JP2020019402A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばエンジンの排気管に排気ガス後処理装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine such as a hydraulic shovel provided with an exhaust gas aftertreatment device in an exhaust pipe of an engine.
一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。上部旋回体には、旋回フレームの前側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等が搭載され、旋回フレームの後側にエンジン、油圧ポンプ等が搭載されている。 In general, a hydraulic excavator as a construction machine is provided with a lower traveling body capable of self-propelling, an upper revolving body rotatably mounted on the lower traveling body, and an elevating and lowering front side of the upper revolving body. And a working device. The upper revolving unit has a cab, a fuel tank, a hydraulic oil tank, and the like mounted on the front side of the revolving frame, and has an engine, a hydraulic pump, and the like mounted on the rear side of the revolving frame.
油圧ショベルのエンジンは、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このディーゼルエンジンは、粒子状物質(PM:Particulate Matter)、窒素酸化物(NOx)等の有害物質を排出する。そこで、油圧ショベルには、排気ガスを浄化する排気ガス後処理装置がエンジンの排気管に設けられている。この排気ガス後処理装置としては、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するDPF(Diesel Particulate Filter)を有するPM捕集装置、排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を浄化するNOx浄化装置が知られている。さらに、排気ガス後処理装置としては、排気音量を低減するための消音装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, a diesel engine is used as an engine of a hydraulic excavator. This diesel engine emits harmful substances such as particulate matter (PM: Particulate Matter) and nitrogen oxides (NOx). Therefore, an exhaust gas aftertreatment device for purifying exhaust gas is provided in the exhaust pipe of the engine in the hydraulic shovel. The exhaust gas after-treatment device includes a PM trapping device having a DPF (Diesel Particulate Filter) for trapping particulate matter contained in exhaust gas, and a NOx purifying device for purifying nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas. Devices are known. Further, as an exhaust gas after-treatment device, a silencer for reducing exhaust sound volume is also known (for example, refer to Patent Document 1).
ところで、上述した特許文献1に記載された排気ガス後処理装置は、第1の排気ガス後処理装置、第2の排気ガス後処理装置、および排気管が水平方向(横方向)に並列して配設されている。また、排気管には、エンジンと排気ガス後処理装置との振動に対する相対的な変位量を吸収するために、ベローズ管が所定の長さ寸法をもって設けられている。従って、排気ガス後処理装置、排気管、およびベローズ管を配設するのに、車体の前,後方向および左,右方向に大きなスペースが必要となる虞がある。 By the way, in the exhaust gas post-processing device described in Patent Document 1 described above, the first exhaust gas post-processing device, the second exhaust gas post-processing device, and the exhaust pipe are arranged in parallel in the horizontal direction (lateral direction). It is arranged. The exhaust pipe is provided with a bellows pipe having a predetermined length in order to absorb a relative displacement of the engine and the exhaust gas aftertreatment device with respect to vibration. Therefore, there is a possibility that a large space is required in the front, rear, left, and right directions of the vehicle body in order to dispose the exhaust gas aftertreatment device, the exhaust pipe, and the bellows pipe.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、排気ガス後処理装置と排気管とをコンパクトに配設した建設機械を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a construction machine in which an exhaust gas post-processing device and an exhaust pipe are compactly arranged.
本発明による建設機械は、自走可能な車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記エンジンの排気口に接続された排気管と、前記排気管の排気ガス流出側に設けられた筒体からなる第1の排気ガス後処理装置と、前記第1の排気ガス後処理装置の排気ガス流出側に接続された接続管と、前記接続管の排気ガス流出側に設けられた筒体からなる第2の排気ガス後処理装置とが備えられ、前記第1の排気ガス後処理装置の排気ガス流入側は、前記第1の排気ガス後処理装置を形成する前記筒体の軸線を挟んで前記エンジンの反対側に設けられ、前記第2の排気ガス後処理装置は、前記第1の排気ガス後処理装置に上,下方向で重なるように前記第1の排気ガス後処理装置よりも上側に配置されている。 A construction machine according to the present invention includes a self-propelled vehicle body, an engine mounted on the vehicle body, an exhaust pipe connected to an exhaust port of the engine, and a cylinder provided on an exhaust gas outflow side of the exhaust pipe. A first exhaust gas post-treatment device, a connection pipe connected to the exhaust gas outflow side of the first exhaust gas post-treatment device, and a cylinder provided on the exhaust gas outflow side of the connection pipe. A second exhaust gas post-processing device is provided, and an exhaust gas inflow side of the first exhaust gas post-processing device is disposed with the axis of the cylinder forming the first exhaust gas post-processing device interposed therebetween. The second exhaust gas aftertreatment device is provided on the opposite side of the engine, and is located above the first exhaust gas aftertreatment device so as to overlap the first exhaust gas aftertreatment device in an upward and downward direction. Are located.
