JP2016008574A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】排気マニホールド上の排気スロットルの電装部が熱によって損傷するのを抑制でき、かつ、ファンの条件を変更する必要がなくて、その変更に基づくエンジン性能の変動が生じることもないエンジンを提供すること。【解決手段】排気マニホールド３上に排気スロットル８を配置し、排気マニホールド３と、排気スロットル８との間に遮熱板３０を配置する。遮熱板３０側の端部が遮熱板３０に接触する遮熱板冷却用通路５０を配置し、その遮熱板冷却用通路５０で遮熱板３０側に冷却水を案内する。【選択図】図５

Description

本発明は、排気スロットルを有するエンジンに関する。

従来、エンジンとしては、特開２０１３−２２７９８２号公報（特許文献１）に記載されているディーゼルエンジンがある。このディーゼルエンジンは、排気再循環装置（ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置：以下ＥＧＲ装置という）を備え、そのＥＧＲ装置を、排気マニホールドの排気ガスの流れの下流側と、吸気通路との間に設けている。このようにして、排気の一部を吸気側に供給して、燃焼温度を下げて、排出ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減や、部分負荷時の燃費の向上を実現している。

また、このディーゼルエンジンは、排気マニホールドの排気ガスの流れの下流側にディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter：以下ＤＰＦという）を設け、このＤＰＦで、排気ガスに含まれる粒子状物質を低減している。上記ＤＰＦは、そのサイズが大きいことが理由で、排気マニホールドから離れた箇所に配置されている。

また、このディーゼルエンジンは、排気マニホールドと、ＤＰＦとの間に排気スロットルを設け、この排気スロットルの開閉制御により排気通路の通路面積を適宜変動させている。このようにして、ＤＰＦが排気マニホールドから遠隔配置されていたとしても、ＤＰＦへ流入する排気ガスの温度低下が起こらないようにして、ＤＰＦの再生（フィルターが目詰まりを抑制するため、粒子状物質を燃焼再生させること）制御ができるようにしている。

特開２０１３−２２７９８２号公報

本発明者は、特に、上記排気スロットがあるディーゼルエンジンで、次の問題が生じる場合があることを見いだした。

すなわち、上記構成では、ＤＰＦを排気マニホールドから離間して配置していること等により、排気スロットルを、排気マニホールドの上方に配置せざるをえないことがある。この場合、排気スロットルの電装部（コントロールユニットやハーネス用カプラ等）が、排気マニホールド上にあるから、その電装部が、排気マニホールドから直接熱せられることになる。

したがって、このような場合、排気マニホールドからの熱による電装部の損傷の防止のため、電装部を遮熱板や遮熱シートで保護する必要がある。しかしながら、このような対処を行ったとしても、車体側レイアウトや、ラジエータ−冷却用ファン等の既存のファンの条件（ファンの配置、ファンの定格回転数等）によっては、その既存のファンによる遮熱板や遮熱シートの冷却が不十分となるおそれがある。したがって、この場合、遮熱板や遮熱シートが高温となって、遮熱板や遮熱シートからの熱によって電装部が損傷を受けるおそれがある。

しかしながら、電装部が熱によって損傷するのを確実に回避すべく、ファンの配置の変更や、ファンの回転速度の増幅のためのプーリの変更といった改装を行ったとすると、エンジン性能に影響が及ぶおそれがある。

そこで、本発明の課題は、排気マニホールド上の排気スロットルの電装部が熱によって損傷するのを抑制でき、かつ、ファンの条件を変更する必要がなくて、その変更に基づくエンジン性能の変動が生じることもないエンジンを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のエンジンは、
排気マニホールドと、
上記排気マニホールドからの排気の流量を変動させると共に、上記排気マニホールドの上方に位置する排気スロットルと、
上記排気マニホールドと、上記排気スロットルとの間に配置される遮熱板と、
上記遮熱板側に冷媒を案内すると共に、上記遮熱板側の端部が上記遮熱板に接触する遮熱板冷却用通路と
を備えることを特徴としている。

尚、上記「上方」は、エンジンの底部を水平面上に載置した状態での方向として定義する。また、上記冷媒は、水等の液体であっても良く、空気等の気体であっても良い。

本発明によれば、排気マニホールドと、排気スロットルとの間に遮熱板を備えるだけでなく、遮熱板側に冷媒を案内する遮熱板冷却用通路を備え、更に、その遮熱板冷却用通路の遮熱板側の端部が遮熱板に接触しているから、遮熱板で排気マニホールドから排気スロットルの電装部への熱を遮断できるだけでなく冷媒で遮熱板を重点的かつ効率的に冷却することができる。したがって、排気マニホールド上の排気スロットルの電装部が排気マニホールドからの熱で損傷することを大きく抑制できる。

また、本発明によれば、遮熱板冷却用通路を設けて、遮熱板を冷却するから、ファンの条件（ファンの配置、ファンの定格回転数等）に無関係に遮熱板を十分に冷却できる。したがって、ファンの条件等のエンジンの主要な構成を変更する必要がないから、ファンの条件の変更に基づくエンジン性能の変動が起こることもない。

また、一実施形態では、
上記排気マニホールドから吸気マニホールドに供給される再循環排気ガスを冷却するための再循環排気用クーラを備え、
上記冷媒が、上記再循環排気用クーラを冷却した後の冷却水であって、上記遮熱板冷却用通路は、上記再循環排気用クーラから上記遮熱板まで延在し、
さらに、上記遮熱板を冷却した後の冷却水を、上記排気スロットルを冷却するために上記排気スロットル側に案内するスロットル冷却用通路を備える。

