JP2022081232A - ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ディーゼルエンジンにおいて、排気後処理装置としてＤＰＦおよびＳＣＲの両方を備える場合でも、メンテナンス性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】排気を浄化する排気後処理装置１０を備えるディーゼルエンジン１である。排気後処理装置１０は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦ２０と、尿素の添加によって排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元するＳＣＲ３０と、を有している。ＤＰＦ２０は、クランクシャフトＣＳと平行な方向であるエンジン前後方向に延びるように配置されている一方、ＳＣＲ３０は、ＤＰＦ２０よりもエンジン前後方向後側で、エンジン幅方向に延びるように配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関し、特に、排気後処理装置を備えるディーゼルエンジンに関するものである。

従来から、ディーゼルエンジンにおいては、排気後処理装置として、排気ガス中の粒子状物質を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）や、排気ガス中のＮＯｘを還元反応させるＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）を排気通路に設け、エンジンから排出された排気ガスを浄化処理することが広く行われている。

例えば特許文献１には、ＤＰＦとＳＣＲとを備え、これらＤＰＦとＳＣＲとを、各々エンジン幅方向に延びるような姿勢で、エンジン前後方向に並べて、エンジンの上側に配置した排気ガス浄化装置が開示されている。

特開２０１６－２１７１８７号公報

ところで、エンジンの上部には、インジェクタやバルブ等といった、定期的にメンテナンスを要する部品（以下、「メンテナンス部品」ともいう。）が多数存在している。にもかかわらず、上記特許文献１のもののように、エンジンの上側にＤＰＦおよびＳＣＲを配置してしまうと、メンテナンス部品の点検、修理、交換などを行う際に、一々ＤＰＦおよび／またはＳＣＲを取り外さなければならないため、メンテナンスを効率よく行うことが困難になるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ディーゼルエンジンにおいて、排気後処理装置としてＤＰＦおよびＳＣＲの両方を備える場合でも、メンテナンス性を向上させる技術を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係るディーゼルエンジンでは、ＤＰＦとＳＣＲとを有する排気後処理装置のレイアウトに工夫を凝らすようにしている。

具体的には、本発明は、排気を浄化する排気後処理装置を備えるディーゼルエンジンを対象としている。

そして、このディーゼルエンジンは、上記排気後処理装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦと、尿素の添加によって排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元するＳＣＲと、を有しており、上記ＤＰＦは、クランク軸と平行な方向であるエンジン前後方向に延びるように配置されている一方、上記ＳＣＲは、当該ＤＰＦよりもエンジン前後方向一方側で、エンジン前後方向と上下方向とに直交するエンジン幅方向に延びるように配置されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、ＤＰＦがエンジン前後方向に延びるように配置されている一方、ＳＣＲがＤＰＦよりもエンジン前後方向一方側で、エンジン幅方向に延びるように配置されていることから、ＤＰＦとＳＣＲとが平面視で略Ｔ字状乃至略Ｌ字状をなすように配置されることになる。

このように、ＤＰＦとＳＣＲとが略Ｔ字状乃至略Ｌ字状をなすように配置されることから、仮にＤＰＦおよびＳＣＲをエンジンの上方に配置した場合でも、同じ方向に延びるＤＰＦおよびＳＣＲを同じ方向に並べる場合に比して、露出する（ＤＰＦおよびＳＣＲによって覆われない）エンジンの上部の面積を大きくすることができる。これにより、ＤＰＦおよび／またはＳＣＲを取り外さなくても、メンテナンス部品の点検、修理、交換を効率よく行うことができるので、排気後処理装置としてＤＰＦおよびＳＣＲの両方を備える場合でも、メンテナンス性を向上させることができる。

また、上記ディーゼルエンジンでは、上記ＤＰＦには、エンジン前後方向における上記ＳＣＲから遠い方の端部に、粒子状物質を捕集した後の排気ガスを排出する排気出口が設けられており、上記ＤＰＦの上記排気出口と上記ＳＣＲの排気入口とを接続するＳＣＲパイプが、エンジン幅方向における中央部に対応する位置で、エンジン前後方向に延びる直線パイプ部を有していてもよい。

この構成によれば、例えばＳＣＲパイプにおける、直線パイプ部よりも上流側を上流側パイプ部、直線パイプ部よりも下流側を下流側パイプ部とした場合に、ＤＰＦの排気出口と直線パイプ部の上流端とを上流側パイプ部で繋ぐことで、ＤＰＦの排気出口から排出された、粒子状物質を捕集した後の排気ガスを、上流側パイプ部および直線パイプ部を介して、ＳＣＲの近傍まで流すことができる。

そうして、直線パイプ部は、エンジン幅方向における中央部に対応する位置で、エンジン前後方向に延びていることから、ＳＣＲの排気入口が、ＳＣＲにおけるエンジン幅方向の何処に位置していても、下流側パイプ部の形状や長さを変更するだけで、対応可能となるので、ＳＣＲの形状や規格等の変更に左右されることなく、同じレイアウトの上流側パイプ部および直線パイプ部を用いることができる。

また、直線パイプ部の下流端が常にエンジン幅方向における中央部に位置することから、ＳＣＲの排気入口が、ＳＣＲにおけるエンジン幅方向の一方側または他方側に位置していても、下流側パイプ部を極端に長くする必要がなくなることから、ＳＣＲの設計自由度を高めつつ、ＳＣＲパイプの製造コストが上昇するのを抑えることができる。

さらに、上記ディーゼルエンジンでは、上記ＳＣＲは、上記ＤＰＦよりも低い位置に配置されており、上記ＳＣＲパイプは、上記直線パイプ部の下流端に接続される下流側パイプ部をさらに有しており、上記下流側パイプ部は、上記直線パイプ部の下流端からエンジン幅方向に曲がって、上記ＳＣＲの上方でエンジン幅方向に延び、当該ＳＣＲの上記排気入口と接続されていてもよい。

