吸気マニホールド６を配置する。シリンダヘッド５の左側面に排気マニホールド７を配置する。すなわち、エンジン１において出力軸３に沿う両側面に、吸気マニホールド６と排気マニホールド７とを振り分けて配置する。シリンダヘッド５の上面にヘッドカバー８を配置する。エンジン１において出力軸３と交差する一側面、具体的にはシリンダブロック４の前面に、冷却ファン９を設ける。出力軸３の前端側から冷却ファン用Ｖベルト２２ａを介して、冷却ファン９に回転動力を伝達する。

シリンダブロック４の後面にフライホイルハウジング１０を設ける。フライホイルハウジング１０内にフライホイル１１を配置する。出力軸３の後端側にフライホイル１１を軸支する。作業車両の作動部に出力軸３を介してエンジン１の動力を取り出すように構成している。また、シリンダブロック４の下面にはオイルパン１２を配置する。オイルパン１２内の潤滑油は、シリンダブロック４の右側面に配置されたオイルフィルタ１３を介して、エンジン１の各潤滑部に供給される。

シリンダブロック４の右側面のうちオイルフィルタ１３の上方（吸気マニホールド６の下方）には、燃料を供給するための燃料供給ポンプ１４を取付ける。電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ（図示省略）付きの３気筒分のインジェクタ１５をエンジン１に設ける。各インジェクタ１５に、燃料供給ポンプ１４及び円筒状のコモンレール１６及び燃料フィルタ１７を介して、作業車両に搭載される燃料タンク（図示省略）を接続する。

前記燃料タンクの燃料が燃料フィルタ１７を介して燃料供給ポンプ１４からコモンレール１６に圧送され、高圧の燃料がコモンレール１６に蓄えられる。各インジェクタ１５の燃料噴射バルブをそれぞれ開閉制御することによって、コモンレール１６内の高圧の燃料が各インジェクタ１５からエンジン１の各気筒に噴射される。なお、フライホイルハウジング１０にエンジン始動用スタータ１８を設けている。エンジン始動用スタータ１８のピニオンギヤはフライホイル１１のリングギヤに噛み合っている。エンジン１を始動させる際は、スタータ１８の回転力にてフライホイル１１のリングギヤを回転させることによって、出力軸３が回転開始する（いわゆるクランキングが実行される）。

シリンダヘッド５の前面側（冷却ファン９側）には、冷却水ポンプ２１が冷却ファン９のファン軸と同軸状に配置されている。エンジン１の左側、具体的には冷却水ポンプ２１の左側方に、エンジン１の動力にて発電する発電機としてのオルタネータ２３が設けられている。出力軸３の前端側から冷却ファン用Ｖベルト２２ａを介して、冷却ファン９と冷却水ポンプ２１とに回転動力を伝達する。また、出力軸３の前端側からオルタネータ用Ｖベルト２２ｂを介して、オルタネータ２３に回転動力を伝達する。作業車両に搭載されるラジエータ内の冷却水が、冷却水ポンプ２１の駆動によって、シリンダブロック４及びシリンダヘッド５に供給され、エンジン１を冷却する。

オイルパン１２の左右側面には機関脚取付け部２４をそれぞれ設けている。各機関脚取付け部２４には、防振ゴムを有する機関脚体（図示省略）をそれぞれボルト締結可能である。実施形態では、作業車両における左右一対のエンジンフレームにオイルパン１２を挟持させ、オイルパン１２側の機関脚取付け部２４を各エンジンフレームにボルト締結することによって、作業車両の両エンジンフレームがエンジン１を支持する。

図４及び図５に示すように、吸気マニホールド６の入口部には、ＥＧＲ装置２６（排気ガス再循環装置）を介してエアクリーナを連結する。ＥＧＲ装置２６は主としてエンジン１の右側、具体的にはシリンダヘッド５の右側方に位置している。エアクリーナに吸い込まれた新気（外部空気）は、当該エアクリーナによって除塵及び浄化された後、ターボ過給機６０のコンプレッサケース６２（詳細は後述する）及びＥＧＲ装置２６を介して吸気マニホールド６に送られ、エンジン１の各気筒に供給される。

ＥＧＲ装置２６は、エンジン１の排気ガスの一部（ＥＧＲガス）と新気とを混合させて吸気マニホールド６に供給するＥＧＲ本体ケースと、エアクリーナにＥＧＲ本体ケースを連通させる吸気スロットル部材２８と、排気マニホールド７にＥＧＲクーラ２９を介して接続される再循環排気ガス管３０と、再循環排気ガス管３０にＥＧＲ本体ケースを連通させるＥＧＲバルブ部材３１とを備えている。実施形態では、吸気マニホールド６の吸気取込側がＥＧＲ本体ケースを構成している。

すなわち、吸気マニホールド６の吸気取込側には吸気スロットル部材２８を連結している。また、吸気マニホールド６の吸気取込側には再循環排気ガス管３０の出口側も接続している。再循環排気ガス管３０の入口側は、ＥＧＲクーラ２９を介して排気マニホールド７に接続している。ＥＧＲバルブ部材３１内にあるＥＧＲ弁の開度を調節することによって、吸気マニホールド６の吸気取込側へのＥＧＲガスの供給量が調節される。