上記実施形態によれば、冷媒が、再循環排気用クーラを冷却した後の冷却水であり、遮熱板冷却用通路が、再循環排気用クーラから遮熱板まで延在している。したがって、再循環排気用クーラを冷却する冷却水を使用して、レイアウトを殆ど変更することがなく、遮熱板を効率的に冷却できる。

また、遮熱板を冷却した後の冷却水を、排気スロットル側に案内するスロットル冷却用通路も備えるから、遮熱板を冷却した後の冷却水で排気スロットルを直接冷却できる。

また、一実施形態では、
上記遮熱板は、内部に位置する室と、上記室と外部とを連通する入口と、上記室と外部とを連通する出口とを有し、
上記遮熱板冷却用通路は、上記再循環排気用クーラと、上記入口とを接続し、
上記スロットル冷却用通路は、上記出口から流出した冷却水を上記排気スロットル側に案内する。

上記実施形態では、上記遮熱板が、冷却水が通過する室を有するから、冷却水を直接遮熱板に接触させることができるだけでなく、冷却水を遮熱板に広範囲に接触させることができる。したがって、遮熱板を更に効率的に冷却できる。

また、一実施形態では、
上記遮熱板は、金属製の板材と、その板材に蛇行している状態で張り合わされた配管とを有し、
上記遮熱板冷却用通路は、上記再循環排気用クーラと、上記配管の一方側の開口とを接続し、
上記スロットル冷却用通路は、上記配管の他方側の開口からの冷却水を上記排気スロットル側に案内する。

上記実施形態によれば、遮熱板が、金属製の板材と、その板材に蛇行している状態で張り合わされた冷却水用の配管とを有する。したがって、比較的に簡易な構成で遮熱板を効率的に冷却できる。

また、一実施形態では、
上記遮熱板は、内部に位置する室と、上記室と外部とを連通する入口と、上記室と外部とを連通すると共に、上記排気スロットルに対向する出口とを有し、
上記冷媒は、ファンによって流動する空気であり、
上記遮熱板冷却用通路の一方の開口は、上記空気を取り込む取込口である一方、上記遮熱板冷却用通路の他方の開口は、上記入口に接続されている。

上記実施形態によれば、ファンからの風を遮熱板の室に効率的に流動させることができる。したがって、遮熱板を効率的に冷却できる。また、風の出口が排気スロットルに対向しているから、遮熱板からの風を排気スロットルに衝突させることもできる。したがって、排気スロットルの冷却効果を更に大きくできる。

本発明のエンジンによれば、排気マニホールド上の排気スロットルの電装部が熱によって損傷するのを抑制でき、かつ、ファンの条件を変更する必要がなくて、その変更に基づくエンジン性能の変動が生じることもない。

本発明の第１実施形態の縦形水冷ディーゼルエンジンの全体構成の概略を示す模式図である。 上記第１実施形態のエンジンの正面図である。 上記第１実施形態のエンジンの右側面図である。 上記第１実施形態のエンジンの右側面側の斜視図である。 上記第１実施形態のエンジンの排気マニホールドの周辺の斜視図である。 上記第１実施形態のエンジンの遮熱板の構造を詳細に示す斜視図である。 上記遮熱板の下面側の構造を詳細に示す斜視図である。 第２実施形態のエンジンの遮熱板を示す斜視図である。 第３実施形態のエンジンにおける図５に対応する斜視図であり、第３実施形態のエンジンの排気マニホールドの周辺の斜視図である。 第３実施形態のエンジンの模式正面図であり、冷却ファンに対する、フライホイールハウジング、遮熱板アッセンブリおよび排気スロットルの相対位置を示す模式側面図である。 上記第３実施形態のエンジンを上側から見たときの模式図である。 上記第３実施形態のエンジンの遮熱板アッセンブリの斜視図である。 上記第３実施形態のエンジンの遮熱板アッセンブリの斜視図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。尚、以下で、上方、下方、鉛直方向、水平方向等、上下に関する方向に言及した場合、それは、エンジンの底部を水平面上に載置した状態での方向を指すものとする。

図１は、本発明の第１実施形態の縦形水冷ディーゼルエンジンの全体構成の概略を示す模式図である。

図１に示すように、この縦型水冷ディーゼルエンジン（以下、単に、エンジンという）は、シリンダヘッド１と、吸気マニホールド２と、排気マニホールド３と、排気再循環装置（ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置：以下ＥＧＲ装置という）４と、粒子状物質除去装置５と、制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット、以下、ＥＣＵという）６とを備える。また、上記エンジンは、吸気スロットル７と、排気スロットル８と、再循環排気用バルブ（以下、ＥＧＲバルブという）９と、再循環排気用クーラ（以下、ＥＧＲクーラという）１０とを備える。

上記吸気マニホールド２は、シリンダヘッド１の幅方向の一方側に位置している。上記吸気マニホールド２は、図示しない燃焼室と連通可能となっている。上記吸気マニホールド２は、吸気通路１５に連通している。上記吸気スロットル７は、吸気通路１５に設けられている。上記吸気スロットル７は、絞りを有している。上記ＥＣＵ６は、吸気スロットル７の開度を制御している。上記吸気スロットル７の開度の制御によって、吸気通路１５の通路面積を適宜変化させて、通路面積に応じた吸気を、吸気マニホールド２へ供給している。