そして、本発明の特徴は、前記排気管は、前記エンジンの前記排気口から前記エンジンの長さ方向に沿って延び前記第1の排気ガス後処理装置を形成する前記筒体の下方を前記筒体の軸線と直交する方向に横切る横管路と、前記横管路の先端側から上方に向けて屈曲し前記第1の排気ガス後処理装置の排気ガス流入側に接続される屈曲管路とにより構成されている。 A feature of the present invention is that the exhaust pipe extends from the exhaust port of the engine along a length direction of the engine, and the lower part of the cylinder that forms the first exhaust gas post-processing device is the cylinder. A horizontal pipe crossing in a direction perpendicular to the body axis, and a bent pipe which is bent upward from a distal end side of the horizontal pipe and connected to an exhaust gas inflow side of the first exhaust gas post-processing device. It consists of.
本発明によれば、排気ガス後処理装置と排気管とを配設するスペースを小さくすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the space which arranges an exhaust gas aftertreatment apparatus and an exhaust pipe can be reduced.
以下、本発明の実施形態に係る建設機械の代表例として、クローラ式の油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a crawler-type hydraulic excavator will be described as a representative example of a construction machine according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示す油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3と、上部旋回体3の前,後方向の前側に俯仰動可能に設けられ土砂の掘削作業等を行う作業装置4とにより構成されている。下部走行体2と上部旋回体3とは、本発明の車体を構成している。
A hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 includes a crawler-type
上部旋回体3は、支持構造体をなす旋回フレーム5と、旋回フレーム5の後端側に設けられ、作業装置4との重量バランスをとるカウンタウエイト6と、旋回フレーム5の前部左側に設けられオペレータが搭乗するキャブ7と、カウンタウエイト6の前側に設けられ、内部に後述のエンジン9、排気ガス後処理装置24等の搭載機器を収容する建屋カバー8とを含んで構成されている。
The upper revolving unit 3 is provided at a rear end side of the revolving
図5に示すように、旋回フレーム5は、前,後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板5Aと、該底板5A上に立設され、左,右方向に所定の間隔をもって前,後方向に延びた左縦板5B,右縦板5Cと、該各縦板5B,5Cの左,右方向に間隔をもって配置され、前,後方向に延びた左サイドフレーム5D,右サイドフレーム5Eと、底板5A、各縦板5B,5Cから左,右方向に張出し、その先端部に左,右のサイドフレーム5D,5Eを支持する複数本の張出ビーム5Fとを含んで構成されている。複数本の張出ビーム5Fのうち、右後側に位置する前,後の張出ビーム5F1,5F2には、後述の後処理装置架台15が取付けられている。
As shown in FIG. 5, the revolving
エンジン9は、カウンタウエイト6の前側に位置して上部旋回体3の左,右方向に延びる横置き状態で旋回フレーム5に搭載されている。図2から図4に示すように、エンジン9の左側には、後述する熱交換器11に冷却風を供給するための冷却ファン9Aが設けられている。一方、エンジン9の右側には、後述する油圧ポンプ12が設けられている。さらに、エンジン9の前側の上部には、エキゾーストマニホールド9Bに接続する後述の過給機10が設けられている。そして、エンジン9は、例えば4個の防振マウント9C(図4中に2個のみ図示)を介して旋回フレーム5に防振状態で支持されている。
The
過給機10(ターボチャージャ)は、例えばエンジン9の前側に位置してエキゾーストマニホールド9Bに接続され、上部旋回体3の左,右方向の右側に向けて排気口10Aが開口している。ここで、過給機10の排気口10Aは、エンジン9からの排気ガスを排出するもので、後述する第1の排気ガス後処理装置25の筒体26の下端よりも上,下方向の上方位置に設けられている。この排気口10Aには、排気ガス後処理装置24(第1の排気ガス後処理装置25)に排気ガスを導く排気管35が接続されている。
The supercharger 10 (turbocharger) is located, for example, on the front side of the
熱交換器11は、エンジン9の左側に配設されている。この熱交換器11は、エンジン9の冷却ファン9Aに対面して設けられている。熱交換器11は、例えばエンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン9が吸込む空気を冷却するインタクーラ等により構成されている。
The