上記の構成において、エアクリーナから吸気スロットル部材２８を介して吸気マニホールド６の吸気取込側に新気を供給する一方、排気マニホールド７から吸気マニホールド６の吸気取込側にＥＧＲガスを供給する。エアクリーナからの新気と排気マニホールド７からのＥＧＲガスとが吸気マニホールド６の吸気取込側で混合される。エンジン１から排気マニホールド７に排出された排気ガスの一部を吸気マニホールド６からエンジン１に還流することによって、高負荷運転時の最高燃焼温度が低下し、エンジン１からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量が低減する。

シリンダヘッド５の左側方で排気マニホールド７の上方には、ターボ過給機６０を配置している。ターボ過給機６０は、タービンホイル内蔵のタービンケース６１と、ブロアホイル内蔵のコンプレッサケース６２とを備えている。排気マニホールド７の出口部にタービンケース６１の排気取込側を連結する。タービンケース６１の排気排出側には排気ガス浄化装置２の排気取込側の外周部に設けた浄化入口管３６を連結する。すなわち、エンジン１の各気筒から排気マニホールド７に排出した排気ガスは、ターボ過給機６０及び排気ガス浄化装置２等を経由して外部に放出される。

コンプレッサケース６２の吸気取込側は、給気管６５を介してエアクリーナの吸気排出側に接続される。コンプレッサケース６２の吸気排出側は、過給管６６及びＥＧＲ装置２６を介して吸気マニホールド６に接続している。すなわち、エアクリーナによって除塵された新気は、コンプレッサケース６２から過給管６６を介してＥＧＲ装置２６に送られた後、エンジン１の各気筒に供給される。

エンジン１の上面側のうち排気マニホールド７及びターボ過給機６０の上方、すなわちシリンダヘッド５の左側方で排気マニホールド７及びターボ過給機６０の上方には、排気ガス浄化装置２を配置している。この場合、排気ガス浄化装置２の長手方向をエンジン１の出力軸３と平行に延びるように、排気ガス浄化装置２の姿勢を設定している。

次に、従前の図と図６〜図１０とを参照しながら、排気ガス浄化装置２の構造について説明する。排気ガス浄化装置２は、浄化入口管３６を有する浄化ハウジング３８を備えている。浄化ハウジング３８の内部に、二酸化窒素（ＮＯ_２）を生成する白金等のディーゼル酸化触媒３９と、捕集した粒子状物質（ＰＭ）を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ４０とを、排気ガス移動方向に直列に並べている。ディーゼル酸化触媒３９及びスートフィルタ４０は、浄化ハウジング３８に収容されるガス浄化フィルタに相当するものである。なお、浄化ハウジング３８の排気ガス出口４１に排気管を介して例えば消音器やテールパイプを連結し、排気ガス出口４１から消音器やテールパイプを介して排気ガスを外部に排出する。

上記の構成において、ディーゼル酸化触媒３９の酸化作用によって生成された二酸化窒素（ＮＯ_２）がスートフィルタ４０内に取り込まれる。エンジン１の排気ガス中に含まれる粒子状物質はスートフィルタ４０に捕集され、二酸化窒素（ＮＯ_２）によって連続的に酸化除去される。エンジン１の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、エンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の含有量が低減される。

浄化ハウジング３８の排気取込側の外周部に浄化入口管３６を設けている。浄化入口管３６の排気取込側はタービンケース６１の排気排出側に連通している。この場合、後述するハウジング支持体を構成する入口側第二ブラケット８２の下端側を排気マニホールド７にボルト締結している。入口側第二ブラケット８２の上部側に、排気中継路としての排気中継管８５を形成している。排気中継管８５の排気取込側は入口側第二ブラケット８２の上下中途部で前向きに開口している。排気中継管８５の排気排出側は入口側第二ブラケット８２の上端側で上向きに開口している。入口側第二ブラケット８２における排気中継管８５の排気取込側をタービンケース６１の排気排出側にボルト締結し、排気中継管８５の排気排出側を排気マニホールド７の出口部に締結している。従って、排気マニホールド７と排気ガス浄化装置２とは入口側第二ブラケット８２の排気中継管８５を介して連通している。

浄化ハウジング３８の排気下流側の端部には蓋体４２を溶接固定する。浄化ハウジング３８の排気下流側の端部を蓋体４２によって塞いでいる。蓋体４２の略中央部に排気ガス出口４１を開口させている。浄化ハウジング３８の排気上流側の端部には入口側蓋体４３を溶接固定する。浄化ハウジング３８の排気取込側の端部は入口側蓋体４３によって塞いでいる。