一方、上記排気マニホールド３は、シリンダヘッド１の幅方向の他方側に位置している。上記排気マニホールド３は、上記燃焼室と連通可能となっている。上記排気マニホールド３は、排気通路１６に連通している。上記排気スロットル８は、排気通路１６に設けられている。上記排気スロットル８は、絞りを有している。上記ＥＣＵ６は、排気スロットル８の開度を制御している。上記排気スロットル８の開度の制御によって、排気通路１６の通路面積を適宜変化させて、排気マニホールド３からの排気量を調整している。

上記ＥＧＲ装置４は、吸気通路１５の吸気スロットル７よりも下流側と、排気通路１６の排気スロットル８よりも上流側との間に設けられている。上記ＥＧＲ装置４は、排気マニホールド３から排気される排気ガスの一部を再循環排気ガス（以下、ＥＧＲガスという）として吸気側に還流させるものである。排気の一部を吸気側に供給することにより、燃焼温度を下げて、排出ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減や、部分負荷時の燃費の向上を実現している。

図１に示すように、ＥＧＲ装置４は、ＥＧＲ通路１７を有し、ＥＧＲ通路１７は、吸気通路１５と、排気通路１６との間に配設されている。上記ＥＧＲバルブ９と、ＥＧＲクーラ１０とは、ＥＧＲ通路１７上に配設されている。上記ＥＣＵ６は、ＥＧＲバルブ９の開度を制御している。ＥＧＲバルブ９の開度によりＥＧＲ通路１７の通路面積を変化させ、ＥＧＲ装置４を介して還流するＥＧＲガスの還流量を制御している。上記ＥＧＲクーラ１０は、高温のＥＧＲガスを冷却するものである。上記ＥＧＲクーラ１０は、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲバルブ９よりもＥＧＲガスの流れの上流側に設けられている。

上記粒子状物質除去装置５は、排気通路１６に設けられている。上記粒子状物質除去装置５は、排気マニホールド３から排気される排気ガス中に含まれる粒子状物質を除去する役割を担っている。

詳しくは、上記粒子状物質除去装置５は、酸化触媒２１と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter：以下ＤＰＦという）２２と、差圧センサ２３と、温度センサ２４とを有する。図１において矢印Ａは、排気ガスの流れを示している。上記酸化触媒２１は、粒子状物質除去装置５における上記排気ガスの流れの上流側に設けられている。詳述しないが、上記酸化触媒２１は、上記排気ガスの流れ方向に格子状（ハニカム状）の通路を有し、図示せぬモノリス担体を有している。また、上記モノリス担体上に、白金やロジウムやパラジウム等の触媒金属を担持している。上記酸化触媒２１によって、排出ガス中の窒素酸化物ＮＯ_Ｘを、より二酸化窒素ＮＯ_２の多い状態にし、二酸化窒素の強力な酸化性能で粒子状物質を燃焼させている。

上記ＤＰＦ２２は、粒子状物質除去装置５における上記排気ガスの流れの下流側に設けられる。上記ＤＰＦ２２は、略円筒形のハニカムフィルタである。ＤＰＦ２２は、コージェライトのようなセラミックスからなる多孔質の隔壁で仕切られた多角形断面を有する。上記隔壁に、白金等の触媒金属をコーティングし、触媒機能を担持している。上記ＤＰＦ２２は、隔壁による貫通孔を通過した排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するようになっている。

上記差圧センサ２３は、粒子状物質除去装置５の入口側と出口側との差圧を検出するセンサである。このエンジンは、粒子状物質除去装置５の入口側と出口側とを接続する導通管２５を有し、差圧センサ２３は、その導通管２５の中途部に設けられている。上記ＥＣＵ６は、差圧センサ２３からの信号に基づいて、ＤＰＦ２２中の粒子状物質の堆積量を推定して、ＤＰＦ２２の再生（フィルターが目詰まりを抑制するため、粒子状物質を燃焼再生させること）制御を行うか否か判断するようになっている。

上記温度センサ２４は、ＤＰＦ２２の出口側に設けられている。上記温度センサ２４は、ＤＰＦ２２を通過した直後の排気ガスの温度を検出している。詳述しないが、このエンジンは、上記ＥＣＵ６が、温度センサ２４からの信号に基づいて排気スロットル８の開度等を制御することによって、排気ガスの温度を、酸化触媒２１の活性温度まで昇温させる等の制御を行っている。このエンジンでは、ＤＰＦ２２を排気マニホールド３から離して配置している。このエンジンでは、排気スロットル８の開度等の制御によって、ＤＰＦ２２が排気マニホールド３から離れていても、ＤＰＦ２２へ流入する排気ガスの温度低下が起こらないようにして、ＤＰＦ２２の再生制御ができるようにしている。

また、このエンジンは、冷却水ポンプで、冷媒の一例としての冷却水を、ラジエータ、シリンダブロック、ＥＧＲクーラ１０、排気スロットル８、ラジエータの順に循環させて、循環経路に位置する各部位を冷却するようになっている。また、このエンジンでは、冷却ファンで、上記ラジエータを冷却するようになっている。以下、図２から図７を使用して、このエンジンの冷却水の大まかな流動経路と、冷却ファンによって生成される風の流れについて説明する。尚、以下の図において、図２では、冷却ファンを図示する一方、図３,４,５,８では、冷却ファンの図示を省略する。