この構成によれば、ＳＣＲをＤＰＦよりも低い位置に配置することで、例えばＤＰＦと同じ高さでエンジン前後方向に延びるＳＣＲパイプをＳＣＲの上方まで延ばすことができ、かかる相対的に長いＳＣＲパイプを通過する間に、排気ガスとアンモニアガス（尿素）との混合を促進させることができる。

また、上記ディーゼルエンジンでは、上記ＤＰＦは、シリンダヘッドの上側に配置されている一方、上記ＳＣＲは、当該シリンダヘッドよりもエンジン前後方向一方側に配置されており、上記ＤＰＦと上記ＳＣＲとを上記シリンダヘッドに固定するブラケットをさらに備えていてもよい。

この構成によれば、ＤＰＦとＳＣＲとを、別個のブラケットを介してそれぞれシリンダヘッドに別々に固定する場合に比して、部品点数の減少による軽量化およびコストダウンを図ることができる。

さらに、上記ディーゼルエンジンでは、上記ブラケットは、上記ＳＣＲを上記シリンダヘッドに固定する第１ブラケット部材と、上記ＤＰＦにおける当該ＳＣＲに近い方の端部を当該第１ブラケット部材に固定する第２ブラケット部材と、を有しており、上記第２ブラケット部材は、上記第１ブラケット部材に対する取り付け方向を変更することで、長さの異なる上記ＤＰＦを上記第１ブラケット部材に固定することが可能に構成されていてもよい。

この構成によれば、第２ブラケット部材が、第１ブラケット部材に対する取り付け方向を変更することで、長さの異なるＤＰＦを第１ブラケット部材に固定することが可能に構成されていることから、ＤＰＦの長さが異なる場合でも、第１ブラケット部材および第２ブラケット部材の形状等を変更することなく、換言すると、同じブラケットを用いて、ＤＰＦおよびＳＣＲをシリンダヘッドに固定することができる。したがって、ＤＰＦの長さが異なる場合でも、その都度、専用のブラケットを製造する必要がないので、製造コストの上昇を抑えることができる。

また、上記ディーゼルエンジンでは、上記第２ブラケット部材は、上記第１ブラケット部材に取り付けられるベース部と、当該ベース部の端部から立ち上がる、上記ＤＰＦにおける上記ＳＣＲに近い方の端部に取り付けられる取付部と、を少なくとも含んでおり、上記ベース部は、上記取付部のベース部側が上記ＤＰＦ側を向く姿勢、および、上記取付部のベース部側が上記ＳＣＲ側を向く姿勢のどちらの姿勢でも、上記第１ブラケット部材に取り付け可能に構成されており、上記取付部は、上記ＤＰＦにおける上記ＳＣＲに近い方の端部に対して、上記取付部のベース部側および上記取付部のベース部側と反対側のどちらの面でも取り付け可能に構成されていてもよい。

この構成によれば、例えばＤＰＦの長さが相対的に短い場合（ＤＰＦにおけるＳＣＲに近い方の端部がＳＣＲから相対的に遠い場合）には、取付部のベース部側がＳＣＲ側を向く姿勢で、ベース部を第１ブラケット部材に取り付けるとともに、ＤＰＦにおけるＳＣＲに近い方の端部に対して、取付部のベース部側と反対側で取付部を取り付けることで、第２ブラケットを介して、ＤＰＦを第１ブラケット部材に固定することができる。

一方、例えばＤＰＦの長さが相対的に長い場合（ＤＰＦにおけるＳＣＲに近い方の端部がＳＣＲに相対的に近い場合）には、取付部のベース部側がＤＰＦ側を向く姿勢で、ベース部を第１ブラケット部材に取り付けるとともに、ＤＰＦにおけるＳＣＲに近い方の端部に対して、取付部のベース部側で取付部を取り付けることで、第２ブラケットを介して、ＤＰＦを第１ブラケット部材に固定することができる。

さらに、上記ディーゼルエンジンでは、上記ベース部は、当該ベース部に形成された長孔に挿通される締結部材を介して、上記第１ブラケット部材に取り付けられてもよい。

この構成によれば、ベース部の姿勢を変更することで、ＤＰＦにおけるＳＣＲに近い方の端部と第２ブラケット部材（取付部）との間隔を大きく調整することができることに加えて、長孔により、ＤＰＦにおけるＳＣＲに近い方の端部と取付部との間隔の微調整が可能となることから、同じブラケットを用いて、様々な長さのＤＰＦに対応することができる。

また、上記ディーゼルエンジンでは、上記第１ブラケット部材は、上記ＳＣＲに設けられているフランジ部に固定された取付部材に、直接またはスペーサを介して、取り付けられていてもよい。

この構成によれば、ＳＣＲの長さが異なる場合でも、同じブラケットを用いて、ＳＣＲをシリンダヘッドに固定することができる。

以上説明したように、本発明に係るディーゼルエンジンによれば、排気後処理装置としてＤＰＦおよびＳＣＲの両方を備える場合でも、メンテナンス性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを模式的に示す斜視図である。 図１のディーゼルエンジンの要部を模式的に示す平面図である。 ディーゼルエンジンの要部を模式的に示す斜視図である。 図３のディーゼルエンジンの要部を模式的に示す平面図である。 ディーゼルエンジンの要部を模式的に示す斜視図である。 ディーゼルエンジンの要部を模式的に示す斜視図である。 図１のディーゼルエンジンの要部を模式的に示す、エンジン幅方向右側から見た側面図である。 図５のディーゼルエンジンの要部を模式的に示す、エンジン幅方向右側から見た側面図である。 図１のディーゼルエンジンにおけるＳＣＲのエンジン幅方向右側の端部を模式的に示す斜視図である。 図１のディーゼルエンジンにおけるブラケットを模式的に示す斜視図である。 図５のディーゼルエンジンにおけるブラケットを模式的に示す斜視図である。 図１のディーゼルエンジンの要部を模式的に示す、エンジン前後方向前側から見た正面図である。 図５のディーゼルエンジンの要部を模式的に示す、エンジン前後方向前側から見た正面図である。 図１のディーゼルエンジンにおける第１ブラケット部材の取り付け態様を模式的に示す斜視図である。 図５のディーゼルエンジンにおける第１ブラケット部材の取り付け態様を模式的に示す斜視図である。 従来のディーゼルエンジンを模式的に示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、クランクシャフトＣＳ（図１の破線参照）と平行な方向をエンジン前後方向とし、エンジン前後方向と上下方向とに直交する方向をエンジン幅方向として説明を行う。また、各図における、矢印Ｆｗはエンジン前後方向前側を、矢印Ｒｈはエンジン幅方向右側を、矢印Ｕｐは上下方向上側をそれぞれ示している。

