JP2024031051A - 後処理装置およびエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構成で排気ガスを浄化することができる後処理装置と、上記後処理装置を備えたエンジンと、提供する。【解決手段】後処理装置は、ＤＰＦケースと、ＳＣＲケースと、ＤＰＦケースとＳＣＲケースとを接続する排気連絡管と、排気連絡管における排気ガスの流れ方向の上流側端部に配置されるミキサと、ミキサに尿素水を噴射する尿素水噴射部と、を備える。【選択図】図８

Description

本発明は、排気ガスを浄化する後処理装置と、上記後処理装置を備えたエンジンと、に関する。

ディーゼルエンジンにおいて、排気ガス中の窒素酸化物を低減する技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、排気ガスが通る排気管の途中に、尿素水噴射部と、尿素混合管と、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒と、を設けている。尿素混合管を通る排気ガスに、尿素水噴射部から尿素水を噴射する。そして、尿素混合管内で上記尿素水を排気ガスの熱によって蒸発させながら、上記尿素水を排気ガスに混合する。尿素水混合後の排気ガスがＳＣＲ触媒を通過することにより、排気ガス中の窒素酸化物が低減される。

特開２０１６－０７５２１３号公報

特許文献１では、尿素混合管内での排気ガスと尿素水との混合を促進させる構成については何ら検討されていない。このため、尿素混合管内で排気ガスの熱によって尿素水を蒸発させるために必要な管長が長くなる。尿素混合管が長くなると、尿素水噴射部がエンジン本体の外形から大きくはみ出し、車両への搭載性を損なうおそれがある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、コンパクトな構成で排気ガスを浄化することができる後処理装置と、上記後処理装置を備えたエンジンと、提供することにある。

本発明の一側面に係る後処理装置は、ＤＰＦケースと、ＳＣＲケースと、前記ＤＰＦケースと前記ＳＣＲケースとを接続する排気連絡管と、前記排気連絡管を流れる排気ガスの流れ方向の上流側端部に配置されるミキサと、前記ミキサに尿素水を噴射する尿素水噴射部と、を備える。

本発明の他の側面に係るエンジンは、上記の後処理装置と、前記後処理装置の下方に位置するエンジン本体と、を備える。

コンパクトな構成で排気ガスを浄化することができる。

本発明の実施の一形態に係るトラクタの概略の構成を示す説明図である。 上記トラクタが備えるエンジンの正面図である。 上記エンジンの平面図である。 上記エンジンの左側面図である。 上記エンジンが有するエンジン本体の斜視図である。 上記エンジンが有する後処理装置の外観を示す斜視図である。 上記後処理装置の平面図である。 上記後処理装置の排気連絡管付近を拡大して示す斜視図である。 上記後処理装置が有するミキサの斜視図である。 尿素水噴射部を取り付けた状態での上記後処理装置の斜視図である。 上記後処理装置内での排気ガスの流れを模式的に示す説明図である。 上記後処理装置の上記尿素水噴射部に尿素水を供給する構成を示す説明図である。 上記エンジンの主要部を拡大して示す正面図である。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態では、作業車両としてトラクタを例に挙げて説明するが、作業車両はトラクタ以外の乗用作業車両または無人作業車両であってもよい。上記乗用作業車両には、例えば、各種の収穫機、草刈機、田植機、コンバイン、土木・建築作業機械（ホイールローダなど）、除雪車等が含まれる。また、上記無人作業車両には、無人草刈機などが含まれる。

また、本明細書では、特に断らない限り、作業車両としてのトラクタが作業時に進行する方向を「前」とし、その逆方向を「後」とする。また、トラクタの進行方向に向かって右側を右とし、左側を左とする。そして、トラクタの前後方向および左右方向に垂直な方向を上下方向とする。このとき、重力方向の下流側を下とし、その反対側（上流側）を上とする。

〔１．作業車両の構成〕
図１は、本実施形態のトラクタ１の概略の構成を示す説明図である。トラクタ１は、後方側に作業機２を装着可能な車体部３を備える。車体部３の前部には、左右一対の前輪４が取り付けられる。車体部３の後部には、左右一対の後輪５が取り付けられる。車体部３の前部には、ボンネット６が配置される。ボンネット６内には、駆動源としてのエンジン１０（ディーゼルエンジン）が収容される。