図２は、上記エンジンの正面図である。

図２に示すように、上記シリンダヘッド１は、シリンダブロック７０に上載されている。また、上記排気マニホールド３は、シリンダヘッド１の一方側の側面に配置されている。このエンジンは、冷却ファン７１と、フライホイールハウジング７２とを備える。上記冷却ファン７１は、シリンダブロック７０の前側面に設けられる一方、フライホイールハウジング７２は、シリンダブロック７０の後側面に設けられている。

図３は、上記エンジンの右側面図である。

図３に示すように、このエンジンは、クランク軸７６と、ピストン（図示せず）とを備え、クランク軸７６およびピストンは、シリンダブロック７０内に内蔵されている。図３に示すように、このエンジンは、フライホイール７７を上記フライホイールハウジング７２内に設けている。上記フライホイール７７は、クランク軸７６に軸支されている。尚、図３に示すように、エンジンの右側面図には、上述の、ＥＧＲ装置４、排気スロットル８、ＥＧＲ通路１７が現れている。図３において、８０は、オイルパンであり、８１は、オイルフィルタである。上記オイルパン８０は、シリンダブロック７０の下部に配置される一方、オイルフィルタ８１は、シリンダブロック７０の側面に配置されている。上記ブロックオイルパン８０内の潤滑油を、オイルフィルタ１３を介してエンジンの各潤滑部に供給している。

再度、図２を参照して、このエンジンは、上記冷却水ポンプ７３を、冷却ファン７１のファン軸と同軸状に配置している。上記クランク軸７６（図３参照）は、図２の左右方向に延在している。図２を参照して、このエンジンは、オルタネータ７５と、クランク軸７６と同期回転するプーリ７８と、冷却ファン駆動用ベルト（図示せず）とを備え、上記冷却ファン駆動用ベルトは、冷却ファン７１を回転させる回転軸と、オルタネータ７５の回転軸７９と、プーリ７８とに掛け回されている。上記クランク軸７６が回転すると、プーリ７８が回転し、プーリ７８の回転動力が、上記冷却ファン駆動用ベルトを介して、冷却ファン７１と冷却水ポンプ７３とに伝達され、冷却ファン７１および冷却水ポンプ７３が駆動するようになっている。また、同時に、プーリ７８の回転動力が、オイルネータ７５に伝達し、オイルネータ７５が駆動して、発電するようになっている。

上記冷却ファン７１は、吸い込みファンである。上記冷却ファン７１の駆動により、図２に矢印Ａ,Ｂで示す方向の風の流れを生成して、図２においてエンジンの左側に位置する作業車両のラジエータ（図示せず）を空冷するようになっている。また、それと同時に、冷却ファン７１が生成した風の流れによって、その風の流れにおいて、冷却ファン７１よりも下流側に位置する各種電装部（排気スロットル８の電装部を含む）を空冷するようになっている。また、上記冷却水ポンプ７３の駆動により、図２においてエンジンの左側に位置する作業車両のラジエータ（図示せず）内の冷却水を、冷却水ポンプ７３に供給するようになっている。そして、シリンダブロック７０およびシリンダヘッド１に冷却水を供給し、エンジンを冷却するようになっている。

図４は、エンジンの右側面側の斜視図である。

図４に示すように、このエンジンは、右側方側に、冷却水配管経路９０を備える。上記冷却水配管経路９０は、冷却水取出通路９１と、遮熱板冷却用通路５０と、スロットル冷却用通路５１と、ラジエータ導入通路５２とを有する。上記冷却水取出通路９１は、シリンダブロック７０と、ＥＧＲクーラ１０の冷却水取入口とを接続している。また、以下で構造を詳述するが、遮熱板冷却用通路５０は、ＥＧＲクーラ１０と、遮熱板３０とを接続し、スロットル冷却用通路５１は、遮熱板３０と、排気スロットル８とを接続し、ラジエータ導入通路５２は、排気スロットル８と、冷却水ポンプ７３とを接続している。上記冷却水配管経路９０によって、冷却水ポンプ７３からの冷却水の一部を、シリンダブロックから、ＦＧＲクーラ１０と遮熱板３０とを介して排気スロットル８側に供給し、再度、冷却水ポンプ７３側に流動させるようになっている。

図５は、上記エンジンの排気マニホールド３の周辺の斜視図であり、排気スロットル８を冷却する機構を詳細に説明するための図である。

図５に示すように、上記排気スロットル８は、排気マニホールド３の上方に配置されている。また、上記遮熱板３０は、排気スロットル８と、排気マニホールド３との間に配置されている。図１に示すように、上記遮熱板３０は、略水平方向に延在している。上記遮熱板３０は、排気スロットル８と、排気マニホールド３との間を遮断している。上記遮熱板３０は、排気スロットル８が、如何なる部材（部位）も介さずに排気マニホールド３に直接対向して、排気マニホールド３からの熱で直に熱せられることを防止している。