油圧ポンプ12は、エンジン9の右側に設けられている。この油圧ポンプ12は、エンジン9によって駆動されることにより、後述の作動油タンク13から供給される作動油を、圧油として制御弁装置(図示せず)に向け吐出するものである。
The
作動油タンク13は、油圧ポンプ12の前側に位置して旋回フレーム5の右側に設けられている。作動油タンク13は、下部走行体2および作業装置4等に設けられたアクチュエータを駆動するための作動油を貯えるものである。一方、燃料タンク14は、作動油タンク13の前側に位置して旋回フレーム5に設けられている。
The
後処理装置架台15は、油圧ポンプ12を前,後方向に跨いだ状態で旋回フレーム5の前,後の張出ビーム5F1,5F2に設けられている。この後処理装置架台15は、後述の排気ガス後処理装置24を取付けるためのものである。そして、後処理装置架台15は、前脚部16、後脚部17、補助脚部18、後処理装置取付枠19を含んで構成されている。
The
前脚部16は、油圧ポンプ12の前側に位置して旋回フレーム5から立上っている。この前脚部16は、旋回フレーム5の右後側で前,後方向の前側に設けられた張出ビーム5F1上に取付けられている。前脚部16の高さ寸法は、油圧ポンプ12の高さ寸法よりも大きくなっている。そして、前脚部16は、張出ビーム5F1から立上る下前脚部16Aと、下前脚部16A上から立上る上前脚部16Bとを含んで構成されている。
The
後脚部17は、油圧ポンプ12の後側に位置して旋回フレーム5から立上っている。即ち、後脚部17は、前脚部16と油圧ポンプ12を挟んで前,後方向に対面している。この後脚部17は、旋回フレーム5の右後側で前,後方向の後側に設けられた張出ビーム5F2に取付けられている。後脚部17の高さ寸法は、油圧ポンプ12の高さ寸法よりも大きくなっている。そして、後脚部17は、張出ビーム5F2から立上る下後脚部17Aと、下後脚部17A上から立上る上後脚部17Bとにより構成されている。
The
補助脚部18は、下前脚部16Aと右縦板5Cとの間に位置して旋回フレーム5から立上っている。この補助脚部18は、下端側が下前脚部16Aの左側で張出ビーム5F1に取付けられ、上端側が後処理装置取付枠19に取付けられている。前脚部16、後脚部17、および補助脚部18は、後述の後処理装置取付枠19に取付けられた排気ガス後処理装置24を支持している。
The
後処理装置取付枠19は、油圧ポンプ12の上方に位置して上前脚部16Bと上後脚部17Bとの上端位置を接続している。この後処理装置取付枠19は、左側板19A、上板19B、右側板19C、および下板19Dからなる箱状体として形成され、後述の第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とが取付けられる。
The post-processing
後処理装置取付枠19の左側板19Aは、エンジン9側に位置して上前脚部16Bと上後脚部17Bとの間で垂直方向に延びている。左側板19Aには、後述する第1の排気ガス後処理装置25が複数本のボルト20(図5〜図7に2個のみ図示)を用いて取付けられている。左側板19Aの前側(上前脚部16B側)には、板厚方向(左,右方向)に貫通する流入口挿通孔19A1が設けられている。この流入口挿通孔19A1は、後述する第1の排気ガス後処理装置25の流入口26Aに対応する位置に形成され、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26から突出する流入口26Aが挿通する。
The
後処理装置取付枠19の上板19Bは、左側板19Aの上端から水平方向に延びている。この上板19Bは、左側板19Aの上端からエンジン9とは離れる方向に折曲げられている。上板19Bには、取付板21を介して後述する第2の排気ガス後処理装置30が複数本(例えば、2本)のボルト22を用いて取付けられている。
The
後処理装置取付枠19の右側板19Cは、上板19Bの右端から下方に向けて延びている。即ち、右側板19Cは、左側板19Aと左,右方向で対面している。右側板19Cは、左側板19Aの流入口挿通孔19A1に対応する位置に、排気管挿通孔19C1が形成されている。この排気管挿通孔19C1には、後述する排気管35の屈曲管路37が挿通する。また、排気管挿通孔19C1は、屈曲管路37の排気ガス流出側を第1の排気ガス後処理装置25の流入口26Aに接続するときに工具等を挿通させることができる。
The
右側板19Cには、排気管挿通孔19C1に対応する位置に後述のカバー部材39が取付けられる。また、右側板19Cには、複数(例えば、2個)の作業用開口19C2が形成されている。この作業用開口19C2は、例えば第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とを後処理装置取付枠19に取付けるためのボルト20,22を締結するための工具等が挿通されるものである。
A
後処理装置取付枠19の下板19Dは、左側板19Aの下端と右側板19Cの下端との間を連結している。即ち、下板19Dは、上板19Bと上,下方向で対面している。下板19Dには、下方に向けて延びるファイヤウォール23が取付けられている(図7参照)。このファイヤウォール23は、エンジン9、排気ガス後処理装置24等が配設されているエンジン側の空間と油圧ポンプ12が配設されているポンプ側の空間とを仕切る仕切部材となっている。ファイヤウォール23は、例えば油圧ポンプ12の周囲で作動油の漏れが生じた場合でも、その漏れた作動油がエンジン9側に飛散するのを防止している。
The
次に、エンジン9から排出される排気ガスを浄化する排気ガス後処理装置24について説明する。
Next, an exhaust
排気ガス後処理装置24は、エンジン9の排気口10Aに接続された後述する排気管35の排気ガス流出側(出口側)に接続され、後処理装置架台15に取付けられている。そして、排気ガス後処理装置24は、第1の排気ガス後処理装置25、接続管28、および第2の排気ガス後処理装置30により構成されている。
The exhaust
第1の排気ガス後処理装置25は、後処理装置取付枠19の左側板19Aに取付けられた状態で、油圧ポンプ12の上側に配置されている。この第1の排気ガス後処理装置25は、後述する排気管35の排気ガス流出側に設けられている。そして、第1の排気ガス後処理装置25は、前,後方向に延びる長尺な円筒状の筒体26と、筒体26内に配置された酸化触媒27とを含んで構成されている。