エンジン１０は、エンジン本体１１と、後処理装置（ＡＴＤ；after treatment device）１２と、を備える。エンジン本体１１は、後処理装置１２の下方に位置する。後処理装置１２は、エンジン本体１１から排出される排気ガスを浄化する装置であり、排気ガス後処理装置とも呼ばれる。

ボンネット６の後方側には、ユーザが搭乗するためのキャビン１３が設けられる。キャビン１３内には、ユーザが操向操作するためのステアリングハンドル１４、およびユーザの運転座席１５等が設けられる。また、キャビン１３内には、運転座席１５に着席したユーザがトラクタ１の情報を視認するための表示部（図示せず）が設けられる。

〔２．エンジンの詳細について〕
図２は、エンジン１０の正面図である。図３は、エンジン１０の平面図である。図４は、エンジン１０の左側面図である。図５は、エンジン本体１１の斜視図である。

（２－１．エンジン本体）
図２～図５に示すように、エンジン本体１１は、シリンダブロック２１と、シリンダヘッド２２と、排気マニホールド２３と、シリンダヘッドカバー２４と、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ）クーラ２５と、第１冷却水配管２６と、第２冷却水配管２７と、を備える。

シリンダブロック２１は、複数のシリンダと、複数のピストンと、を内蔵する。複数のシリンダ内で複数のピストンがそれぞれピストン運動することにより、燃料が燃焼する。その結果、シリンダブロック２１において動力が発生する。

シリンダブロック２１は、クランク軸ＣＳ（図２参照）を回転可能に支持している。クランク軸ＣＳは、シリンダブロック２１を前後方向に貫通して延び、シリンダブロック２１において発生した動力によって回転する。

シリンダブロック２１において燃料の燃焼によって発生した排気ガスは、シリンダブロック２１の上側に設けられたシリンダヘッド２２（図４、図５参照）を介して、排気マニホールド２３に流入する。排気マニホールド２３は、シリンダヘッド２２から排出された排気ガスを集合させて、流通させる。排気マニホールド２３は、シリンダヘッド２２の左側（排気側）に配置される。図５に示すように、排気マニホールド２３は、前方から後方に向かって順に、本体部２３ａと、フランジ部２３ｂと、配管部２３ｃとを有する。

シリンダヘッドカバー２４は、シリンダヘッド２２の上側に設けられる。シリンダヘッドカバー２４の内部には、各シリンダの吸気弁および排気弁（いずれも図示せず）を動作させるための動弁機構が収容される。

ＥＧＲクーラ２５は、排気マニホールド２３の下方に配置される。したがって、ＥＧＲクーラ２５は、エンジン本体１１の左側（排気側）に配置される。より詳しくは、ＥＧＲクーラ２５は、シリンダブロック２１の左側面２１ａに配置される。

ＥＧＲクーラ２５は、排気マニホールド２３から排気された排気ガスの一部であるＥＧＲガスを冷却する。具体的には、ＥＧＲクーラ２５には、第１冷却水配管２６および第２冷却水配管２７が連結される。ＥＧＲクーラ２５は、ＥＧＲガスが流通するガス流路と、冷却水が流通する冷却水流路と、を内部に有する。第１冷却水配管２６は、ＥＧＲクーラ２５の冷却水流路の入口（冷却水流入口）と連通する。第２冷却水配管２７は、ＥＧＲクーラ２５の冷却水流路の出口（冷却水流出口）と連通する。ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ２５のガス流路を流れる際に、ＥＧＲクーラ２５の冷却水流路を流れる冷却水によって冷却される。

ＥＧＲクーラ２５は、排気マニホールド２３のフランジ部２３ｂに取り付けられる。排気マニホールド２３のフランジ部２３ｂは、ＥＧＲクーラ２５の上面に連結される。

ＥＧＲガスは、排気マニホールド２３のフランジ部２３ｂを介してＥＧＲクーラ２５に流入し、ＥＧＲクーラ２５によって冷却される。冷却後のＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ２５から排気マニホールド２３のフランジ部２３ｂおよび配管部２３ｃを介してエンジン本体１１の吸気側へ戻される。

エンジン本体１１は、スタータ２８と、フライホイールハウジング２９と、ベルト部材３０と、冷却ファン３１と、オイルパン３２と、をさらに備える。

スタータ２８は、シリンダブロック２１の左側（排気側）において、フライホイールハウジング２９に取り付けられる。スタータ２８は、エンジン始動時に、フライホイールハウジング２９に収容されるフライホイール（図示せず）に回転力を伝達する。