図６は、遮熱板３０の構造を詳細に示す斜視図である。

上記遮熱板３０は、箱状の金属体からなり、その金属体は、本体部３９と、流入通路４０と、流出通路４１とを有し、本体部３９は、その内部に室を有する。図６に示すように、上記流入通路４０は、遮熱板３０の下面４２から下面４２の法線方向に延在している。また、上記流出通路４１は、遮熱板３０の上面４３から上面４３の法線方向に延在している。図６に示すように、上記流入通路４０および流出通路４１の夫々は、本体部３９の上記室と、外部とを連通している。

また、上記遮熱板３０は、複数の直線状の溝４５を上面４３に有している。上記複数の溝４５は、同じ方向に延在している。上記複数の溝４５は、互いに間隔をおいて位置している。上記複数の溝４５を形成することにより、遮熱板３０の剛性を高くすると共に、表面積を大きくして、遮熱板３０の放熱特性を向上させている。

図７は、上記遮熱板３０の下面４２側の構造を詳細に示す斜視図である。

図７に示すように、上記遮熱板３０は、取付部４７を有する。この取付部４７は、板状の形状を有し、遮熱板３０の下面４２から鉛直方向下方に延在している。図７に示すように、上記取付部４７は、板の厚さ方向に延在する二つの貫通穴４８,４８を有する。再度、図５を参照して、ボルト５５を、各貫通穴４８を貫通させた後、排気マニホールド３に締め込んでいる。このようにして、遮熱板３０を、排気マニホールド３に固定している。尚、遮熱板の取付部が、一または三以上の貫通穴を有しても良いのは勿論である。

続けて、図５を参照して、上記遮熱板冷却用通路５０は、ＥＧＲクーラ１０を冷却するための冷却通路の冷却水の出口と、遮熱板３０の流入通路４０（図６参照）の開口とを接続している。また、上記スロットル冷却用通路５１は、遮熱板３０の流出通路４１（図６参照）の開口と、排気スロットル８を冷却する冷却通路の入口とを接続している。

上記構成において、このエンジンは、シリンダブロック７０を冷却した後の冷却水を、冷却水取出通路９１を介してＥＧＲクーラ１０に送って、その冷却水でＥＧＲクーラ１０を冷却するようになっている（図４参照）。そして、その後、図５を参照して、ＥＧＲクーラ１０を冷却した後の冷却水を、遮熱板冷却用通路５０内を図５に矢印Ｂで示す方向に流動させて、遮熱板３０の流出通路４０を介して、遮熱板３０の内部にある室に流入させるようになっている。そして、その後、冷却水を遮熱板３０内の室を通過させて、冷却水で遮熱板３０の本体部３９を冷却した後、本体部３９を冷却した後の冷却水を、遮熱板３０の流出通路４１からスロットル冷却用通路５１に流出させるようになっている。そして、スロットル冷却用通路５１に流出させた冷却水を、スロットル冷却用通路５１内を図５に矢印Ｃで示す方向に流出させて、排気スロットル８を冷却する通路に導くようになっている。そして、その後、排気スロットル８を冷却した後の冷却水を、ラジエータ導入通路５２内を図５に矢印Ｄで示す方向に流動させて、ラジエータ側に流出させ、ラジエータに到達した冷却水を、ラジエータで冷却するようになっている。

上記第１実施形態によれば、排気マニホールド３と、排気スロットル８との間に遮熱板３０を備えるだけでなく、遮熱板３０側に冷却水を案内する遮熱板冷却用通路５０を備え、更に、その遮熱板冷却用通路５０の遮熱板３０側の端部が遮熱板３０に接触しているから、遮熱板３０で排気マニホールド３から排気スロットル８の電装部への熱を遮断できるだけでなく、遮熱板３０を重点的かつ効率的に冷却することができる。したがって、排気マニホールド３上の排気スロットル８の電装部が排気マニホールド３からの熱で損傷することを大きく抑制できる。

また、上記第１実施形態によれば、遮熱板冷却用通路５０を設けて、遮熱板３０を冷却するから、ファンの条件（ファンの配置、ファンの定格回転数等）に無関係に遮熱板３０を十分に冷却できる。したがって、ファンの条件等のエンジンの主要な構成を変更する必要がないから、ファンの条件の変更に基づくエンジン性能の変動が起こることもない。

また、上記第１実施形態によれば、冷媒が、ＥＧＲクーラ１０を冷却した後の冷却水であり、遮熱板冷却用通路５０が、ＥＧＲクーラ１０から遮熱板３０まで延在している。したがって、ＥＧＲクーラ１０を冷却する冷却水を使用して、レイアウトを殆ど変更することがなく、遮熱板３０を効率的に冷却できる。

また、遮熱板３０を冷却した後の冷却水を、排気スロットル８側に案内するスロットル冷却用通路５１も備えるから、遮熱板３０を冷却した後の冷却水で排気スロットル８を直接冷却できる。

また、上記第１実施形態によれば、上記遮熱板３０が、冷却水が通過する室を有しているから、冷却水を直接遮熱板３０に接触させることができるだけでなく、冷却水を遮熱板３０に広範囲に接触させることができる。したがって、遮熱板３０を更に効率的に冷却できる。