The first exhaust
第1の排気ガス後処理装置25の筒体26は、両端が閉塞された密閉容器として形成されている。図4、図8に示すように、筒体26の上流側となる前側部位には、筒体26の軸線O1−O1を挟んでエンジン9の反対側から筒体26の径方向外側に向けて突出する管状の流入口26Aが設けられている。この流入口26Aは、第1の排気ガス後処理装置25の排気ガス流入側を構成するもので、後述する排気管35の屈曲管路37に接続されている。一方、筒体26の外周側には、第1の排気ガス後処理装置25を後処理装置取付枠19に取付けるためのブラケット26Bが設けられている。
The
図10に示すように、酸化触媒27は、排気ガスを浄化する処理部材の1つを構成するもので、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数個の貫通孔が形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。そして、酸化触媒27は、所定の温度下で各貫通孔に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等を酸化して除去する。また、必要に応じて粒子状物質(PM)も燃焼除去するものである。
As shown in FIG. 10, the
接続管28は、第1の排気ガス後処理装置25と後述する第2の排気ガス後処理装置30との間を接続している。図8、図9に示すように、接続管28は、排気ガス流入側が第1の排気ガス後処理装置25の筒体26の後端(排気ガス流出側)に接続され、U字状に湾曲する湾曲部28Aと、湾曲部28Aから筒体26の上側を筒体26と平行して前,後方向に延び、排気ガス流出側が第2の排気ガス後処理装置30の筒体31の前側に接続される延出部28Bとにより構成されている。
The
図9に示すように、接続管28の湾曲部28Aは、第2の排気ガス後処理装置30の筒体31の後端よりも前側(流入口26A側)に位置している。即ち、湾曲部28Aは、第2の排気ガス後処理装置30の筒体31の後端から突出しないように湾曲している。また、図8に示すように、接続管28の延出部28Bは、排気ガス後処理装置24の横方向(左,右方向)の幅寸法および高さ寸法を可及的に小さくするべく、第1の排気ガス後処理装置25の上側、かつ第2の排気ガス後処理装置30の左下側に配設されている。
As shown in FIG. 9, the
尿素水噴射ノズル29は、接続管28の排気ガス流れ方向の上流側に取付けられている。この尿素水噴射ノズル29は、接続管28の延出部28Bの後端側に取付けられ、尿素水溶液を貯える尿素水タンクにポンプ(いずれも図示せず)を介して接続されている。尿素水噴射ノズル29は、接続管28内を流通する排気ガスに向けて尿素水溶液を噴射する。
The urea
第2の排気ガス後処理装置30は、後処理装置取付枠19の上板19Bに取付けられた状態で油圧ポンプ12の上側に配置されている。即ち、第2の排気ガス後処理装置30は、第1の排気ガス後処理装置25の右斜め上側に配置されている。そして、第2の排気ガス後処理装置30は、接続管28の排気ガス流出側に接続され、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26と平行して前,後方向に延びる長尺な円筒状の筒体31と、筒体31内に配置され、窒素酸化物(NOx)をアンモニアによって選択的に還元反応させて水と窒素に分解する選択還元触媒32と、選択還元触媒32の下流側に配置され、選択還元触媒32で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離する酸化触媒33と、酸化触媒33の下流側に配置され、筒体31から上側に向けて突出した尾管34とを含んで構成されている。
The second exhaust
第2の排気ガス後処理装置30の筒体31は、両端が閉塞された密閉容器として形成され、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26よりも若干長い円筒体となっている。筒体31の上流側となる前側部位には、エンジン9側の側面に接続管28の延出部28Bが接続されている。一方、筒体31の外周側には、第2の排気ガス後処理装置30を取付板21を介して後処理装置取付枠19に取付けるためのブラケット31Aが設けられている。
The
図9に示すように、第2の排気ガス後処理装置30の筒体31の軸線O2−O2は、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26の軸線O1−O1と平行になっている。また、図8に示すように、第2の排気ガス後処理装置30の筒体31の軸線O2−O2は、筒体26の軸線O1−O1までの距離L1を可及的に小さくした状態で、筒体26の軸線O1−O1を通る鉛直線A−Aに対して角度αだけ右側にずれている。この角度αは、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26と第2の排気ガス後処理装置30の筒体31とにより形成される横幅L2を可及的に小さく、かつ接続管28がエンジン9側に大きく突出しないように設定されている。
As shown in FIG. 9, the axis O2-O2 of the
即ち、第2の排気ガス後処理装置30の筒体31は、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26に対し、上方でかつ右サイドフレーム5E側(右側)にずらして配置されている。また、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とは、上方からみてその一部が上,下方向に重なるように配置されている。その結果、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とは、その横幅L2を可及的に小さくしているので、ひいては後処理装置架台15の横幅寸法を小さくコンパクトにすることができる。これにより、排気ガス後処理装置24および油圧ポンプ12が配設されているポンプ側の空間に空きスペースを確保することができるので、この空きスペースを有効活用することができる。