フライホイールハウジング２９は、シリンダブロック２１の後方に配置される。上記フライホイールは、シリンダブロック２１によって支持されるクランク軸ＣＳの後端に連結される。上記フライホイールは、クランク軸ＣＳと一体に回転するとともに、クランク軸ＣＳに慣性力を付与する。

ベルト部材３０は、クランク軸ＣＳから動力が伝達されて回転する。冷却ファン３１は、エンジン本体１１の前側に位置し、ベルト部材３０から動力が伝達されて回転する。冷却ファン３１は、冷却水を冷却する。

オイルパン３２は、シリンダブロック２１の下方に配置される。オイルパン３２内には、潤滑油が貯留されている。オイルパン３２内の潤滑油は、エンジン本体１１の各潤滑部に供給される。各潤滑部に供給された潤滑油は、その後、オイルパン３２に戻される。

エンジン本体１１は、吸気マニホールド（図示せず）をさらに備える。上記吸気マニホールドは、シリンダヘッド２２の右側（吸気側）の側面に配置される。上記吸気マニホールドは、ＥＧＲクーラ２５から、配管部２３ｃ、ＥＧＲガス配管（図示せず）、およびＥＧＲバルブ（図示せず）を介して流入する冷却後のＥＧＲガスと、新気とを集合させて、混合気体を生成し、シリンダヘッド２２へ混合気体を流通させる。シリンダヘッド２２は、上記吸気マニホールドから流入した混合気体を、シリンダブロック２１へ流通させる。上記混合気体は、シリンダブロック２１内の各シリンダに供給される。

エンジン本体１１は、過給機３３と、吸気管３４と、過給管（図示せず）と、接続管３５と、をさらに備える。過給機３３は、シリンダブロック２１の内部に供給する空気の圧力を高くする。過給機３３は、シリンダヘッドカバー２４の左側方に配置される。過給機３３は、コンプレッサケース３３ａと、タービンケース３３ｂとを含む。コンプレッサケース３３ａは、ブロアホイル（図示せず）を内蔵する。タービンケース３３ｂは、タービンホイル（図示せず）を内蔵する。

吸気管３４は、コンプレッサケース３３ａの吸気入口に接続される。過給管は、コンプレッサケース３３ａの吸気出口に接続される。

上記の排気マニホールド２３は、タービンケース３３ｂの排気入口に接続される。タービンケース３３ｂの排気出口には、接続管３５が接続される。接続管３５は、後処理装置１２の後述するＤＰＦケース４０（図６参照）に接続される。

エンジン本体１１の各シリンダから排気マニホールド２３を介して過給機３３に供給された排気ガスは、過給機３３のタービンケース３３ｂ、接続管３５、後処理装置１２、およびマフラー等を介して外部に排出される。

（２－２．後処理装置）
図６は、後処理装置１２の外観を示す斜視図である。図７は、後処理装置１２の平面図である。後処理装置１２は、ＤＰＦケース４０と、ＳＣＲケース５０と、排気連絡管６０と、シェル１２Ａと、を有する。シェル１２Ａは、ＤＰＦケース４０、ＳＣＲケース５０、および排気連絡管６０を、断熱材（図示せず）を介して覆う外殻である。なお、図６および図７では、後処理装置１２の内部の構成を明確にする目的で、シェル１２Ａを仮想線（二点鎖線）で示す。また、図６では、後処理装置１２での排気ガスの流れ方向を矢印で示す。

ＤＰＦケース４０は、前後方向に長尺状に形成される中空のケースである。以下では、ＤＰＦケース４０の前後方向を長手方向とも称する。また、ＤＰＦケース４０の前後方向（長手方向）と交わる左右方向を短手方向とも称する。なお、上記長手方向は、エンジン本体１１のクランク軸ＣＳ（図２参照）が延びる方向に沿った方向である。ＤＰＦケース４０の底面部４０Ｂの後端側には、排気入口管４０ａが位置する。排気入口管４０ａには、エンジン本体１１の接続管３５（図５参照）が接続される。

図７に示すように、ＤＰＦケース４０は、酸化触媒４１ａと、スートフィルタ４１ｂと、を有する。酸化触媒４１ａおよびスートフィルタ４１ｂは、ＤＰＦケース４０内で、排気ガスの流れ方向の上流側からこの順で配置される。