尚、上記第１実施形態では、ＥＧＲクーラ１０からの冷却水を、遮熱板３０に流動させ、更に、遮熱板３０からの冷却水を、排気スロットル８に流動させた。しかしながら、この発明では、ラジエータから送られる冷却水の通路と、排気スロットルに冷却水を送る通路との間に、ＥＧＲクーラを冷却する通路と、遮熱板を冷却する通路とを並列に接続して、ＥＧＲクーラを冷却した冷却水が、遮熱板に送られないようにしても良い。また、この発明では、ラジエータから送られる冷却水の通路と、ラジエータに冷却水を帰す通路との間に、ＥＧＲクーラを冷却する通路と、遮熱板を冷却する通路と、排気スロットルを冷却する通路とを並列に接続しても良く、ＥＧＲクーラと、遮熱板と、排気スロットルを互いに独立に冷却しても良い。

また、上記第１実施形態では、遮熱板３０の上面４３に溝４５を設けて、遮熱板３０の剛性と、遮熱板３０の放熱性を高めるようにしたが、この発明では、遮熱板の上面に加えて、遮熱板の下面にも溝を設けて、遮熱板の剛性と放熱性とを更に高めるようにしても良い。

また、上記第１実施形態では、遮熱板３０の外面に溝４５を設けて、遮熱板３０の剛性と、遮熱板３０の放熱性を高めるようにしたが、この発明では、遮熱板の外面の少なくとも一部に畝状のリブを設けて、遮熱板の剛性と放熱性とを高めるようにしても良い。また、上記第１実施形態では、遮熱板３０の上面４３に溝４５が存在したが、この発明では、遮熱板の上面にも下面にも凹凸がなくても良い。

また、上記第１実施形態では、ＤＰＦ２２を、排気マニホールド３から離して配置したが、この発明では、ＤＰＦを、排気マニホールドの近傍に配置しても良く、ＤＰＦと、排気マニホールドとの距離は、如何なる距離であっても良い。また、上記第２実施形態では、冷媒として、冷却水を使用したが、冷却水は、如何なる液体からなっていても良い。

図８は、第２実施形態のエンジンの遮熱板１３０を示す斜視図である。

第２実施形態のエンジンは、遮熱板１３０の構造のみが、第１実施形態の遮熱板３０の構造と異なる。第２実施形態では、第１実施形態と共通の構成、作用効果および変形例については、記載を省略する。

図８に示すように、この遮熱板１３０は、金属製の板材１３９と、鋼管１４０とを有し、鋼管１４０は、入口側通路１４１と、蛇行通路１４２と、出口側通路１４３とからなる。上記蛇行通路１４２は、同一の平面上に位置し、板材１３９の上面１４６に固定されている。

また、図８に示すように、上記入口側通路１４１は、蛇行通路１４２の一端部から鉛直方向の下方側に延在する一方、出口側通路１４３は、蛇行通路１４２の他端部から鉛直方向の上方側に延在している。上記入口側通路１４１は、図示しない遮熱板冷却用通路につながる一方、出口側通路１４３は、図示しないスロットル冷却用通路につながっている。冷却水が、ＥＧＲクーラ１０を冷却する通路、遮熱板冷却用通路、入口側通路１４１、蛇行通路１４２、出口側通路１４３、スロットル冷却用通路、排気スロットルを実際に冷却する通路の順に流れるようになっている。尚、図８において、参照番号１４７は、取付部であり、参照番号１４８は、取付穴（貫通穴）である。この取付部１４７の構造は、第１実施形態の取付部４７の構造と同一であり、取付部１４７は、二つの取付穴１４８を有している。この取付部１４７を、第１実施形態の取付部４７（図６参照）と同一の方法で排気マニホールドに取り付けるようになっている。

上記第２実施形態によれば、遮熱板１３０が、金属製の板材１３９と、その板材に蛇行している状態で張り合わされた冷却水用の鋼管１４０とを有する。したがって、比較的に簡易な構成で遮熱板１３０を効率的に冷却できる。

尚、上記第２実施形態では、蛇行通路１４２が、板材１３９の上面１４６に固定されたが、この発明では、蛇行通路は、板材の下面に固定されても良い。

図９は、第３実施形態のエンジンにおける図５に対応する斜視図であり、第３実施形態のエンジンの排気マニホールド２０３の周辺の斜視図である。尚、第３実施形態では、第１実施形態と同一の構成、作用効果、変形例については、記載を省略する。

図９に示すように、第３実施形態のエンジンでは、ＥＧＲクーラ２１０を冷却した冷却水が、遮熱板２３０を経由せずに、配管２１５を通じて直接に排気スロットル２０８を冷却する通路に導入されるようになっている。

図９に示すように、第３実施形態のエンジンでも、上記遮熱板２３０が、排気スロットル２０８と、排気マニホールド２０３との間に配置されている。

第３実施形態のエンジンでは、遮熱板２３０は、内部に室を有し、この室は、金属製の遮熱板冷却用通路２５０につながっている。上記遮熱板冷却用通路２５０は、ラジエータ（図示せず）を冷却するファンによって流動する空気を、上記室内に案内するようになっている。第３実施形態では、上記ファンによって流動する空気が、冷媒を構成している。上記遮熱板２３０と、遮熱板冷却用通路２５０とは、一体となって遮熱板アッセンブリ２７０を構成している。尚、詳述しないが、図９において、参照番号２０４は、ＥＧＲ装置であり、参照番号２１７は、吸気通路と、排気通路との間に配設されるＥＧＲ通路である。また、図９において、参照番号２７２は、フライホイールハウジングであり、２７５は、オルタネータである。