次に、図６〜図１４を参照しながら、エンジン１に排気ガス浄化装置２を組み付ける構造について説明する。エンジン１には、排気ガス浄化装置２（浄化ハウジング３８）を支持固定するハウジング支持体としての入口側ブラケット体７１及び出口側ブラケット体７２を備えている。入口側ブラケット体７１及び出口側ブラケット体７２は、エンジン１の出力軸３と交差する方向に幅広に形成されている。入口側ブラケット体７１及び出口側ブラケット体７２は、エンジン１のシリンダヘッド５に直接、又は、吸気マニホールド６や排気マニホールド７を介して着脱可能に連結している。入口側ブラケット体７１及び出口側ブラケット体７２は、シリンダヘッド５において出力軸３と交差する前面側及び後面側に振り分けて立設している。入口側ブラケット体７１は、シリンダヘッド５の後面側に位置していて、浄化ハウジング３８の排気取込側を支持している。出口側ブラケット体７２は、シリンダヘッド５の前面側に位置していて、浄化ハウジング３８の排気排出側を支持している。

図７、図８、図１０及び図１２〜図１４に示すように、入口側ブラケット体７１は、シリンダヘッド５の後面側（フライホイルハウジング１０の上方）に位置している。実施形態の入口側ブラケット体７１は、入口側第一ブラケット８１と入口側第二ブラケット８２とに分離構成している。入口側第一ブラケット８１の下端側をシリンダヘッド５の後面にボルト締結している。入口側第一ブラケット８１の上端側には中継ブラケット８３をボルト締結している。中継ブラケット８３の中途部には延長ブラケット８４の基端側をボルト締結し、延長ブラケット８４の先端側は、ボルト及びナットを介して浄化ハウジング３８の入口側蓋体４３に締結している。入口側第二ブラケット８２の下端側は排気マニホールド７にボルト及びナットを介して締結している。入口側第二ブラケット８２の上部側に形成した排気中継管８５の排気排出側を排気マニホールド７の出口部に締結している。

図６〜図１１及び図１３に示すように、出口側ブラケット体７２は、シリンダヘッド５の前面側（冷却ファン９側）に位置している。実施形態の出口側ブラケット体７２は、出口側第一ブラケット９１と出口側第二ブラケット９２とに分離構成している。出口側第一ブラケット９１は、縦長の支柱部９３と、支柱部９３の上部側から横向きに延びる横桟部９４とを有する略Ｌ字状の部材である。支柱部９３の下端側は、吸気マニホールド６の上面側にボルト締結している。横桟部９４の先端側は出口側第二ブラケット９２の上部側面にボルト締結している。出口側第二ブラケット９２の下端側はシリンダヘッド５の左側面前部にボルト締結している。出口側第二ブラケット９２の上端側は、浄化ハウジング３８における出口挟持フランジ５４の下部側に形成したブラケット締結部５４ａにボルト締結している。このため、出口側ブラケット体７２は、シリンダヘッド５の前面側において略門形の形状を呈している。

上記の説明から明らかなように、実施形態の排気ガス浄化装置２（浄化ハウジング３８）は、エンジン１の上方において、ハウジング支持体である入口側ブラケット体７１及び出口側ブラケット体７２を介してエンジン１のシリンダヘッド５、吸気マニホールド６及び排気マニホールド７に着脱可能に連結している。また、排気ガス移動方向上流側（排気取込側）にある入口側ブラケット体７１（入口側第一ブラケット８１及び入口側第二ブラケット８２）を、シリンダヘッド５と排気マニホールド７とに振り分け、排気ガス移動方向下流側（排気排出側）にある出口側ブラケット体７２（出口側第一ブラケット９１及び出口側第二ブラケット９２）を、シリンダヘッド５と吸気マニホールド６とに振り分けることによって、排気ガス浄化装置２（浄化ハウジング３８）を四点支持している。

図９及び図１３に示すように、出口側第二ブラケット９２の上端側中央部には、係止軸体としての埋込みボルト９７を設けている。埋込みボルト９７は、出口側第二ブラケット９２の上端側中央部の前面から前向きに突出させる。浄化ハウジング３８における出口挟持フランジ５４のブラケット締結部５４ａには、下向き開口状の仮止めノッチ９８を形成している。すなわち、出口挟持フランジ５４のブラケット締結部５４ａに形成される埋込みボルト９７挿入用のボルト穴を上向き開放状に切り欠いて、仮止めノッチ９８を形成している。出口挟持フランジ５４におけるブラケット締結部５４ａの仮止めノッチ９８に、出口側第二ブラケット９２の埋込みボルト９７を係止可能に構成している。浄化ハウジング３８の排気ガス移動方向下流側（排気排出側）を出口側第二ブラケット９２の上端側に載せて、仮止めノッチ９８を埋込みボルト９７に係合させることによって、出口側第二ブラケット９２に浄化ハウジング３８の排気ガス移動方向下流側（排気排出側）を支持させている。