That is, the
図10に示すように、選択還元触媒32は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。この選択還元触媒32は、エンジン9から排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を、尿素水溶液から生成されたアンモニアによって選択的に還元反応させ、窒素と水に分解するものである。
As shown in FIG. 10, the
酸化触媒33は、前述した酸化触媒27とほぼ同様に、セラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。これにより、酸化触媒33は、選択還元触媒32で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離するものである。
The oxidation catalyst 33 is formed of a ceramic cylindrical body substantially in the same manner as the above-described
尾管34は、筒体31の下流側(酸化触媒33の下流側)となる後側部位に位置し、長さ方向の一端(下端)が筒体31内に挿入され、他端が筒体31から径方向上向きに突出している。筒体31内に入り込んだ尾管34の下端側には、多数個の貫通孔が設けられ、これら各貫通孔を排気ガスが通過することにより、排気音を低減(消音)させることができる。
The
次に、エンジン9から排出される排気ガスを排気ガス後処理装置24に導く排気管35について説明する。
Next, the
排気管35は、排気ガス流入側(上流側)がエンジン9を構成する過給機10の排気口10Aに接続され、排気ガス流出側(下流側)が排気ガス後処理装置24に接続されている。この排気管35は、金属製の管路として形成され、エンジン9から排出された高温の排気ガスを第1の排気ガス後処理装置25へと導くものである。そして、排気管35は、横管路36と屈曲管路37とを含んで構成されている。
The
排気管35の横管路36は、エンジン9の排気口10Aからエンジン9の長さ方向(左,右方向)に沿って延び第1の排気ガス後処理装置25を形成する筒体26の下方を筒体26の軸線O1−O1と直交する方向(左,右方向)に横切っている。この場合、横管路36は、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26に形成された流入口26Aの下方を旋回フレーム5の左,右方向に延びている。
The
横管路36は、排気口10Aから水平方向に延びる上水平管路部36Aと、上水平管路部36Aの先端側から第1の排気ガス後処理装置25の下方に向けて下向きに傾斜する傾斜管路部36Bと、第1の排気ガス後処理装置25の下方に位置して傾斜管路部36Bの先端側から屈曲管路37に向けて延びる下水平管路部36Cとにより構成されている。即ち、横管路36は、上水平管路部36A、傾斜管路部36B、および下水平管路部36Cによりクランク状に形成されている。この場合、図4に示すように、下水平管路部36Cは、後処理装置架台15の前脚部16の後側で油圧ポンプ12と第1の排気ガス後処理装置25との間に位置している。
The
排気管35の屈曲管路37は、横管路36の下水平管路部36Cの先端側から上方に向けて屈曲し、第1の排気ガス後処理装置25の流入口26A(排気ガス流入側)に接続されている。即ち、屈曲管路37は、下水平管路部36Cから筒体26の流入口26Aに向けてU字状に屈曲している。
The
図4、図7に示すように、屈曲管路37は、下水平管路部36Cから上方に向けて屈曲し、後処理装置取付枠19の右側板19Cに形成された排気管挿通孔19C1を挿通して筒体26の流入口26Aに接続されている。この場合、屈曲管路37の途中部位は、後処理装置架台15の後処理装置取付枠19の右側板19Cからエンジン9とは反対側(右側)に向けて突出する突出部位37Aとなっている。
As shown in FIGS. 4 and 7, the
ベローズ管38は、横管路36の下水平管路部36Cに設けられている。このベローズ管38は、例えば下水平管路部36Cよりも孔径が大きい蛇腹形状の金属筒体として形成され、エンジン9と第1の排気ガス後処理装置25との相対的な変位(振動)を吸収する。即ち、旋回フレーム5に設けられた後処理装置架台15に取付けられた排気ガス後処理装置24とエンジン9とは、その振動系統が異なるので、その異なる振動系統により発生する両者の相対的な変位をベローズ管38の曲げ変形で吸収している。
The
ここで、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26の流入口26Aは、筒体26の軸線O1−O1を挟んでエンジン9とは反対側に設けられている。これにより、排気管35は、下水平管路部36Cを長尺に形成することができる。そして、この下水平管路部36Cに長尺なベローズ管38を設けることで、エンジン9と第1の排気ガス後処理装置25との相対的な変位(振動)を効率よく吸収させることができる。
Here, the
また、図8に示すように、ベローズ管38は、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とにより形成される横幅L2内に収まっている。即ち、第1の排気ガス後処理装置25、第2の排気ガス後処理装置30、およびベローズ管38は、上,下方向で下から順に、ベローズ管38、第1の排気ガス後処理装置25、第2の排気ガス後処理装置30の順序で重畳している。
Further, as shown in FIG. 8, the
また、図9に示すように、ベローズ管38は、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とにより形成される縦寸法L3内に収まっている。これにより、第1の排気ガス後処理装置25、第2の排気ガス後処理装置30、およびベローズ管38の横方向(エンジン9の長さ方向)の寸法と縦方向の寸法とを抑制させて、これらを旋回フレーム5上にコンパクトに配設させることができる。