酸化触媒４１ａは、排気ガスに含まれる一酸化炭素、一酸化窒素等の酸化を促進するように構成されている。スートフィルタ４１ｂは、排気ガスに含まれる煤等のＰＭ（Particulate Matter；粒子状物質）を捕集するように構成されている。スートフィルタ４１ｂにて捕集して堆積したＰＭは、ＤＰＦ再生制御を適切なタイミングで実施することにより燃焼除去される。

ＳＣＲケース５０は、前後方向に長尺状に形成される中空のケースである。ＳＣＲケース５０は、ＤＰＦケース４０の右側に、ＤＰＦケース４０と並んで配置される。すなわち、ＳＣＲケース５０は、ＤＰＦケース４０の長手方向と交わる短手方向に、ＤＰＦケース４０と並んで位置する。ＳＣＲケース５０の前後方向の長さは、ＤＰＦケース４０の前後方向の長さとほぼ等しい。ＳＣＲケース５０の底面部５０Ｂ（図６参照）の後端側には、排気出口管５０ａが位置する。排気出口管５０ａから排出される排気ガスは、マフラー等に導かれて外部に排出される。

ＳＣＲケース５０は、選択還元触媒（ＳＣＲ）５１ａと、アンモニアスリップ抑制触媒（ＡＳＣ）５１ｂと、を有する。選択還元触媒５１ａおよびアンモニアスリップ抑制触媒５１ｂは、ＳＣＲケース５０内で、排気ガスの流れ方向の上流側からこの順で配置される。

選択還元触媒５１ａは、後述する尿素水噴射部９０（図１０参照）によって噴射された尿素水から排気ガスに取り込まれたアンモニア（ＮＨ₃）の存在する雰囲気下で、排気ガスに含まれるＮＯｘを選択的に還元するように構成されている。

アンモニアスリップ抑制触媒５１ｂは、白金等の酸化触媒等からなり、選択還元触媒５１ａを不測に通過してきたアンモニアを酸化するように構成されている。アンモニアを酸化して窒素、一酸化窒素、水等に変化させることにより、アンモニアの外部への放出が防止される。

図８は、後処理装置１２の排気連絡管６０付近を拡大して示す斜視図である。排気連絡管６０は、ＤＰＦケース４０とＳＣＲケース５０とを接続する中空のパイプである。排気連絡管６０は、左右方向に延びて位置する。すなわち、排気連絡管６０は、ＤＰＦケース４０およびＳＣＲケース５０の短手方向に延びて位置する。

排気連絡管６０は、ＳＣＲケース５０の左側面部５０Ｌを右方向に貫通して位置する。したがって、排気連絡管６０の右端部６０Ｒは、ＳＣＲケース５０の内部に位置する。排気連絡管６０は、ＳＣＲケース５０の左側面部５０Ｌと溶接等によって連結される。

排気連絡管６０は、ＤＰＦケース４０の右側面部４０Ｒを左方向に貫通して位置する。したがって、排気連絡管６０の左端部６０Ｌは、ＤＰＦケース４０の内部に位置する。つまり、排気連絡管６０の一部は、ＤＰＦケース４０の内部に位置する。排気連絡管６０は、ＤＰＦケース４０の右側面部４０Ｒと溶接等により連結される。

後処理装置１２は、ミキサ７０をさらに備える。ミキサ７０は、排気連絡管６０に対して、排気連絡管６０を流れる排気ガスの流れ方向の上流側（図７、図８では左右方向の左側）に位置して、排気連絡管６０の左端部６０Ｌと連結される。つまり、ミキサ７０は、排気連絡管６０における排気ガスの流れ方向の上流側端部（左端部６０Ｌ）に配置される。本実施形態では、上述のように、排気連絡管６０の左端部６０ＬがＤＰＦケース４０の内部に位置するため、排気連絡管６０の左端部６０Ｌと連結されるミキサ７０も、ＤＰＦケース４０の内部に位置する。

図９は、ミキサ７０の単体での斜視図である。ミキサ７０は、筒状体７１を有する。筒状体７１は、一方向（例えば左右方向）の両端に開口を有する筒形状を有する。

より詳しくは、筒状体７１は、一端部７１ａおよび他端部７１ｂを有する。一端部７１ａは、筒状体７１の上記一方向における一方の端部（例えば右端部）である。他端部７１ｂは、筒状体７１の上記一方向における他方の端部（例えば左端部）である。筒状体７１の一端部７１ａは、排気連絡管６０とほぼ同じ開口径の第１開口部７１ａ１を有する。上記一端部７１ａは、排気連絡管６０の左端部６０Ｌと溶接等により連結される。