埋込みボルト９７と仮止めノッチ９８との係合によって、浄化ハウジング３８の排気排出側は所定位置に保持される。すなわち、浄化ハウジング３８に延長ブラケット８４を介して取り付けた中継ブラケット８３を入口側第一ブラケット８１の上端側に載せると共に、浄化入口管３６の排気取込側を入口側第二ブラケット８２の上端側（排気中継管８５の排気排出側）に載せた上で、浄化ハウジング３８側の仮止めノッチ９８を出口側第二ブラケット９２側の埋込みボルト９７に係合させることによって、入口側ブラケット体７１及び出口側ブラケット体７２上に浄化ハウジング３８を仮止めする。このため、エンジン１に対する排気ガス浄化装置２の搭載位置を簡単に位置決めでき、組付け作業をする作業者は、仮止め状態において排気ガス浄化装置２から両手を離せることになる。従って、排気ガス処理装置２の全重量を支えながら、ボルト締結等の組付け作業や取外し作業をする必要がなくなり、排気ガス浄化装置２の載せ降ろし作業時や、排気ガス浄化装置２の組立分解作業時の手間を大幅に軽減できる。

その後、仮止めノッチ９８を埋込みボルト９７に係合させた状態で、埋込みボルト９７に係止ナット９９をねじ込んで（増し締めして）、浄化ハウジング３８における出口挟持フランジ５４のブラケット締結部５４ａを出口側第二ブラケット９２の上端側中央部に連結する。なお、実施形態とは逆に、浄化ハウジング３８側に埋込みボルト９７を設け、出口側第二ブラケット９２側に仮止めノッチ９８を設けてもよい。仮止めノッチ９８の開口方向は、埋込みボルト９７との位置関係で設定すればよく、下向き開口状に限るものではない。

上記の記載並びに図６〜図１４から明らかなように、エンジン１の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置２を備え、前記排気ガス浄化装置２を前記エンジン１に搭載しているエンジン装置であって、前記排気ガス浄化装置２を構成する浄化ハウジング３８に連結する複数のハウジング支持体７１（８１，８２），７２（９１，９２）を備え、前記浄化ハウジング３８は、前記エンジン１の上方において、前記ハウジング支持体７１（８１，８２），７２（９１，９２）群を介して、前記エンジン１のシリンダヘッド５、吸気マニホールド６及び排気マニホールド７に連結しているから、前記エンジン１の高剛性部品である前記シリンダヘッド５、前記吸気マニホールド６及び前記排気マニホールド７を利用して、前記エンジン１の構成部品の一つとして前記排気ガス浄化装置２を高剛性に支持でき、振動等による前記排気ガス浄化装置２の損傷を防止できる。前記排気ガス浄化装置２を前記排気マニホールド７に至近距離でつなげるから、前記排気ガス浄化装置２に常に高温の排気ガスを導入でき、排気ガス浄化性能を良好な状態に維持し易い。

特に実施形態では、入口側第一ブラケット８１及び出口側第二ブラケット９２の下端側をシリンダヘッド５に締結しているため、エンジン１に対する排気ガス浄化装置２の取付け基準位置を高精度に設定できる。このため、後処理装置であるマフラー等に比べて重量の重い排気ガス浄化装置２であっても、所定の位置に適正に搭載できる。

上記の記載並びに図６〜図１４から明らかなように、前記浄化ハウジング３８の排気ガス移動方向と前記エンジン１の出力軸３方向とが平行になるように、前記エンジン１の上方に前記浄化ハウジング３８を配置し、前記ハウジング支持体７１（８１，８２），７２（９１，９２）群のうち排気ガス移動方向上流側の二つのハウジング支持体８１，８２を、前記シリンダヘッド５と前記排気マニホールド７とに振り分け、前記ハウジング支持体７１（８１，８２），７２（９１，９２）群のうち排気ガス移動方向下流側の二つのハウジング支持体９１，９２を、前記シリンダヘッド５と前記吸気マニホールド６とに振り分けることによって、前記浄化ハウジング３８を四点支持しているから、前記ハウジング支持体７１（８１，８２），７２（９１，９２）群を介して前記エンジン１に前記排気ガス浄化装置２を高強度に取付けでき、前記排気ガス浄化装置２の振動防止効果を向上できる。

上記の記載並びに図６〜図１４から明らかなように、前記排気マニホールド７に連結する前記ハウジング支持体８２に排気中継路８５を形成し、前記排気中継路８５を介して前記排気マニホールド７と前記排気ガス浄化装置２とを連通させているから、前記ハウジング支持体８２を高剛性に形成できるものでありながら、前記ハウジング支持体８２の前記排気中継路８５を介して、前記排気マニホールド７に前記排気ガス浄化装置２を短距離で簡単に接続できる。

次に、図１５〜図２０を参照しながら、作業車両としてのトラクタ１０１にエンジン１を搭載した構造について説明する。実施形態のトラクタ１０１では、左右両側の前後に配置した前輪１０３及び後輪１０４によって走行機体１０２を支持している。走行機体１０２の前部には原動機としてのエンジン１を搭載している。エンジン１からの動力によって左右両後輪１０４及び左右両前輪１０３を回転させ、走行機体１０２を前後進走行させるように構成している。左右両前輪１０３及び左右両後輪１０４がトラクタ１０１の走行部を構成している。