図１は、本発明の実施形態に係るディーゼルエンジン１を模式的に示す斜視図であり、図２は、ディーゼルエンジン１の要部を模式的に示す平面図である。このディーゼルエンジン１は、図１および図２に示すように、シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３が締結されたエンジン本体部１ａと、排気マニホールド（図示せず）と、吸気マニホールド（図示せず）と、フライホイールハウジング５に収容されるフライホイール（図示せず）と、冷却ファン７と、ＥＧＲ装置（図示せず）と、吸気スロットル装置（図示せず）と、ターボ過給機（図示せず）と、排気を浄化する排気後処理装置１０と、を備えている。

シリンダブロック２には、複数の気筒内でそれぞれ上下往復運動する複数のピストン（図示せず）と、ピストンにコネクティングロッド（図示せず）を介して連結されるクランクシャフト（クランク軸）ＣＳと、が内蔵されている。シリンダブロック２の下部には、ディーゼルエンジン１内を循環して各所を潤滑するオイルを貯留するためのオイルパン４が固定されている。

シリンダヘッド３には、エンジン幅方向右側に吸気マニホールドが接続されている一方、エンジン幅方向左側に排気マニホールドが接続されている。つまり、本実施形態のディーゼルエンジン１は、エンジン幅方向左側を排気側とし、エンジン幅方向右側を吸気側として構成されている。なお、シリンダヘッド３の上部には、ヘッドカバー３ａが固定されている。

エンジン本体部１ａのエンジン前後方向後側には、図１に示すように、フライホイールを収容するフライホイールハウジング５が設けられている。一方、エンジン本体部１ａのエンジン前後方向前側には、図２に示すように、冷却ファン７が設けられている。冷却ファン７は、クランクシャフトＣＳから回転動力が伝達されることで回転するようになっている。

また、本実施形態のディーゼルエンジン１にはＥＧＲ装置が設けられていて、各燃焼室から排気ポートを介して排気マニホールドに排出された排気ガスの一部が、吸気側に還流（再循環）されるようになっている。このように、排気ガスの一部を吸入空気と混合させることにより、燃焼温度を低下させて、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることが可能となっている。

ディーゼルエンジン１の排気側には、ターボ過給機が設けられていて、エアクリーナ（図示せず）にて除塵された新気は、ターボ過給機で圧縮された後、吸気側の吸気スロットル装置を経由して、吸気マニホールドに送られ、還流された排気ガスと吸気マニホールド内で混合された後、各気筒に供給されるようになっている。

排気後処理装置（After Treatment Device）（以下、「ＡＴＤ」ともいう。）１０は、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２０と、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）３０と、ＤＰＦ２０とＳＣＲ３０とを接続するＳＣＲパイプ４０と、ＳＣＲパイプ４０の上流寄りに設けられたドージングモジュール（尿素噴射装置）５０と、を備えている。

ＤＰＦ２０は、酸化触媒（図示せず）とスートフィルタ（図示せず）とを直列に並べて、ＤＰＦケーシング２１に収容した構造になっている。このＤＰＦ２０では、排気導入口（図示せず）からＤＰＦケーシング２１に流入した排気ガスがスートフィルタを通過する際に、排気ガスに含まれる粒子状物質（Particulate Matter）がスートフィルタに捕集される。また、排気ガスが酸化触媒を通過する際、排気ガス温度が再生可能温度を超えていれば、酸化触媒の作用によって高温となった酸素により、スートフィルタに堆積した粒子状物質が燃焼除去され、スートフィルタが再生するようになっている。

ＳＣＲ３０は、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒（図示せず）と酸化触媒（図示せず）とを直列に並べて、ＳＣＲケーシング３１に収容した構造になっている。ＳＣＲケーシング３１の上流端部は、相対的に長いＳＣＲパイプ４０を介して、ＤＰＦケーシング２１の下流端部と接続されている。ＳＣＲパイプ４０では、ＤＰＦ２０から流入した排気ガスに、ドージングモジュール５０から尿素水が噴射されることでアンモニアガスが発生し、相対的に長い当該ＳＣＲパイプ４０を通過する間に、排気ガスとアンモニアガスとの混合が促進される。ＳＣＲ３０では、ＳＣＲケーシング３１に流入した排気ガスおよびアンモニアガスがＳＣＲ触媒を通過する際に、排気ガス中の窒素酸化物がアンモニアと化学反応し、窒素と水に還元されるとともに、酸化触媒を通過する際に、アンモニアが低減される。

このようにして、ＤＰＦ２０で粒子状物質が除去されるとともに、ＳＣＲ３０で窒素酸化物が低減された排気ガスは、ＳＣＲケーシング３１の下流端部に設けられたテールパイプ６０から排出される。

－ＤＰＦおよびＳＣＲのレイアウト－
図１６は、従来のディーゼルエンジン１０１の一例を模式的に示す平面図である。従来のディーゼルエンジン１０１も、図１６に示すように、エンジン本体部１０１ａと、フライホイールハウジング１０５と、冷却ファン１０７と、排気を浄化する排気後処理装置１１０と、を備えている点は、本実施形態のディーゼルエンジン１と同様である。

もっとも、従来のディーゼルエンジン１０１では、ＳＣＲパイプ１４０で接続された排気後処理装置１１０のＤＰＦ１２０とＳＣＲ１３０とを、各々エンジン幅方向に延びるような姿勢で、エンジン前後方向に並べて、エンジン本体部１０１ａの上側に配置している。