Further, as shown in FIG. 9, the
カバー部材39は、後処理装置取付枠19の右側板19Cに形成された排気管挿通孔19C1に対応する位置に設けられている。このカバー部材39は、後処理装置取付枠19の右側板19Cに形成された排気管挿通孔19C1とファイヤウォール23との間で屈曲管路37および下水平管路部36Cに沿って延び、油圧ポンプ12と屈曲管路37との間および油圧ポンプ12と下水平管路部36Cとの間を仕切る仕切部材となっている。
The
図7に示すように、カバー部材39は、後処理装置取付枠19の右側板19Cに取付けられる取付板部39Aと、取付板部39Aから右側(エンジン9とは反対側)に向けて突出して屈曲管路37に沿って延びる屈曲管路被覆板部39Bと、屈曲管路被覆板部39Bから下水平管路部36Cに沿ってファイヤウォール23まで延びる下水平管路被覆板部39Cとを含んで形成されている。
As shown in FIG. 7, the
カバー部材39は、取付板部39Aを排気管挿通孔19C1に対応する位置で右側板19Cに当接させた状態で、ボルト40により後処理装置取付枠19に取付けられている。また、カバー部材39には、下水平管路被覆板部39Cの先端および上端にファイヤウォール23に沿ったファイヤウォール当接板部39Dが形成されている。カバー部材39は、ファイヤウォール当接板部39Dをファイヤウォールに当接させた状態で、図示しない他のボルトによりファイヤウォール23に取付けられている。
The
図4、図6に示すように、カバー部材39の屈曲管路被覆板部39Bは、屈曲管路37の突出部位37Aの外周側を覆っている。一方、カバー部材39の下水平管路被覆板部39Cは、下水平管路部36Cおよび下水平管路部36Cに設けられたベローズ管38の外周側を覆っている。これにより、カバー部材39は、油圧ポンプ12と下水平管路部36Cおよび屈曲管路37との間を遮蔽しているので、例えば油圧ポンプ12の周囲で作動油の漏れが生じた場合でも、その漏れた作動油が排気管35の下水平管路部36Cと屈曲管路37とに飛散するのを防止している。
As shown in FIGS. 4 and 6, the bent
本実施形態による油圧ショベル1は、上述の如き構成を有するもので、次にその動作について説明する。 The hydraulic shovel 1 according to the present embodiment has the above-described configuration, and its operation will be described next.
まず、オペレータはキャブ7に搭乗してエンジン9を作動させる。そして、オペレータが、キャブ7内に配置された走行用の操作レバー(図示せず)を操作することにより、油圧ショベル1を走行させることができ、作業用の操作レバー(図示せず)を操作することにより、作業装置4を用いて土砂の掘削作業を行うことができる。
First, the operator gets on the cab 7 and operates the
ここで、エンジン9の運転時に、エンジン9から排出される排気ガスは、排気口10Aから排気管35を介して第1の排気ガス後処理装置25内に導入される。そして、図10に矢印で示すように、排気ガスは、第1の排気ガス後処理装置25から接続管28を介して第2の排気ガス後処理装置30を通過し、尾管34を通じて大気中に排出される。
Here, when the
この場合、第1の排気ガス後処理装置25に設けられた酸化触媒27によって、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等が酸化して除去される。また、必要に応じて粒子状物質(PM)が燃焼して除去される。一方、接続管28内では、尿素水噴射ノズル29から排気ガスに向けて尿素水が噴射され、第2の排気ガス後処理装置30では、選択還元触媒32によって窒素酸化物が窒素と水に分解される。さらに、酸化触媒33が残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離することにより、十分に浄化された排気ガスを大気中に排出することができる。
In this case, the
ところで、上述した従来技術では、第1の排気ガス後処理装置、第2の排気ガス後処理装置、および排気管が水平方向(横方向)に並列して配設されている。また、排気管には、エンジンと排気ガス後処理装置との振動に対する相対的な変位量を吸収するために、ベローズ管が所定の長さ寸法をもって設けられている。従って、排気ガス後処理装置、排気管、およびベローズ管を配設するのに、車体の前,後方向および左,右方向に大きなスペースが必要となる虞がある。 By the way, in the above-mentioned prior art, the first exhaust gas post-processing device, the second exhaust gas post-processing device, and the exhaust pipe are arranged in parallel in the horizontal direction (lateral direction). The exhaust pipe is provided with a bellows pipe having a predetermined length in order to absorb a relative displacement of the engine and the exhaust gas aftertreatment device with respect to vibration. Therefore, there is a possibility that a large space is required in the front, rear, left, and right directions of the vehicle body in order to dispose the exhaust gas aftertreatment device, the exhaust pipe, and the bellows pipe.