走行機体１０２は、前バンパ１０６及び前車軸ケース１０７を有するエンジンフレーム１０８と、エンジン１からの動力伝達を継断する主クラッチを内蔵したクラッチハウジング１１０と、エンジン１の動力を適宜変速して左右両後輪１０４及び左右両前輪１０３に伝達するためのミッションケース１１１と、クラッチハウジング１１０にミッションケース１１１を連結するミッション前面ケース１１２と、クラッチハウジング１１０の外側面に外向き突設した左右一対のステップフレーム１１３とを備えている。

エンジン１の前方に水冷用のラジエータ１０９を配置している。エンジンフレーム１０８の後端側は、エンジン１の左右外側面（具体的にはオイルパン１２に設けた機関脚取付け部２４）に連結している。エンジン１におけるフライホイルハウジング１０の後面側に、クラッチハウジング１１０の前面側を連結している。クラッチハウジング１１０の後面側には、ミッション前面ケース１１２を介してミッションケース１１１の前面側を連結している。

走行機体１０２の上面側には、オペレータが着座する操縦座席１１７と、操縦座席１１７の前方に位置する操縦コラム１１５とを設けている。操縦コラム１１５の上部側に操縦ハンドル１１６を設けている。操縦座席１１７に着座したオペレータが操縦ハンドルを回動操作することによって、回動操作量に応じて左右両前輪１０３のかじ取り角（操向角度）を変更するように構成している。

エンジン１はボンネット１１４で覆っている。クラッチハウジング１１０の上面側には操縦コラム１１５を立設している。操縦コラム１１５の上面側に、左右両前輪１０３の舵取り角（操向角度）を変更操作する操縦ハンドル１１６を設けている。ミッションケース１１１の上面側には、オペレータが着座する操縦座席１１７を配置している。左右両ステップフレーム１１３の上面側には平坦な床板１１８を設けている。左右両前輪１０３は前車軸ケース１０７を介してエンジンフレーム１０８に取り付けている。左右両後輪１０４は、ミッションケース１１１の外側面から外向きに突出する後車軸ケース１１９の左右先端側に回転可能に取り付けている。左右各後輪１０４の上面側はリヤフェンダ１０５で覆っている。

ミッションケース１１１の後部上面には、走行機体１０２の後部に連結されるロータリ耕耘機等の作業部（図示省略）を昇降動させる油圧式昇降機構１２０を着脱可能に取り付けている。ミッションケース１１１の後面には、作業部にＰＴＯ駆動力を伝達するＰＴＯ軸１２１を後向き突設している。なお、作業部は、左右一対のロワーリンク１２２及び１本のトップリンク１２３からなる三点リンク機構１２４を介して、ミッションケース１１１の後部に連結される。油圧式昇降機構１２０における左右のリフトアーム１２０ａはリフトロッド２０ｂを介して左右のロワーリンク１２２に連結している。油圧式昇降機構１２０のリフトアーム１２０ａを上下回動させることによって、三点リンク機構１２４を介して作業部が昇降動する。

ミッション前面ケース１１２の前面側には静油圧式無段変速機１２５（ＨＳＴ）を設けている。実施形態の静油圧式無段変速機１２５はクラッチハウジング１１０の後部に内蔵している。詳細は省略するが、エンジン１の回転動力は、フライホイル１１に主クラッチを介して連結した主動軸経由で静油圧式無段変速機１２５に伝達される。次いで、静油圧式無段変速機１２５からの出力を副変速ギヤ機構で適宜変速し、当該変速出力を後車輪用差動ギヤ機構経由で左右両後輪１０４に伝達する。副変速機構で適宜変速した変速出力は、二駆四駆切換機構及び前車軸ケース１０７内の差動ギヤ機構を介して左右両前輪１０３にも伝達可能である。一方、主動軸経由の回転動力は、ＰＴＯ伝動軸を介してＰＴＯ減速機構にも伝達され、ＰＴＯ減速機構にて適宜減速されてから、ＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ軸１２１に伝達される。

図１５及び図１６に示すように、操縦コラム１１５の左方にはクラッチペダル１３１を配置している。オペレータがクラッチペダル１３１を足踏み操作することによって、クラッチハウジング１１０内の主クラッチが作動し、エンジン１からの動力伝達が遮断される。操縦コラム１１５の右方には、左右の後車輪１０４制動用のブレーキ機構（図示省略）をそれぞれ作動させる左右のブレーキペダル１３２を配置している。ブレーキペダル１３２の足踏み操作によってブレーキ機構が作動し、左右の後車輪１０４が制動する。なお、操縦ハンドル１１６の下方で操縦コラム１１５の左方には、前進又は後進に移動方向を切換えるリバーサレバー１２７を配置している。操縦ハンドル１１６の下方で操縦コラム１１５の右方には、エンジン１の回転数を変更するアクセルレバー１２８を配置している。