ところで、エンジン本体部１０１ａの上部には、インジェクタやバルブ等といった、定期的にメンテナンスを要する部品（以下、「メンテナンス部品」ともいう。）が多数存在している。にもかかわらず、従来のディーゼルエンジン１０１のように、エンジン本体部１０１ａの上側にＤＰＦ１２０およびＳＣＲ１３０を配置すると、図１６に示すように、エンジン本体部１０１ａの上部が隠れてしまい、メンテナンス部品の点検、修理、交換などを行う際に、一々ＤＰＦ１２０および／またはＳＣＲ１３０を取り外さなければならないため、メンテナンスを効率よく行うことが困難になるという問題がある。

そこで、本実施形態のディーゼルエンジン１では、ＤＰＦ２０とＳＣＲ３０とのレイアウトに工夫を凝らすようにしている。具体的には、本実施形態のディーゼルエンジン１では、図２に示すように、ＤＰＦ２０をエンジン本体部１ａの上側（より正確には、ヘッドカバー３ａの上側）でエンジン前後方向に延びるように配置する一方、ＳＣＲ３０を、ＤＰＦ２０よりもエンジン前後方向後側（一方側）であるフライホイールハウジング５の上方で、エンジン幅方向に延びるように配置している。なお、ＳＣＲ３０は、フライホイールハウジング５の上方において、ＤＰＦ２０よりも低い位置に配置されているとともに、そのエンジン幅方向における中央部が、平面視でクランクシャフトＣＳと重なるように配置されている。

このように、ＤＰＦ２０がエンジン本体部１ａの上側でエンジン前後方向に延びるように配置されている一方、ＳＣＲ３０がＤＰＦ２０よりもエンジン前後方向後側で、エンジン幅方向に延びるように配置されていることから、図２に示すように、ＤＰＦ２０とＳＣＲ３０とが平面視で略Ｌ字状をなすように配置されることになる。

そうして、ＤＰＦ２０とＳＣＲ３０とが略Ｌ字状をなすように配置されることから、エンジン幅方向に延びるＤＰＦ１２０およびＳＣＲ１３０をエンジン前後方向に並べた従来のディーゼルエンジン１０１に比して、図２に示すように、露出する（ＤＰＦ２０およびＳＣＲ３０によって覆われない）エンジン本体部１ａの上部の面積を大きくすることができる。これにより、ＤＰＦ２０および／またはＳＣＲ３０を取り外さなくても、メンテナンス部品の点検、修理、交換を効率よく行うことができるので、排気後処理装置１０としてＤＰＦ２０およびＳＣＲ３０を備える場合でも、メンテナンス性を向上させることができる。

－ＳＣＲパイプのレイアウト－
ＤＰＦ２０には、エンジン前後方向前側の端部（前端部２０ａ）（ＳＣＲ３０から遠い方の端部）に、粒子状物質を捕集した後の排気ガスを排出する排気出口２２（図１２参照）が設けられている。また、ＳＣＲ３０には、エンジン幅方向右側の端部（右端部３０ａ）に排気入口３２が設けられている一方、エンジン幅方向左側の端部にテールパイプ６０が設けられている。そうして、ディーゼルエンジン１では、ＤＰＦ２０の排気出口２２とＳＣＲ３０の排気入口３２とは、図１に示すように、ＳＣＲパイプ４０にて接続されている。

ところで、ＡＴＤ１０の最下流であるテールパイプ６０は車体側の排気管（図示せず）と接続されるため、テールパイプ６０は、車体側のレイアウトに応じて、ＳＣＲ３０における様々な位置に設定される。特に、ディーゼルエンジン１の左右どちらにテールパイプ６０を設定するかは、車体目線では非常に重要であり、ディーゼルエンジン１の左右どちらにでもテールパイプ６０を設定可能とすることが望ましい。

図３は、ディーゼルエンジン１Ａの要部を模式的に示す斜視図であり、図４は、ディーゼルエンジン１Ａの要部を模式的に示す平面図である。なお、ディーゼルエンジン１Ａは、ディーゼルエンジン１とほぼ同様であり、共通する構成については同じ符号を付している。

図３に示すように、ディーゼルエンジン１ＡのＡＴＤ１０Ａでは、ＳＣＲ３０が、ディーゼルエンジン１のＳＣＲ３０と左右対称に取り付けられている。それ故、ＳＣＲ３０には、エンジン幅方向右側の端部にテールパイプ６０が設けられている一方、エンジン幅方向左側の端部に排気入口３２が設けられている。そうして、ディーゼルエンジン１Ａでは、ＤＰＦ２０の排気出口２２とＳＣＲ３０の排気入口３２とは、図１に示すように、ＳＣＲパイプ４０’にて接続されている。

このように、ディーゼルエンジン１では、ＤＰＦ２０の排気出口２２とＳＣＲ３０の排気入口３２とがＳＣＲパイプ４０にて接続されている一方、ディーゼルエンジン１Ａでは、ＤＰＦ２０の排気出口２２とＳＣＲ３０の排気入口３２とが、ＳＣＲパイプ４０と異なるＳＣＲパイプ４０’にて接続されている。もっとも、ディーゼルエンジン１とディーゼルエンジン１Ａとは、ほぼ同様の構成であるにも関わらず、ＳＣＲパイプ４０とは全く別のＳＣＲパイプ４０’を製造することは不経済である。

そこで、本実施形態では、ＤＰＦ２０の排気出口２２とＳＣＲ３０の排気入口とを接続するＳＣＲパイプ４０，４０’が、エンジン幅方向における中央部に対応する位置で、エンジン前後方向に延びる直線パイプ部４２を有するようにしている。