図１０は、第３実施形態のエンジンの模式正面図であり、冷却ファン２７１（第１実施形態では、図２に７１で示している）に対する、フライホイールハウジング２７２、遮熱板アッセンブリ２７０および排気スロットル２０８の相対位置を示す模式側面図である。

図１０に示すように、上記遮熱板アッセンブリ２７０は、冷却ファン２７１と、フライホイールハウジング２７２との間に配置されている。上記冷却ファン２７１は、主に、図１０において冷却ファン２７１よりも左側に位置する作業車両のラジエータを冷却するために設けられている。上記クランク軸２７６が回転すると、クランク軸２７６の回転動力が冷却ファン２７１に伝達され、その結果、冷却ファン２７１が回転駆動するようになっている。

図１１は、上記エンジンを上側から見たときの模式図である。

図１１に示すように、上記冷却ファン２７１は、エンジンにおいて、水平方向かつクランク軸２７６に垂直な方向の全ての領域に風を吐出可能になっている。また、上記遮熱板アッセンブリ２７０は、エンジンにおける、水平方向かつクランク軸２７６に垂直な方向の一方側の側方部に位置している。尚、冷却ファン２７１が生成する風の流動方向については、後に詳述する。

図１２および図１３は、上記遮熱板アッセンブリ２７０の斜視図である。

図１２に示すように、上記遮熱板２３０は、内部に位置する室と、上記室と遮熱板２３０の外部とを連通する入口と、上記室と遮熱板２３０の外部とを連通する出口２８０とを有する。図１２に示すように、上記出口２８０は、複数のスリット２８１からなる。上記各スリット２８１は、直線上に延在している。上記複数のスリット２８１は、互いに間隔をおいて位置している。上記複数のスリット２８１は、互いに平行に延在している。図９に示すように、上記各スリット２８１は、排気スロットル２０８に対向している。

図１３に示すように、上記遮熱板冷却通路２５０は、空気取り込み部２８５と、遮熱板接続通路部２８６とを有し、遮熱板接続通路部２８６は、空気取り込み部２８５の遮熱板２３０側の端部に接続されている。上記遮熱板接続通路部２８６は、は、配管からなる。

図１２に示すように、上記空気取り込み部２８５の遮熱板接続通路部２８６側とは反対側の開口は、上記空気を取り込む取込口２８３である一方、遮熱板接続通路部２８６の空気取り込み部２８５側とは反対側の開口は、遮熱板２３０の上記入口に接続されている。

図１３に示すように、空気取り込み部２８５は、メガホン状の形状を有する。詳しくは、上記空気取り込み部２８５は、遮熱板接続通路部２８６から離れるにしたがって開口面積が大きくなる開口拡大部２８８を有する。このようにして、より大きな量の空気を遮熱板１３０の室に導入できるようにしている。また、図１３に示すように、空気取り込み部２８５は、断面矩形状の取付金具固定部２８９を有し、その取付金具固定部２８９は、開口拡大部２８８の遮熱板接続通路部２８６側とは反対側に位置している。

図１３に示すように、上記遮熱板アッセンブリ２７０は、第１取付部２９０と、第２取付部２９１とを有し、第１取付部２９０は、遮熱板２３０の下面に取り付けられる一方、第２取付部２９１は、取付金具固定部２８９の下面に取り付けられている。図１３に示すように、上記第１取付部２９０は、板状の形状を有し、遮熱板２３０の下面から鉛直方向下方に延在している。また、上記第１取付部２９０は、板の厚さ方向に延在する二つの貫通穴２９３,２９３を有している。二つの貫通穴２９３は、水平方向に違いに間隔をおいて位置している。また、上記第２取付部２９１は、板状の形状を有し、取付金具固定部２８９の下面からから鉛直方向下方に延在している。上記第２取付部２９１は、板の厚さ方向に延在する二つの貫通穴２９４,２９４を有している。二つの貫通穴２９４は、鉛直方向に違いに間隔をおいて位置している。図９を再度参照して、ボルト２９９を、各貫通穴２９３に挿通させた後、排気マニホールド２０３に締め込んでいる。また、図示しないが、ボルトを、各貫通穴２９４に挿通させた後、排気マニホールド２０３に締め込んでいる。このようにして、遮熱板アッセンブリ２７０を排気マニホールド２０３に固定している。

図９、図１０を参照して、エンジンが駆動して、クランク軸２７６が回転すると、冷却ファン２７１が回転駆動する。すると、図示しないラジエータを冷却するため矢印Ｅで示す風の流れが生じる。この冷却ファン２７１によって生成する矢印Ｅの流れの空気を、空気取り込み部２８５から取り込んで、遮熱板接続通路部２８６内を矢印Ｆで示す方向に流動させて、遮熱板２３０に到達させるようになっている。そして、その後、空気を、遮熱板２３０内を経由させた後、スリット２８１から排気スロットル２０８側に矢印Ｇで示す方向に吹き出して、その空気を勢いよく遮熱板２３０に衝突させるようになっている。

上記第３実施形態によれば、ファンからの風を遮熱板２３０の室に効率的に流動させることができる。したがって、遮熱板２０８を効率的に冷却できる。また、遮熱板２３０から流出する空気の出口２８０が排気スロットル２０８に対向しているから、遮熱板２３０からの風を排気スロットル２０８に衝突させることもできる。したがって、排気スロットル２０８の冷却効果を更に大きくできる。