図１６に示すように、操縦座席１１７の右方には、静油圧式無段変速機１２５を変速操作する主変速レバー１３３を配置している。操縦座席１１７の右方には、作業部昇降レバー１３４及び耕耘深さ調節レバー１３５も配置している。作業部昇降レバー１３４又は耕耘深さ調節レバー１３５の手動操作によって、油圧式昇降機構１２０のリフトアーム１２０ａが上下回動する。操縦座席１１７の左方には、副変速機構を切換操作する副変速レバー１３６を配置している。副変速レバー１３６の手動操作によって、副変速機構の各変速ギヤは、低速位置、中速位置及び高速位置の三段階に択一的に切り換えられる。低速位置と中速位置との間並びに中速位置と高速位置との間には、副変速出力が零になる中立位置をそれぞれ設けている。また、操縦座席１１７の左方には、ＰＴＯ軸１２１への動力伝達を継断操作するＰＴＯレバー１３７を配置している。

次に、ボンネット１１４の取付け構造について説明する。ボンネット１１４の前部下側にフロントグリル１３８を形成している。エンジンフレーム１０８に支持させた左右のエンジンカバー１３９とボンネット１１４とによって、エンジン１の前方、上方及び左右を覆っている。エンジンフレーム１０８の前部側には、ファンシュラウド１４１を背面側に取り付けたラジエータ１０９を、エンジン１の前面側に位置するように立設している。ファンシュラウド１４１は冷却ファン９の外周側を囲っていて、ラジエータ１０９と冷却ファン９とを連通させている。

ラジエータ１０９の前面側には矩形枠状の枠フレーム１４２を立設している。枠フレーム１４２の前方には、ミッションケース１１１内の作動油を冷却するオイルクーラ１４３と電力供給用のバッテリ１４４とを配置している。冷却ファン９の回転によって、冷却風はオイルクーラ１４３及びラジエータ１０９に吹き当たった後、ファンシュラウド１４１を経由してエンジン１に向けて流れる。

枠フレーム１４２の前方のうちオイルクーラ１４３及びバッテリ１４４の上方には、エンジン１に導入される新気を浄化するエアクリーナ１４５を配置している。エアクリーナ１４５の一側面から延びる吸気中継管１４６は、ＥＧＲ装置２６を介して吸気マニホールド６の入口部に連結している。エアクリーナ１４５の外周面には、新気をエアクリーナ１４５に導入するための新気導入管１４７を形成している。

エンジンフレーム１０８の前端側（具体的にはフロントグリル１３８の下方）には、ボンネット１１４の前部下側（フロントグリル１３８の下端側）を係脱可能に係止するボンネットロック機構１５１を設けている。ボンネットロック機構１５１によって、エンジン１の前方及び上方を覆う姿勢でボンネット１１４を保持するように構成している。操縦コラム１１５の前面側には、エンジン１側と操縦コラム１１５側とを区画する遮蔽板１５２を設けている。左右のエンジンカバー１３９、ボンネット１１４及び遮蔽板１５２は、エンジン１の前後左右及び上方を囲うエンジンルーム１５３を構成している。

ファンシュラウド１４１の後面上部と遮蔽板１５２の前面上部との間には、前後長手の上支持フレーム１５４を掛け渡している。一方、ボンネット１１４内面側のうち上支持フレーム１５４との対峙箇所に、前後長手のボンネットステー１５５を設けている。ボンネットステー１５５の後端側は、ボンネット開閉支点軸１５６を介して遮蔽板１５２に上下回動可能に取り付けている。上支持フレーム１５４とボンネットステー１５５との間にはガスダンパ１５７を装架している。ガスダンパ１５７のロッド側の端部は、上支持フレームの前部側に左右横向きのピン軸によって回動可能に枢着している。ガスダンパ１５７のシリンダ側の端部は、ボンネットステー１５５の前後中途部に左右横向きのピン軸によって回動可能に枢着している。ボンネットロック機構１５１のロックを解除する操作をしてから、ボンネット１１４の前部を上方に持ち上げることによって、ボンネット開閉支点軸１５６回りにボンネット１１４が上向き回動して、エンジン１の前方及び上方が開放される。そして、ガスダンパ１５７の突張り作用によって、ボンネット１１４が開放位置に保持される。

図１７〜図２０に示すように、実施形態のエンジン１は、冷却ファン９を前側に、フライホイルハウジング１０を後側に位置させた状態で、走行機体１０２の前部に縦置き式に搭載している。すなわち、出力軸３の向きを走行機体１０２の進行方向に沿わせるようにして、走行機体１０２の前部にエンジン１を搭載している。排気ガス浄化装置２の長手方向（浄化ハウジング３８の排気ガス移動方向）は出力軸３と平行であるから、排気ガス浄化装置２（浄化ハウジング３８）は、走行機体１０２の進行方向（前後方向）に沿って延びる縦置きの姿勢で、エンジン１上方のうち排気マニホールド７寄りに配置している。