より詳しくは、ＳＣＲパイプ４０とＳＣＲパイプ４０’とは共に、ＤＰＦ２０の排気出口２２に接続され、エンジン前後方向前側に少し延びてから１８０度曲がってエンジン前後方向後側に延びる上流側パイプ部４１を有している。また、ＳＣＲパイプ４０とＳＣＲパイプ４０’とは共に、上流側パイプ部４１の下流端に接続され、エンジン幅方向における中央部に対応する位置で、エンジン前後方向に延びる直線パイプ部４２を有している。なお、本実施形態では、上述の如く、ＳＣＲ３０のエンジン幅方向における中央部が、平面視でクランクシャフトＣＳと重なるように配置されていることから、平面視でクランクシャフトＣＳと重なるようにエンジン前後方向に延びている直線パイプ部４２が、平面視でＳＣＲ３０と略Ｔ字状をなすことになる。

ＳＣＲパイプ４０は、図１および図２に示すように、直線パイプ部４２の下流端に接続され、エンジン幅方向右側に曲がって、ＳＣＲ３０の上方でエンジン幅方向右側に延びた後、下方に曲がってＳＣＲ３０の排気入口３２に接続される下流側パイプ部４３を有している。

これに対して、ＳＣＲパイプ４０’は、図３および図４に示すように、直線パイプ部４２の下流端に接続され、エンジン幅方向左側に曲がって、ＳＣＲ３０の上方でエンジン幅方向左側に延びた後、下方に曲がってＳＣＲ３０の排気入口３２に接続される下流側パイプ部４３’を有している。

このように、ＤＰＦ２０の排気出口２２と直線パイプ部４２の上流端とを上流側パイプ部４１で繋ぐことで、ＳＣＲパイプ４０およびＳＣＲパイプ４０’のいずれにおいても、ＤＰＦ２０の排気出口２２から排出された、粒子状物質を捕集した後の排気ガスを、上流側パイプ部４１および直線パイプ部４２を介して、ＳＣＲ３０の近傍まで流すことができる。

そうして、直線パイプ部４２は、平面視でＳＣＲ３０とＴ字状をなすように、エンジン幅方向における中央部に対応する位置で、エンジン前後方向に延びていることから、直線パイプ部４２の下流端とＳＣＲ３０との位置関係を常に略同じにすることができる。それ故、ＳＣＲ３０の排気入口３２が、ＳＣＲ３０におけるエンジン幅方向の何処に位置していても、下流側パイプ部４３，４３’の形状や長さを変更するだけで、対応可能となることから、ＳＣＲ３０の形状や規格等の変更に左右されることなく、同じレイアウトの上流側パイプ部４１および直線パイプ部４２を用いることができる。

また、直線パイプ部４２の下流端が常にＳＣＲ３０の中央部の近傍に位置することから、ＳＣＲ３０の排気入口３２が、ディーゼルエンジン１のようにＳＣＲ３０におけるエンジン幅方向右側の端部に位置していても、ディーゼルエンジン１ＡのようにＳＣＲ３０におけるエンジン幅方向左側の端部に位置していても、下流側パイプ部４３，４３’を極端に長くする必要がなくなることから、ＳＣＲ３０の設計自由度を高めつつ、ＳＣＲパイプ４０の製造コストが上昇するのを抑えることができる。

さらに、ＳＣＲ３０をＤＰＦ２０よりも低い位置に配置することで、例えばＤＰＦ２０と同じ高さでエンジン前後方向に延びるＳＣＲパイプ４０，４０’をＳＣＲ３０の上方まで延ばすことができ、かかる相対的に長いＳＣＲパイプ４０，４０’を通過する間に、排気ガスとアンモニアガス（尿素）との混合を促進させることができる。

－ＤＰＦおよびＳＣＲの固定構造－
図５は、ディーゼルエンジン１Ｂの要部を模式的に示す斜視図であり、図６は、ディーゼルエンジン１Ｃの要部を模式的に示す斜視図である。なお、ディーゼルエンジン１Ｂは、ディーゼルエンジン１とほぼ同様であり、また、ディーゼルエンジン１Ｃは、ディーゼルエンジン１Ａとほぼ同様であることから、共通する構成については同じ符号を付している。

ディーゼルエンジン１とディーゼルエンジン１Ｂとの違いは、ディーゼルエンジン１Ｂの方がディーゼルエンジン１よりも高出力仕様であり、それに伴って、ディーゼルエンジン１ＢのＤＰＦ２０’の方が、ディーゼルエンジン１のＤＰＦ２０よりもエンジン前後方向に長く、且つ、ディーゼルエンジン１ＢのＳＣＲ３０’の方が、ディーゼルエンジン１のＳＣＲ３０よりもエンジン幅方向に長く形成されている点である。同様に、ディーゼルエンジン１Ａとディーゼルエンジン１Ｃとの違いは、ディーゼルエンジン１Ｃの方がディーゼルエンジン１Ａよりも高出力仕様であり、それに伴って、ディーゼルエンジン１ＣのＤＰＦ２０’の方が、ディーゼルエンジン１ＡのＤＰＦ２０よりもエンジン前後方向に長く、且つ、ディーゼルエンジン１ＣのＳＣＲ３０’の方が、ディーゼルエンジン１ＡのＳＣＲ３０よりもエンジン幅方向に長く形成されている点である。

もっとも、ディーゼルエンジン１とディーゼルエンジン１Ｂとは、ＤＰＦ２０，２０’およびＳＣＲ３０，３０’の長さが異なることを除けば、ほぼ同様の構成であるにも関わらず、全く異なるＤＰＦ２０，２０’およびＳＣＲ３０，３０’の固定構造を採用することは不経済である。このことは、ディーゼルエンジン１Ａとディーゼルエンジン１Ｃとについても同様である。

そこで、本実施形態では、ほぼ同様の固定構造で、ＤＰＦ２０，２０’およびＳＣＲ３０，３０’をエンジン本体部１ａに対して固定するようにしている。以下、これらを代表して、ディーゼルエンジン１およびディーゼルエンジン１Ｂにおける、ＤＰＦ２０，２０’およびＳＣＲ３０，３０’の固定構造について説明する。