筒状体７１の他端部７１ｂは、一端部７１ａよりも小さい開口径の第２開口部７１ｂ１を有する。上記他端部７１ｂは、ＤＰＦケース４０の窪み部４０Ｐ（図７、図８参照）の底部４０Ｐ１に、ＤＰＦケース４０の内側から溶接等により連結される。

図９に示すように、筒状体７１の側面には、複数のスリット７２が形成されている。複数のスリット７２は、筒状体７１の周方向に所定間隔で位置する。なお、筒状体７１の周方向とは、筒状体７１の上記一方向を中心軸としたときの、上記中心軸周りの方向である。なお、スリット７２は、筒状体７１の周方向に少なくとも１つ形成されていればよい。

ここで、上記の窪み部４０Ｐについて説明を補足する。図７および図８で示したように、ＤＰＦケース４０は、窪み部４０Ｐを有する。窪み部４０Ｐは、ＤＰＦケース４０の長手方向に沿った側面部から短手方向に窪んで位置する。本実施形態では、ＤＰＦケース４０の上記側面部は、ＤＰＦケース４０の左側（ＳＣＲケース５０から最も離れた側）に位置する左側面部４０Ｌである。窪み部４０Ｐは、左側面部４０Ｌよりも前方に位置して、左側面部４０Ｌから右方向に窪んで位置する。なお、本実施形態では、ＤＰＦケース４０の右側面部４０Ｒの前側に、左方向に窪む窪み部が形成されているが、この窪み部はなくてもよい。

窪み部４０Ｐは、底部４０Ｐ１と、連結部４０Ｐ２と、を有する。底部４０Ｐ１は、左側面部４０Ｌから短手方向（ここでは右方向）に離れて位置する。連結部４０Ｐ２は、底部４０Ｐ１と左側面部４０Ｌとを連結する。

ＤＰＦケース４０の底部４０Ｐ１には、ＤＰＦケース４０の外側から取付部８０が取り付けられる。すなわち、取付部８０は、窪み部４０Ｐの底部４０Ｐ１に位置する。したがって、取付部８０は、ＤＰＦケース４０の長手方向に沿った側面部（左側面部４０Ｌ）から短手方向に離れて位置する。

取付部８０は、孔部８０ａを有する。孔部８０ａは、ミキサ７０の他端部７１ｂ（図９参照）の第２開口部７１ｂ１と連通する。取付部８０には、以下の尿素水噴射部９０が取り付けられる。すなわち、ＤＰＦケース４０は、尿素水噴射部９０が取り付けられる取付部８０を有する。なお、シェル１２Ａにおける取付部８０の周囲は、予め開口されている。したがって、シェル１２Ａによって阻害されることなく、尿素水噴射部９０を取付部８０に取り付けることが可能である。

図１０は、尿素水噴射部９０を取付部８０に取り付けた状態での後処理装置１２の斜視図である。同図に示すように、後処理装置１２は、尿素水噴射部９０をさらに備える。尿素水噴射部９０は、ミキサ７０（図７、図８参照）に尿素水を噴射する。上述のように、取付部８０は、ミキサ７０と連通する孔部８０ａ（図８参照）を有するため、尿素水噴射部９０を取付部８０に取り付けることにより、取付部８０の孔部８０ａを介してミキサ７０に尿素水を噴射することができる。

尿素水噴射部９０は、例えば尿素水噴射ノズルで構成される。尿素水噴射部９０は、尿素水供給装置９２（図１２参照）から供給される尿素水を噴射して排気ガスに添加するモジュール（ＤＭ：Dosing Module ）である。

図１１は、後処理装置１２内での排気ガスの流れを模式的に示す説明図である。以下、図６～図１１を参照しながら、排気ガスの流れについて説明する。図５で示したエンジン本体１１から接続管３５を介して排気ガスが排出されると、上記排気ガスは、排気入口管４０ａを介してＤＰＦケース４０の内部に導かれる。上記排気ガスは、ＤＰＦケース４０の内部を前方に向かって流れる。すなわち、上記外気ガスは、酸化触媒４１ａおよびスートフィルタ４１ｂを順に通ってミキサ７０に到達する。そして、上記排気ガスは、ミキサ７０の筒状体７１の側面のスリット７２を通ってミキサ７０の内部に入り、筒状体７１の内周面に沿って旋回する。