そこで、本実施形態では、第1の排気ガス後処理装置25、第2の排気ガス後処理装置30、および排気管35を上,下方向に重畳するように配設している。具体的には、図8に示すように、上側に位置する第2の排気ガス後処理装置30は、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26の軸線O1−O1と第2の排気ガス後処理装置30の筒体31の軸線O2−O2との間の距離L1を可及的に小さくした状態で、筒体26の軸線O1−O1を通る鉛直線A−Aに対して角度αだけずらした位置に配設されている。第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とを水平方向にずらしたことにより、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30との間に接続管28を効率よく配設している。
Therefore, in the present embodiment, the first exhaust
そして、図8、図9に示すように、排気管35の横管路36を構成する下水平管路部36Cは、第1の排気ガス後処理装置25の下方に配設されている。即ち、排気管35は、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とにより形成された排気ガス後処理装置24の縦寸法L3(軸方向の長さ寸法)内にコンパクトに収められている。これにより、排気ガス後処理装置24と排気管35とを配設するスペースを小さくすることができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, a lower
また、下水平管路部36Cには、エンジン9と第1の排気ガス後処理装置25との相対的な変位を吸収するベローズ管38が設けられている。図8に示すように、このベローズ管38は、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とにより形成された横幅L2内にコンパクトに収められている。これにより、排気ガス後処理装置24と排気管35に設けられたベローズ管38とを配設するスペースを小さくすることができる。
Further, a
また、排気管35の屈曲管路37は、その一部が突出部位37Aとして後処理装置架台15の後処理装置取付枠19を構成する右側板19Cから突出している。そして、屈曲管路37の突出部位37Aは、油圧ポンプ12との間を遮蔽するカバー部材39の屈曲管路被覆板部39Bにより覆われている。これにより、例えば油圧ポンプ12の周囲で作動油の漏れが生じた場合でも、その漏れた作動油が屈曲管路37に飛散するのを防止することができる。一方、カバー部材39の下水平管路被覆板部39Cは、排気管35の下水平管路部36Cとベローズ管38とを覆っている。これにより、例えば油圧ポンプ12の周囲で作動油の漏れが生じた場合でも、その漏れた作動油が下水平管路部36Cとベローズ管38とに飛散するのを防止することができる。
A part of the
また、第1の排気ガス後処理装置25と第2の排気ガス後処理装置30とにより形成された横幅L2を可及的に小さくすることで、後処理装置取付枠19の横幅を小さくすることができる。その結果、屈曲管路37は、一部(突出部位37A)が後処理装置取付枠19から突出するが、この突出部位37Aをカバー部材39で覆うことで、カバー部材39と後脚部17との間に形成されたスペースを有効に活用することができる。即ち、後処理装置取付枠19は、屈曲管路37の突出部位37Aに合わせると横幅が大きくなるが、後処理装置取付枠19の横幅を可及的に小さくして、屈曲管路37の突出部位37Aのみをカバー部材39で覆うことで、カバー部材39の後方にスペースを確保することができる。
In addition, by reducing the width L2 formed by the first exhaust
かくして、本実施形態による建設機械は自走可能な車体(下部走行体2、上部旋回体3)と、前記車体に搭載されたエンジン9と、前記エンジン9の排気口10Aに接続された排気管35と、前記排気管35の排気ガス流出側に設けられた筒体26からなる第1の排気ガス後処理装置25と、前記第1の排気ガス後処理装置25の排気ガス流出側に接続された接続管28と、前記接続管28の排気ガス流出側に設けられた筒体31からなる第2の排気ガス後処理装置30とが備えられ、前記第1の排気ガス後処理装置25の排気ガス流入側(流入口26A)は、前記第1の排気ガス後処理装置25を形成する前記筒体26の軸線O1−O1を挟んで前記エンジン9の反対側に設けられ、前記第2の排気ガス後処理装置30は、前記第1の排気ガス後処理装置25に上,下方向で重なるように前記第1の排気ガス後処理装置25よりも上側に配置されている。
Thus, the construction machine according to the present embodiment is a self-propelled vehicle body (the
そして、本実施形態による特徴は、前記排気管35は、前記エンジン9の前記排気口10Aから前記エンジン9の長さ方向に沿って延び前記第1の排気ガス後処理装置25を形成する前記筒体26の下方を前記筒体26の軸線O1−O1と直交する方向に横切る横管路36と、前記横管路36の先端側から上方に向けて屈曲し前記第1の排気ガス後処理装置25の排気ガス流入側(流入口26A)に接続される屈曲管路37とにより構成されている。
The present embodiment is characterized in that the
また、前記排気管35の前記横管路36は、前記排気口10Aから水平方向に延びる上水平管路部36Aと、前記上水平管路部36Aの先端側から前記第1の排気ガス後処理装置25の下方に向けて下向きに傾斜する傾斜管路部36Bと、前記第1の排気ガス後処理装置25の下方に位置して前記傾斜管路部36Bの先端側から前記屈曲管路37に向けて延びる下水平管路部36Cとにより構成されている。
The
また、前記横管路36の前記下水平管路部36Cには、前記エンジン9と前記第1の排気ガス後処理装置25との相対的な変位を吸収するベローズ管38が設けられている。また、前記ベローズ管38は、前記第1の排気ガス後処理装置25と前記第2の排気ガス後処理装置30とにより形成される横幅L2内に収まっている。
Further, a
また、前記エンジン9の長さ方向のうち前記第1の排気ガス後処理装置25と前記第2の排気ガス後処理装置30とが設けられている一側には、前記エンジン9によって駆動される油圧ポンプ12が設けられ、前記第1の排気ガス後処理装置25と前記第2の排気ガス後処理装置30とは、前記油圧ポンプ12を前記車体の前,後方向に跨いだ状態で前記車体に設けられた後処理装置架台15に取付けられ、前記屈曲管路37は、前記後処理装置架台15から前記エンジン9とは反対側に向けて突出しており、その突出部位37Aはカバー部材39で覆われている。
Further, one side of the length direction of the
なお、上述した実施形態では、エンジン9の排気口10Aが第1の排気ガス後処理装置25の下端よりも上方に位置して、排気管35の横管路36を上水平管路部36A、傾斜管路部36B、および下水平管路部36Cにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばエンジン9の排気口10Aが第1の排気ガス後処理装置25の下端よりも下方に位置している場合には、横管路36をエンジンの排気口から屈曲管路37に向けて一直線状に形成してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、横管路36の上水平管路部36Aと下水平管路部36Cとの間を傾斜した傾斜管路部36Bにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば上水平管路部36Aと下水平管路部36Cとの間を鉛直方向(上,下方向)に延びる管路部により接続してもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the