図２０に示すように、トラクタ１０１のボンネット１１４は断面下向きコ字状に形成している。ボンネット１１４の左右角部は、正面視で左右外側の斜め下向きに傾斜するように面取りされた面取り部１５８になっている。ボンネット１１４の左右角部を面取り部１５８に構成したことによって、操縦座席１０７に着座したオペレータの前方視界、特にボンネット１１４の左右両面取り部１５８から先の視界を良好に確保している。そして、ボンネット１１４における左面取り部１５８の内面側に排気ガス浄化装置２を対峙させている。

エンジン１から排気ガス浄化装置２が左右方向にはみ出ないように、排気ガス浄化装置２をエンジン１の左右幅Ｗｚの中心（エンジン１の出力軸３と直交する鉛直仮想線Ｌ参照）寄りにオフセットさせている。排気ガス浄化装置２はエンジン１の出力軸３と直交する左右方向の左右幅Ｗｚ内に収まっている。実施形態では、エンジン１の左右幅Ｗｚの中心から左右幅Ｗｚの最外部までの距離Ｗｙよりも、排気ガス浄化装置２の左右幅Ｗａを小さくしている。すなわち、鉛直仮想線Ｌからオルタネータ２３の最外部までの距離Ｗｙ（エンジン１の左右幅Ｗｚの略半分に相当する）よりも、排気ガス浄化装置２の左右幅Ｗａを小さくしている。また、排気ガス浄化装置２は、平面視でエンジン１の出力軸３に沿う前後方向の前後幅Ｗｘ内に収まっている。すなわち、エンジン１の前後幅Ｗｘ（冷却ファン９からフライホイルハウジング１０までの距離）よりも排気ガス浄化装置２の前後幅Ｗｂを小さくしている。

上記の記載並びに図１５〜図２０から明らかなように、走行機体１０２に搭載し且つボンネット１１４で覆われるエンジン１を備えたトラクタ１０１搭載用のエンジン装置であって、前記エンジン１の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置２を、前記エンジン１上方のうち排気マニホールド７寄りの左右一側に配置するにあたり、前記排気ガス浄化装置２の排気ガス移動方向と前記エンジン１の出力軸３方向とを平行に設定し、前記エンジン１から前記排気ガス浄化装置２がはみ出ないように前記排気ガス浄化装置２を前記エンジン１の左右幅Ｗｚの中心寄りにオフセットさせ、前記エンジン１の前記左右幅Ｗｚの中心から前記左右幅Ｗｚの最外部までの距離Ｗｙよりも、前記排気ガス浄化装置２の左右幅Ｗａを小さくしているから、従来技術のようなボンネット左右角部の外向き張り出し部を設けなくても、前記エンジン１の上方空間を有効活用して、前記エンジン１上部と前記ボンネット１１４内面との間に、前記排気ガス浄化装置２をコンパクトに収容できる。また、オペレータの視界を遮る前記ボンネット１１４の外向き張り出し部をなくせるので、前記トラクタ１０１の前方視認性向上に貢献する。更に、重量物である前記排気ガス浄化装置２を前記エンジン１の重心に寄せて支持できることになり、前記排気ガス浄化装置２搭載に伴う前記エンジン１の振動や騒音等の増大を抑制できる。

上記の記載並びに図１５〜図１９から明らかなように、平面視で前記エンジン１の前後幅Ｗｘ内に前記排気ガス浄化装置２の前後幅Ｗｂを収めているから、前記排気ガス浄化装置２を組付けた前記エンジン１であっても、前後左右の全幅を極力小さく抑えた構造にでき、エンジン装置全体としてのコンパクト化に寄与する。前記排気ガス浄化装置２を前記エンジン１に組付けたことによるボンネット１１４形状への影響を少なくでき、ボンネット１１４形状を複雑化しなくて済む。

図２０に詳細に示すように、ボンネット１１４の左右両側面には開口穴１６０を形成している。左右一方の開口穴１６０に排気ガス浄化装置２を臨ませている。実施形態では、ボンネット１１４の左右両側面のうち左右内側から左右外側に向かって斜め下向きに傾斜した面取り部１５８に、各開口穴１６０を形成している。各開口穴は排気ガス浄化装置の側面視形状よりも小さく形成しており、排気ガス浄化装置２を対峙させた左開口穴１６０から排気ガス浄化装置２をはみ出さないように構成している。

ボンネット１１４内面側のうち各開口穴１６０の箇所には、飛散物の進入を阻止するパンチングメタル製や金網製等の通気カバー１６１を取り付けている。ボンネット１１４の各面取り部１５８のうち開口穴１６０の左右外側には、当該開口穴１６０を外側から覆い隠すガード板１６２を、面取り部１５８と適宜間隔を開けて取り付けている。各ガード板１６２は対応する開口穴１６０よりも一回り大きい矩形形状に形成している。実施形態では、ガード板１６２内面側のうち開口穴１６０外周側に位置する前後二箇所に、締結用ボス体１６３を突設している。ボンネット１１４の面取り部１５８内面側から、ガード板１６２の各締結用ボス体１６３に止めネジをねじ込むことによって、各面取り部１５８における開口穴１６０の左右外側にガード板１６２を固定している。