一方、尿素水噴射部９０からは、尿素水が噴射される。上記尿素水は、取付部８０の孔部８０ａから筒状体７１の他端部７１ｂの第２開口部７１ｂ１を介して、筒状体７１の内部に入り、筒状体７１内で旋回する排気ガスに混合される。

ミキサ７０において尿素水が混合された後の排気ガスは、その後、排気連絡管６０の内部を右方向に旋回しながら進行してＳＣＲケース５０に導かれる。そして、上記排気ガスは、ＳＣＲケース５０の内部を後方に向かって流れる。すなわち、上記排気ガスは、選択還元触媒５１ａおよびアンモニアスリップ抑制触媒５１ｂを順に通る。その後、上記排気ガスは、排気出口管５０ａを介して後処理装置１２から排出される。

本実施形態の後処理装置１２では、排気連絡管６０の上流側端部にミキサ７０が配置され、このミキサ７０に、尿素水噴射部９０から尿素水が噴射される。ミキサ７０の配置により、排気連絡管６０の上流側で排気ガスと尿素水との混合を促進させることができる。すなわち、本実施形態の例では、ミキサ７０によって排気ガスに旋回流を生じさせ、この旋回流に尿素水を加えることで、排気ガスと尿素水との混合を促進させることができる。これにより、排気連絡管６０内で排気ガスの熱によって尿素水を蒸発させるために必要な排気連絡管６０の長さを、（例えばミキサ７０を設けない構成に比べて）短くすることができる。したがって、ＤＰＦケース４０、ＳＣＲケース５０、排気連絡管６０、および尿素水噴射部９０を含む後処理装置１２をコンパクトに構成することができる。つまり、後処理装置１２のコンパクトな構成で排気ガスを浄化することができる。

特に、後処理装置１２を短手方向にコンパクト化することが容易となる観点では、本実施形態のように、ＳＣＲケース５０がＤＰＦケース４０と短手方向に並んで位置し、排気連絡管６０が短手方向に延びて位置することが望ましい。

後処理装置１２がミキサ７０を有する構成では、ミキサ７０の固定強度を向上させるとともに、ミキサ７０の支持を安定させるため、ミキサ７０を複数の部材で固定することが望ましい。この観点では、本実施形態のように、ミキサ７０における排気ガスの流れ方向の下流側の一端部７１ａは、排気連絡管６０の上流側端部に位置する左端部６０Ｌと連結され、ミキサ７０の上流側の他端部７１ｂは、ＤＰＦケース４０に連結されることが望ましい。すなわち、ミキサ７０は、排気連絡管６０の上流側端部（左端部６０Ｌ）と、ＤＰＦケース４０と、に取り付けられることが望ましい。

また、例えば、尿素水噴射部９０を、排気ガスが流れる配管に取り付ける構成では、レイアウト上、排気ガスの流路を折り曲げる専用配管、およびその専用配管に尿素水噴射部９０を取り付けるための専用部品が必要になる。上記した専用配管等を不要とし、後処理装置１２のコンパクト化に加えてコスト低減を図る観点では、本実施形態のように、尿素水噴射部９０は、ＤＰＦケース４０に取り付けられることが望ましい。また、ＤＰＦケース４０に取り付けられた尿素水噴射部９０から、ミキサ７０に尿素水を確実に供給する観点では、ミキサ７０は、排気連絡管６０の尿素水噴射部９０側に設けられることが望ましい。

また、後処理装置１２のコンパクト化を確実に図るためには、ＤＰＦケース４０の外形からの尿素水噴射部９０のはみ出しを抑えたレイアウトを実現することが望ましい。この観点では、本実施形態のように、窪み部４０Ｐの底部４０Ｐ１に取付部８０を設け、この取付部８０に尿素水噴射部９０を取り付けることが望ましい。つまり、ＤＰＦケース４０の側面部（左側面部４０Ｌ）から短手方向に離れて位置する取付部８０に、尿素水噴射部９０を取り付けることが望ましい。また、ＤＰＦケース４０に窪み部４０Ｐを設けることにより、窪み部４０Ｐの位置で排気ガスに縮流が生じ、排気ガスの流速が増す。これにより、ミキサ７０内での排気ガスの旋回速度が増大するため、ミキサ７０によって排気ガスと尿素水との混合を促進させる効果がさらに増大する。