また、上述した実施形態では、第1の排気ガス後処理装置25の筒体26内に酸化触媒27だけを設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第1の排気ガス後処理装置25の筒体26内に、酸化触媒27の下流側に粒子状物質除去フィルタ(DPF)が設けられていてもよい。この粒子状物質除去フィルタは、エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集し、燃焼して除去することにより、排気ガスを浄化するものである。
Further, in the above-described embodiment, the case where only the
また、上述した実施形態では、建設機械として、クローラ式の下部走行体2を備えた油圧ショベル1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、ホイールローダ、ダンプトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。
In the above-described embodiment, the excavator 1 including the crawler-type
1 油圧ショベル(建設機械)
2 下部走行体(車体)
3 上部旋回体(車体)
9 エンジン
10 過給機
10A 排気口
12 油圧ポンプ
15 後処理装置架台
25 第1の排気ガス後処理装置
26 筒体
26A 流入口
28 接続管
30 第2の排気ガス後処理装置
31 筒体
35 排気管
36 横管路
36A 上水平管路部
36B 傾斜管路部
36C 下水平管路部
37 屈曲管路
38 ベローズ管
39 カバー部材
O1−O1 筒体26の軸線
L2 横幅
1 Hydraulic excavator (construction equipment)
2 Undercarriage (body)
3 Upper revolving superstructure (body)
9
Claims (5)
前記第1の排気ガス後処理装置の排気ガス流入側は、前記第1の排気ガス後処理装置を形成する前記筒体の軸線を挟んで前記エンジンの反対側に設けられ、
前記第2の排気ガス後処理装置は、前記第1の排気ガス後処理装置に上,下方向で重なるように前記第1の排気ガス後処理装置よりも上側に配置されている建設機械において、
前記排気管は、
前記エンジンの前記排気口から前記エンジンの長さ方向に沿って延び前記第1の排気ガス後処理装置を形成する前記筒体の下方を前記筒体の軸線と直交する方向に横切る横管路と、
前記横管路の先端側から上方に向けて屈曲し前記第1の排気ガス後処理装置の排気ガス流入側に接続される屈曲管路とにより構成されていることを特徴とする建設機械。 A first exhaust gas comprising a self-propelled vehicle body, an engine mounted on the vehicle body, an exhaust pipe connected to an exhaust port of the engine, and a cylinder provided on an exhaust gas outflow side of the exhaust pipe; A second exhaust gas post-processing comprising a post-processing device, a connecting pipe connected to the exhaust gas outflow side of the first exhaust gas post-processing apparatus, and a cylinder provided on the exhaust gas outflow side of the connecting pipe; Equipment and
An exhaust gas inflow side of the first exhaust gas post-processing device is provided on an opposite side of the engine with respect to an axis of the cylinder that forms the first exhaust gas post-processing device.
The construction machine, wherein the second exhaust gas post-processing device is disposed above the first exhaust gas post-processing device so as to overlap the first exhaust gas post-processing device in an upward and downward direction.
The exhaust pipe is
A lateral pipe extending from the exhaust port of the engine along a length direction of the engine and traversing a lower portion of the cylinder forming the first exhaust gas aftertreatment device in a direction orthogonal to an axis of the cylinder. ,
A construction machine comprising: a bent pipe which is bent upward from a front end side of the horizontal pipe and connected to an exhaust gas inflow side of the first exhaust gas post-processing device.
前記第1の排気ガス後処理装置と前記第2の排気ガス後処理装置とは、前記油圧ポンプを前記車体の前,後方向に跨いだ状態で前記車体に設けられた後処理装置架台に取付けられ、
前記屈曲管路は、前記後処理装置架台から前記エンジンとは反対側に向けて突出しており、その突出部位はカバー部材で覆われていることを特徴とする請求項1に記載の建設機械。 A hydraulic pump driven by the engine is provided on one side of the length direction of the engine where the first exhaust gas post-treatment device and the second exhaust gas post-treatment device are provided,
The first exhaust gas post-processing device and the second exhaust gas post-processing device are mounted on a post-processing device mount provided on the vehicle body with the hydraulic pump straddling the front and rear directions of the vehicle body. And
2. The construction machine according to claim 1, wherein the bent conduit projects from the post-processing device gantry toward a side opposite to the engine, and the projecting portion is covered with a cover member. 3.
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