図７は、ディーゼルエンジン１の要部を模式的に示す、エンジン幅方向右側から見た側面図であり、図８は、ディーゼルエンジン１Ｂの要部を模式的に示す、エンジン幅方向右側から見た側面図であり、図９は、ディーゼルエンジン１におけるＳＣＲ３０のエンジン幅方向右側の端部を模式的に示す斜視図である。なお、図７および図８では、図を見易くするために、ＳＣＲパイプ４０，４０’を図示省略している。

ディーゼルエンジン１において、ＤＰＦ２０は、前端部２０ａとエンジン前後方向後側の端部（後端部）２０ｂとが、シリンダヘッド３に固定されることで、シリンダヘッド３に２点支持されている。また、ＳＣＲ３０は、エンジン幅方向右側の端部（右端部）３０ａが、フライホイールハウジング５に固定されるとともに、ＳＣＲケーシング３１のエンジン幅方向左寄りに形成されたフランジ部３３が、シリンダヘッド３に固定されることで、エンジン本体部１ａに２点支持されている。

一方、ディーゼルエンジン１Ｂにおいても、ＤＰＦ２０’は、エンジン前後方向前側の端部（前端部）２０ａ’とエンジン前後方向後側の端部（後端部）２０ｂ’とが、シリンダヘッド３に固定されることで、シリンダヘッド３に２点支持されている。また、ＳＣＲ３０’は、エンジン幅方向右側の端部（右端部）３０ａ’が、フライホイールハウジング５に固定されるとともに、ＳＣＲケーシング３１’のエンジン幅方向左寄りに形成されたフランジ部３３’が、シリンダヘッド３に固定されることで、エンジン本体部１ａに２点支持されている。

より詳しくは、ディーゼルエンジン１において、ＤＰＦ２０の前端部２０ａは、図７に示すように、当該前端部２０ａとシリンダヘッド３の前端部とにボルト締結されるＤＰＦブラケット９０を介して、シリンダヘッド３の前端部に固定されている。これと同様に、ディーゼルエンジン１Ｂにおいても、ＤＰＦ２０’の前端部２０ａ’は、図８に示すように、当該前端部２０ａ’とシリンダヘッド３の前端部とにボルト締結されるＤＰＦブラケット９０を介して、シリンダヘッド３の前端部に固定されている。

一方、ディーゼルエンジン１において、ＳＣＲ３０の右端部３０ａは、図７および図９に示すように、当該右端部３０ａとフライホイールハウジング５の右端部とにボルト締結されるＳＣＲブラケット９１を介して、フライホイールハウジング５の右端部に固定されている。これと同様に、ディーゼルエンジン１Ｂにおいても、ＳＣＲ３０’の右端部３０ａ’は、図８に示すように、当該右端部３０ａ’とフライホイールハウジング５の右端部とにボルト締結されるＳＣＲブラケット９１を介して、フライホイールハウジング５の右端部に固定されている。

これらに対し、ディーゼルエンジン１において、ＤＰＦ２０の後端部２０ｂと、ＳＣＲ３０のフランジ部３３とは、図７に示すように、共通のブラケット７０を介して、シリンダヘッド３の後端部に固定されている。

このように、ＤＰＦ２０とＳＣＲ３０とを、共通のブラケット７０を介して、シリンダヘッド３に固定することで、別個のブラケットを介してそれぞれシリンダヘッド３に別々に固定する場合に比して、部品点数の減少による軽量化およびコストダウンを図ることができる。

のみならず、ディーゼルエンジン１Ｂにおいても、図８に示すように、ＤＰＦ２０’の後端部２０ｂ’と、ＳＣＲ３０’のフランジ部３３’とを、ディーゼルエンジン１で用いる共通のブラケット７０を介して、シリンダヘッド３の後端部に固定することが可能になっている。つまり、ブラケット７０は、長さの異なるＤＰＦ２０，２０’およびＳＣＲ３０，３０’において適用可能に構成されている。以下、かかるブラケット７０について、詳細に説明する。

ブラケット７０は、ＳＣＲ３０，３０’をシリンダヘッド３に固定する第１ブラケット部材７１と、ＤＰＦ２０，２０’の後端部２０ｂ，２０ｂ’（ＳＣＲ３０，３０’に近い方の端部）を第１ブラケット部材７１に固定する第２ブラケット部材７２と、を有している。つまり、ＤＰＦ２０，２０’の後端部２０ｂ，２０ｂ’は、第２ブラケット部材７２と第１ブラケット部材７１とを介して、シリンダヘッド３に固定されるようになっている。

第１ブラケット部材７１は、図７および図８に示すように、その下端部７１ａが、シリンダヘッド３の後端部にボルト締結されている。また、第１ブラケット部材７１には、その上端部に、平坦な取付面７１ｂが形成されている。

一方、第２ブラケット部材７２は、図７および図８に示すように、第１ブラケット部材７１の平坦な取付面７１ｂの上側に取り付けられる略矩形状のベース部７３と、ベース部７３と断面略Ｌ字状をなすように、ベース部７３の端部から直交して立ち上がる、ＤＰＦ２０，２０’の後端部２０ｂ，２０ｂ’に取り付けられる取付部７５と、を有している。なお、第２ブラケット部材７２は、断面略Ｌ字状をなすベース部７３および取付部７５を少なくとも有しているのであれば、どのような構成でもよい。

図１０は、ディーゼルエンジン１におけるブラケット７０を模式的に示す斜視図であり、図１１は、ディーゼルエンジン１Ｂにおけるブラケット７０を模式的に示す斜視図である。ベース部７３は、図７および図１０に示すように、Ｌ字の内側がＳＣＲ３０側を向く姿勢（取付部７５がエンジン前後方向前側でベース部７３がエンジン前後方向後側となる姿勢）、および、図８および図１１に示すように、Ｌ字の内側がＤＰＦ２０側を向く姿勢（ベース部７３がエンジン前後方向前側で取付部７５がエンジン前後方向後側となる姿勢）のどちらの姿勢でも、第１ブラケット部材７１にボルト締結により取り付け可能に構成されている。また、取付部７５は、ＤＰＦ２０，２０’の後端部２０ｂ，２０ｂ’に対して、図７および図１０に示すように、Ｌ字の外側面（取付部７５におけるベース部７３とは反対側の面）、および、図８および図１１に示すように、Ｌ字の内側面（取付部７５におけるベース部７３と同じ側の面）のどちらの面でもボルト締結により取り付け可能に構成されている。