また、エンジン本体１１および後処理装置１２を含めたエンジン１０全体をコンパクトに構成する観点では、エンジン本体１１の上方に位置する後処理装置１２の、エンジン本体１１からのはみ出しを抑えたレイアウトとすることが望ましい。本実施形態では、上述したように、後処理装置１２を（特に短手方向に）コンパクトに構成することができるため、図２～図４で示したように、後処理装置１２の下方にエンジン本体１１が位置する構成であっても、エンジン１０全体を（特に短手方向に）コンパクトに構成することができる。

また、本実施形態では、ＤＰＦケース４０は、排気入口管４０ａを介してエンジン本体１１（例えば接続管３５）に取り付けられる（図４、図５参照）。そして、ＤＰＦケース４０に取り付けられた尿素水噴射部９０は、エンジン本体１１の排気マニホールド２３側、つまり、エンジン本体１１の排気側に位置する（図２～図４参照）。これは、以下の理由による。

図１２は、後処理装置１２の尿素水噴射部９０に尿素水を供給する構成を示す説明図である。尿素水貯留タンク９１には、還元剤としての尿素水が貯留されている。尿素水供給装置９２は、ポンプ等を備えて構成され、尿素水貯留タンク９１から尿素水取出路９３を介して尿素水を吸い込み、尿素水供給路９４を介して尿素水噴射部９０に尿素水を供給する。尿素水供給装置９２が吸い込んだ尿素水の一部は、尿素水戻り路９５を介して尿素水貯留タンク９１に戻される。

また、エンジン１０の停止後、尿素水供給装置９２は、ポンプを駆動して、尿素水噴射部９０に残っている尿素水を、尿素水供給路９４を介して吸い出し、尿素水貯留タンク９１に戻す。これは、エンジン１０の停止後に、尿素水噴射部９０および尿素水供給路９４の内部に尿素水が残っていると、例えば低温環境下で上記尿素水が凍結するおそれがあるためである。

エンジン本体１１の排気側では、高温の排気ガスの熱により昇温する。本実施形態のように、ＤＰＦケース４０がエンジン本体１１に取り付けられ、そのＤＰＦケース４０に取り付けられた尿素水噴射部９０がエンジン本体１１の排気側に位置する構成では、たとえエンジン１０の停止後に尿素水供給装置９２による尿素水の吸い出し不十分であり、尿素水供給路９４等に尿素水が残って低温環境下で凍結したとしても、エンジン１０の始動後（尿素水供給装置９２の昇温完了まで）に、凍結した上記尿素水を上記排気ガスの熱によって解凍することができる。このため、例えば尿素水供給路９４等を温めて、凍結した尿素水を解凍するためのヒータの設置が不要となる。つまり、上記ヒータを尿素水供給路９４等に巻いて尿素水を温める必要がなくなる。

図１３は、エンジン１０の主要部を拡大して示す正面図である。エンジン本体１１のシリンダヘッド２２の上方には、シリンダヘッドカバー２４が位置している。このシリンダヘッドカバー２４の存在により、エンジン本体１１の上部には凹凸が形成されている。そして、このようなエンジン本体１１の上方に後処理装置１２が配置されている。後処理装置１２の上方には、トラクタ１（図１参照）のボンネット６が位置する。したがって、後処理装置１２は、エンジン本体１１とボンネット６との間の限られた空間内に配置される。

シリンダヘッドカバー２４の存在によって上部が凹凸形状であるエンジン本体１１との干渉を避けながら、エンジン本体１１の上方の限られた空間内に後処理装置１２を効率よく配置する観点では、後処理装置１２とエンジン本体１１との対向方向（図１３の上下方向）において、ＤＰＦケース４０の底面部４０Ｂは、ＳＣＲケース５０の底面部５０Ｂとオフセットして（ずらして）位置することが望ましい。つまり、この場合、ＤＰＦケース４０の底面部４０Ｂと、ＳＣＲケース５０の底面部５０Ｂとのどちらか一方を、シリンダヘッドカバー２４の上方に位置させて、エンジン本体１１との干渉を避けながら、エンジン本体１１とボンネット６との間の限られた空間内に後処理装置１２を配置することができる。

また、上記のオフセットにより、エンジン本体１１の上部における構成部品の搭載自由度も向上する。例えば、エンジン本体１１の上部に配置される構成部品を、ＤＰＦケース４０の底面部４０Ｂと、ＳＣＲケース５０の底面部５０Ｂとのうちのどちらか一方の下方に配置して、後処理装置１２との干渉を避けることができる。