上記の記載並びに図２０から明らかなように、走行機体１０２の前部に搭載したエンジン１と、前記エンジン１の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置２とを備え、前記エンジン１の上部側に前記排気ガス浄化装置２を搭載し、前記エンジン１及び前記排気ガス浄化装置２をボンネット１１４で覆っている作業車両１０１において、前記ボンネット１１４の左右両側面には開口穴１６０を形成し、前記一方の開口穴１６０に前記排気ガス浄化装置２を臨ませるように配置しているから、前記エンジン１駆動中だけでなく、前記エンジン１の停止後であっても、前記排気ガス浄化装置２から発する熱気を前記各開口穴１６０経由で前記ボンネット１１４外に逃がすことが可能になり、前記ボンネット１１４内部に熱気をこもり難くできる。その結果、前記排気ガス浄化装置２自体や前記ボンネット１１４等に対する熱害の発生を抑制できる。

上記の記載並びに図２０から明らかなように、前記排気ガス浄化装置２の排気ガス移動方向と前記エンジン１の出力軸３方向とを平行に設定し、前記排気ガス浄化装置２の排気ガス移動方向を前記ボンネット１１４の前後方向に沿わせ、前記排気ガス浄化装置２を、前記エンジン１上方のうち排気マニホールド７寄りの左右一側に配置しているから、前記一方の開口穴１６０に前記排気ガス浄化装置２を臨ませるにあたり、前記排気ガス浄化装置２の排気ガス移動方向、すなわち、前記排気ガス浄化装置２の長手方向を前記ボンネット１１４の前後方向に沿わせることになり、前記排気ガス浄化装置２の外周面の広範囲を前記一方の開口穴１６０に対峙できる。このため、前記排気ガス浄化装置２から発する熱気を前記一方の開口穴１６０経由で前記ボンネット１１４外にスムーズに逃がせる。

上記の記載並びに図２０から明らかなように、前記各開口穴１６０は、前記ボンネット１１４の左右両側面のうち左右内側から左右外側に向かって斜め下向きに傾斜した面取り部１５８に形成し、前記排気ガス浄化装置２を前記一方の開口穴１６０からはみ出さないように構成し、前記各開口穴１６０には飛散物の侵入を阻止する通気カバー１６１を配置し、前記各開口穴１６０の左右外側には、前記開口穴１６０を外側から覆い隠すガード板１６２を、前記面取り部１５８と適宜間隔を開けて配置しているから、前記エンジン１の停止後も前記排気ガス浄化装置２から発する熱気を前記ボンネット１１４外に逃がせるものでありながら、例えば雨水や塵埃等の飛散物が前記排気ガス浄化装置２に降りかかるのを防止できる。また、前記ガード板１６２の存在によって高温の前記排気ガス浄化装置２や前記通気カバー１６１にオペレータが直接触れるのを防止できる。

なお、本願発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１エンジン
２排気ガス浄化装置
３出力軸
４シリンダブロック
５シリンダヘッド
６吸気マニホールド
７排気マニホールド
８ヘッドカバー
９冷却ファン
７１入口側ブラケット体
７２出口側ブラケット体
８１第１吊上げ金具
８２第２吊上げ金具
９１出口側第一ブラケット
９２出口側第二ブラケット
９７埋込みボルト
９８仮止めノッチ
１０１トラクタ
１０２走行機体
１１４ボンネット
１５８面取り部
１６０開口穴
１６１通気カバー
１６２ガード板

Claims

エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備え、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンに搭載しているエンジン装置であって、
前記排気ガス浄化装置を構成する浄化ハウジングに連結する複数のハウジング支持体を備え、前記浄化ハウジングは、前記エンジンの上方において、前記ハウジング支持体群を介して、前記エンジンのシリンダヘッド、吸気マニホールド及び排気マニホールドに連結している、
エンジン装置。
前記浄化ハウジングの排気ガス移動方向と前記エンジンの出力軸方向とが平行になるように、前記エンジンの上方に前記浄化ハウジングを配置し、
前記ハウジング支持体群のうち排気ガス移動方向上流側の二つのハウジング支持体を、前記シリンダヘッドと前記排気マニホールドとに振り分け、前記ハウジング支持体群のうち排気ガス移動方向下流側の二つのハウジング支持体を、前記シリンダヘッドと前記吸気マニホールドとに振り分けることによって、前記浄化ハウジングを四点支持している、
請求項１に記載のエンジン装置。
前記排気マニホールドに連結する前記ハウジング支持体に排気中継路を形成し、前記排気中継路を介して前記排気マニホールドと前記排気ガス浄化装置とを連通させている、
請求項２に記載のエンジン装置。
請求項１〜３のうちいずれかに記載のエンジン装置を走行機体の前部に搭載し、前記エンジン装置をボンネットで覆っている、
トラクタ。