上述の如く、ディーゼルエンジン１およびディーゼルエンジン１Ｂでは共に、ＤＰＦ２０，２０’の前端部２０ａ，２０ａ’が、ＤＰＦブラケット９０を介して、シリンダヘッド３の前端部に固定されている。そうして、ディーゼルエンジン１ＢのＤＰＦ２０’の方が、ディーゼルエンジン１のＤＰＦ２０よりもエンジン前後方向に長いことから、図７および図１０に示すように、ディーゼルエンジン１におけるＤＰＦ２０の後端部２０ｂは、エンジン前後方向におけるＳＣＲ３０の手前で止まるのに対し、ディーゼルエンジン１ＢにおけるＤＰＦ２０’の後端部２０ｂ’は、図７および図１０に示すように、平面視でＳＣＲ３０’の一部と重なることになる。つまり、ディーゼルエンジン１Ｂの方がディーゼルエンジン１よりも、ＤＰＦ２０，２０’の後端部２０ｂ，２０ｂ’がＳＣＲ３０，３０’に近付くことになる。

それ故、ディーゼルエンジン１では、図７および図１０に示すように、Ｌ字の内側がＳＣＲ３０側を向く姿勢で、ベース部７３を第１ブラケット部材７１の取付面７１ｂにボルト締結にて取り付けるとともに、ＤＰＦ２０の後端部２０ｂに対し、取付部７５のＬ字の外側面をボルト締結にて取り付けることで、相対的に短いＤＰＦ２０を、第２ブラケット部材７２と第１ブラケット部材７１とを介して、シリンダヘッド３に固定することができる。

これに対し、ディーゼルエンジン１Ｂでは、図８および図１１に示すように、Ｌ字の内側がＤＰＦ２０側を向く姿勢で、ベース部７３を第１ブラケット部材７１の取付面７１ｂにボルト締結にて取り付けるとともに、ＤＰＦ２０の後端部２０ｂに対し、取付部７５のＬ字の内側面をボルト締結にて取り付けることで、相対的に長いＤＰＦ２０’を、第２ブラケット部材７２と第１ブラケット部材７１とを介して、シリンダヘッド３に固定することができる。

このように、第２ブラケット部材７２は、第１ブラケット部材７１に対する取り付け方向を変更することで、長さの異なるＤＰＦ２０，２０’を第１ブラケット部材７１に固定することが可能に構成されている。

これにより、ＤＰＦ２０，２０’の長さが異なる場合でも、第１ブラケット部材７１および第２ブラケット部材７２の形状等を変更することなく、換言すると、同じブラケット７０を用いて、ＤＰＦ２０，２０’をシリンダヘッド３に固定することができる。したがって、ＤＰＦ２０，２０’の長さが異なる場合でも、その都度、専用のブラケットを製造する必要がないので、製造コストの上昇を抑えることができる。

なお、ベース部７３は、当該ベース部７３に形成された長孔（図示せず）に挿通されるボルトを介して、第１ブラケット部材７１の取付面７１ｂに取り付けられるように構成してもよく、この構成ようにすれば、ベース部７３の姿勢を変更することで、取付部７５とＤＰＦ２０，２０’の後端部２０ｂ，２０ｂ’との間隔を大きく調整することができることに加えて、長孔により、取付部７５とＤＰＦ２０，２０’の後端部２０ｂ，２０ｂ’との間隔の微調整が可能となることから、同じブラケット７０を用いて、様々な長さのＤＰＦ２０，２０’に対応することができる。

図１２は、ディーゼルエンジン１の要部を模式的に示す、エンジン前後方向前側から見た正面図であり、図１３は、ディーゼルエンジン１Ｂの要部を模式的に示す、エンジン前後方向前側から見た正面図である。また、図１４は、ディーゼルエンジン１における第１ブラケット部材７１の取り付け態様を模式的に示す斜視図であり、図１５は、ディーゼルエンジン１Ｂにおける第１ブラケット部材７１の取り付け態様を模式的に示す斜視図である。なお、図１２および図１３では、図を見易くするために、ＤＰＦブラケット９０を図示省略している。

上述の如く、ディーゼルエンジン１およびディーゼルエンジン１Ｂでは共に、ＳＣＲ３０，３０’の右端部３０ａ，３０ａ’が、ＳＣＲブラケット９１を介して、フライホイールハウジング５の右端部に固定されている。そうして、ディーゼルエンジン１ＢのＳＣＲ３０’の方が、ディーゼルエンジン１のＳＣＲ３０よりもエンジン幅方向に長いことから、図１２と図１３とを見比べれば分かるように、ディーゼルエンジン１におけるＳＣＲ３０のフランジ部３３よりも、ディーゼルエンジン１ＢにおけるＳＣＲ３０’のフランジ部３３’の方が、エンジン幅方向において第１ブラケット部材７１から遠ざかることになる。

そこで、本実施形態では、ＳＣＲ３０，３０’のフランジ部３３，３３’に固定された取付部材７７に対して、直接またはスペーサ８０を介して、取り付け可能に第１ブラケット部材７１を構成している。より詳しくは、ディーゼルエンジン１では、図１２および図１４に示すように、ＳＣＲ３０のフランジ部３３に対し、当該フランジ部３３よりも大径の略円弧状の取付部材７７をボルト締結し、かかる取付部材７７に対して、第１ブラケット部材７１を直接にボルト締結にて取り付けるようにしている。これにより、相対的に短いＳＣＲ３０のフランジ部３３を、第１ブラケット部材７１と接続して、第１ブラケット部材７１を介して、シリンダヘッド３に固定することができる。