また、上記第３実施形態によれば、もう既に存在する既存のラジエータを冷却するファンを、一切条件（配置等）を変更することなしにそのまま利用して、遮熱板２３０および排気スロットル２０８を冷却できる。したがって、コストを掛けずに、排気スロットル２０８を効率的に冷却できる。

尚、上記第３実施形態では、遮熱板２３０から流出する空気の出口２８０が、排気スロットル２０８に対向していた。しかしながら、この発明では、遮熱板から流出する空気の出口は、排気スロットルに対向していなくても良い。

また、遮熱板アッセンブリの第１および第２取付部の夫々は、いくつの貫通穴を有しても良く、また、遮熱板アッセンブリは、第１取付部と第２取付部のうちの一方を有さなくても良い。

また、上記第３実施形態では、遮熱板２３０から流出する空気の出口２８０が複数のスリット２８１からなっていたが、この発明では、遮熱板から流出する空気の出口は、スリット形状でなくても良く、例えば、単に、一つの一体の開口でも良い。この発明では、遮熱板から流出する空気の出口は、如何なる数の開口からなっていても良く、また、各開口（開口が一つのみの場合も含む）は、如何なる形状であっても良い。

また、上記第３実施形態では、空気の流れを生成したのが、ラジエータを冷却するための吸込ファンであった。しかし、この発明では、空気の流れを生成するのは、吐出ファンであっても良い。また、この発明では、空気の流れを生成するファンは、如何なる用途に使用されているファンであっても良い。

また、この発明のエンジンは、排気マニホールドと、排気スロットルとを有するエンジンであれば如何なるエンジンであっても良く、例えば、ディーゼルエンジンでも、ガソリンエンジンでも、ガスエンジンでも良い。また、この発明のエンジンは、縦型でも横型でも良く、シリンダの数も如何なる数であっても良く、冷却構造も如何なる構造であっても良い。

また、この発明では、第２実施形態で説明した遮熱板１３０の下面に、第１実施形態で説明した溝４５やリブを設けても良い。このように、この発明では、上記全ての実施形態および全ての変形例で説明した構成のうちの二以上の構成を組み合わせて新たな実施形態を構築しても良い。

１ シリンダヘッド
２ 吸気マニホールド
３,２０３ 排気マニホールド
４ ＥＧＲ装置
５ 粒子状物質除去装置
６ ＥＣＵ
７ 吸気スロットル
８,２０８ 排気スロットル
９ ＥＧＲバルブ
１０,２１０ ＥＧＲクーラ
１５ 吸気通路
１６ 排気通路
１７ ＥＧＲ通路
２１ 酸化触媒
２２ ＤＰＦ
３０,１３０,２３０ 遮熱板
４５ 遮熱板の上面の溝
５０,２５０ 遮熱板冷却用通路
５１ スロットル冷却通路
５２ ラジエータ導入通路
１３９ 金属製の板材
１４０ 鋼管
２７０ 遮熱板アッセンブリ
２８０ 遮熱板の出口
２８１ 遮熱板の出口を構成するスリット
２８３ 空気を取り込む取込口

Claims (5)

1. 排気マニホールドと、
   上記排気マニホールドからの排気の流量を変動させると共に、上記排気マニホールドの上方に位置する排気スロットルと、
   上記排気マニホールドと、上記排気スロットルとの間に配置される遮熱板と、
   上記遮熱板側に冷媒を案内すると共に、上記遮熱板側の端部が上記遮熱板に接触する遮熱板冷却用通路と
   を備えることを特徴とするエンジン。
2. 請求項１に記載のエンジンにおいて、
   上記排気マニホールドから吸気マニホールドに供給される再循環排気ガスを冷却するための再循環排気用クーラを備え、
   上記冷媒が、上記再循環排気用クーラを冷却した後の冷却水であって、上記遮熱板冷却用通路は、上記再循環排気用クーラから上記遮熱板まで延在し、
   さらに、上記遮熱板を冷却した後の冷却水を、上記排気スロットルを冷却するために上記排気スロットル側に案内するスロットル冷却用通路を備えることを特徴とするエンジン。
3. 請求項２に記載のエンジンにおいて、
   上記遮熱板は、内部に位置する室と、上記室と外部とを連通する入口と、上記室と外部とを連通する出口とを有し、
   上記遮熱板冷却用通路は、上記再循環排気用クーラと、上記入口とを接続し、
   上記スロットル冷却用通路は、上記出口から流出した冷却水を上記排気スロットル側に案内することを特徴とするエンジン。
4. 請求項２に記載のエンジンにおいて、
   上記遮熱板は、金属製の板材と、その板材に蛇行している状態で張り合わされた配管とを有し、
   上記遮熱板冷却用通路は、上記再循環排気用クーラと、上記配管の一方側の開口とを接続し、
   上記スロットル冷却用通路は、上記配管の他方側の開口からの冷却水を上記排気スロットル側に案内することを特徴とするエンジン。
5. 請求項１に記載のエンジンにおいて、
   上記遮熱板は、内部に位置する室と、上記室と外部とを連通する入口と、上記室と外部とを連通すると共に、上記排気スロットルに対向する出口とを有し、
   上記冷媒は、ファンによって流動する空気であり、
   上記遮熱板冷却用通路の一方の開口は、上記空気を取り込む取込口である一方、上記遮熱板冷却用通路の他方の開口は、上記入口に接続されていることを特徴とするエンジン。

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