これに対し、ディーゼルエンジン１Ｂでは、図１３および図１５に示すように、ＳＣＲ３０’のフランジ部３３’に対し、取付部材７７をボルト締結し、かかる取付部材７７に対して、第１ブラケット部材７１をスペーサ８０を介してボルト締結にて取り付けるようにしている。これにより、相対的に長いＳＣＲ３０’のフランジ部３３’を、第１ブラケット部材７１と接続して、第１ブラケット部材７１を介して、シリンダヘッド３に固定することができる。

これにより、ＳＣＲ３０，３０’の長さが異なる場合でも、同じブラケット７０を用いて、ＳＣＲ３０，３０’をシリンダヘッド３に固定することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態では、ディーゼルエンジン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおける、冷却ファン７側をエンジン前後方向前側とし、フライホイール側をエンジン前後方向後側としたが、ディーゼルエンジン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの前後方向と、ディーゼルエンジン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃが搭載される作業車両の前後方向とは、必ずしも一致する必要はない。例えば、ディーゼルエンジン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの前後方向が、作業車両の前後方向と一致するように、ディーゼルエンジン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを作業車両に搭載してもよいし、また、ディーゼルエンジン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの前後方向が、作業車両の機体幅方向と一致するように、ディーゼルエンジン１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを作業車両に搭載してもよい。

また、上記実施形態では、エンジン幅方向左側を排気側とし、エンジン幅方向右側を吸気側としてシリンダヘッド３を構成したが、これに限らず、エンジン幅方向右側を排気側とし、エンジン幅方向左側を吸気側としてシリンダヘッド３を構成してもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、排気後処理装置としてＤＰＦおよびＳＣＲの両方を備える場合でも、メンテナンス性を向上させることができるので、排気後処理装置を備えるディーゼルエンジンに適用して極めて有益である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ディーゼルエンジン
３ シリンダヘッド
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 排気後処理装置
２０，２０’ ＤＰＦ
２０ｂ，２０ｂ’ 後端部
２２ 排気出口
３０，３０’ ＳＣＲ
３２ 排気入口
３３，３３’ フランジ部
４０，４０’ ＳＣＲパイプ
４２ 直線パイプ部
４３，４３’ 下流側パイプ部
７０ ブラケット
７１ 第１ブラケット部材
７２ 第２ブラケット部材
７３ ベース部
７５ 取付部
７７ 取付部材
８０ スペーサ
ＣＳ クランクシャフト（クランク軸）

Claims (8)

1. 排気を浄化する排気後処理装置を備えるディーゼルエンジンであって、
   上記排気後処理装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦと、尿素の添加によって排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元するＳＣＲと、を有しており、
   上記ＤＰＦは、クランク軸と平行な方向であるエンジン前後方向に延びるように配置されている一方、上記ＳＣＲは、当該ＤＰＦよりもエンジン前後方向一方側で、エンジン前後方向と上下方向とに直交するエンジン幅方向に延びるように配置されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
2. 上記請求項１に記載のディーゼルエンジンにおいて、
   上記ＤＰＦには、エンジン前後方向における上記ＳＣＲから遠い方の端部に、粒子状物質を捕集した後の排気ガスを排出する排気出口が設けられており、
   上記ＤＰＦの上記排気出口と上記ＳＣＲの排気入口とを接続するＳＣＲパイプが、エンジン幅方向における中央部に対応する位置で、エンジン前後方向に延びる直線パイプ部を有していることを特徴とするディーゼルエンジン。
3. 上記請求項２に記載のディーゼルエンジンにおいて、
   上記ＳＣＲは、上記ＤＰＦよりも低い位置に配置されており、
   上記ＳＣＲパイプは、上記直線パイプ部の下流端に接続される下流側パイプ部をさらに有しており、
   上記下流側パイプ部は、上記直線パイプ部の下流端からエンジン幅方向に曲がって、上記ＳＣＲの上方でエンジン幅方向に延び、当該ＳＣＲの上記排気入口と接続されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
4. 上記請求項１～３のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンにおいて、
   上記ＤＰＦは、シリンダヘッドの上側に配置されている一方、上記ＳＣＲは、当該シリンダヘッドよりもエンジン前後方向一方側に配置されており、
   上記ＤＰＦと上記ＳＣＲとを上記シリンダヘッドに固定するブラケットをさらに備えていることを特徴とするディーゼルエンジン。
5. 上記請求項４に記載のディーゼルエンジンにおいて、
   上記ブラケットは、上記ＳＣＲを上記シリンダヘッドに固定する第１ブラケット部材と、上記ＤＰＦにおける当該ＳＣＲに近い方の端部を当該第１ブラケット部材に固定する第２ブラケット部材と、を有しており、
   上記第２ブラケット部材は、上記第１ブラケット部材に対する取り付け方向を変更することで、長さの異なる上記ＤＰＦを上記第１ブラケット部材に固定することが可能に構成されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
6. 上記請求項５に記載のディーゼルエンジンにおいて、
   上記第２ブラケット部材は、上記第１ブラケット部材に取り付けられるベース部と、当該ベース部の端部から立ち上がる、上記ＤＰＦにおける上記ＳＣＲに近い方の端部に取り付けられる取付部と、を少なくとも含んでおり、
   上記ベース部は、上記取付部のベース部側が上記ＤＰＦ側を向く姿勢、および、上記取付部のベース部側が上記ＳＣＲ側を向く姿勢のどちらの姿勢でも、上記第１ブラケット部材に取り付け可能に構成されており、
   上記取付部は、上記ＤＰＦにおける上記ＳＣＲに近い方の端部に対して、上記取付部のベース部側および上記取付部のベース部側と反対側のどちらの面でも取り付け可能に構成されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
7. 上記請求項６に記載のディーゼルエンジンにおいて、
   上記ベース部は、当該ベース部に形成された長孔に挿通される締結部材を介して、上記第１ブラケット部材に取り付けられることを特徴とするディーゼルエンジン。
8. 上記請求項５～７のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンにおいて、
   上記第１ブラケット部材は、上記ＳＣＲに設けられているフランジ部に固定された取付部材に、直接またはスペーサを介して、取り付けられていることを特徴とするディーゼルエンジン。

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