特に、ＤＰＦケース４０がＳＣＲケース５０に対してエンジン本体１１の排気側に配置される構成では、エンジン本体１１の上部の構成部品（シリンダヘッドカバー２４）の上方にＤＰＦケース４０を配置するレイアウトを採用することができる。これにより、ＤＰＦケース４０とシリンダヘッドカバー２４との干渉を避けながら、エンジン本体１１の上方の限られた空間内に後処理装置１２を配置することができる。このような配置を実現する観点では、上記の対向方向において、ＤＰＦケース４０の底面部４０Ｂは、ＳＣＲケース５０の底面部５０Ｂに対して上方にオフセットして位置することが望ましい。

〔３．補足〕
本実施形態では、筒状体７１にスリット７２を形成することによってミキサ７０を構成した例について説明したが、ミキサ７０は本実施形態の構成には限定されない。ミキサ７０は、排気ガスに旋回流を生じさせて尿素水との混合を促進できる構成であればよい。ただし、筒状体７１にスリット７２を形成する簡単な構成で、本実施形態の作用効果が得られる観点では、ミキサ７０は、本実施形態の構成であることが望ましい。

〔４．付記〕
本実施形態で説明した後処理装置およびエンジンは、以下の付記に記載のように表現することができる。

付記（１）の後処理装置は、
ＤＰＦケースと、
ＳＣＲケースと、
前記ＤＰＦケースと前記ＳＣＲケースとを接続する排気連絡管と、
前記排気連絡管における排気ガスの流れ方向の上流側端部に配置されるミキサと、
前記ミキサに尿素水を噴射する尿素水噴射部と、を備える。

付記（２）の後処理装置は、付記（１）に記載の後処理装置において、
前記排気連絡管の一部は、前記ＤＰＦケースの内部に位置する。

付記（３）の後処理装置は、付記（１）に記載の後処理装置において、
前記ミキサは、前記排気連絡管の前記上流側端部と、前記ＤＰＦケースと、に取り付けられる。

付記（４）の後処理装置は、付記（３）に記載の後処理装置において、
前記尿素水噴射部は、前記ＤＰＦケースに取り付けられ、
前記ミキサは、前記排気連絡管の前記尿素水噴射部側に設けられる。

付記（５）の後処理装置は、付記（１）から（４）のいずれかに記載の後処理装置において、
前記ＳＣＲケースは、前記ＤＰＦケースの長手方向と交わる短手方向に、前記ＤＰＦケースと並んで位置し、
前記排気連絡管は、前記短手方向に延びて位置する。

付記（６）の後処理装置は、付記（５）に記載の後処理装置において、
前記ＤＰＦケースは、
前記尿素水噴射部が取り付けられる取付部を有し、
前記取付部は、前記長手方向に沿った側面部から前記短手方向に離れて位置する。

付記（７）の後処理装置は、付記（６）に記載の後処理装置において、
前記ＤＰＦケースは、
前記長手方向に沿った前記側面部から前記短手方向に窪んで位置する窪み部をさらに有し、
前記窪み部は、前記側面部と前記短手方向に離れて位置する底部を有し、
前記取付部は、前記窪み部の前記底部に位置する。

付記（８）のエンジンは、
付記（１）から（７）のいずれかに記載の後処理装置と、
前記後処理装置の下方に位置するエンジン本体と、を備える。

付記（９）のエンジンは、付記（８）に記載のエンジンにおいて、
前記ＤＰＦケースが前記エンジン本体に取り付けられ、
前記尿素水噴射部は、前記ＤＰＦケースにおける、前記エンジン本体の排気側に取り付けられる。

付記（１０）のエンジンは、付記（９）に記載のエンジンにおいて、
前記後処理装置と前記エンジン本体との対向方向において、前記ＤＰＦケースの底面部は、前記ＳＣＲケースの底面部とオフセットして位置する。

付記（１１）のエンジンは、付記（１０）に記載のエンジンにおいて、
前記対向方向において、前記ＤＰＦケースの底面部は、前記ＳＣＲケースの底面部よりも上方にオフセットして位置する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。

本発明は、例えばトラクタなどの作業車両に利用可能である。

１０ エンジン
１１ エンジン本体
１２ 後処理装置
４０ ＤＰＦケース
４０Ｂ 底面部
４０Ｌ 左側面部（側面部）
４０Ｐ 窪み部
４０Ｐ１ 底部
５０ ＳＣＲケース
５０Ｂ 底面部
６０ 排気連絡管
６０Ｌ 左端部（上流側端部）
７０ ミキサ
８０ 取付部
９０ 尿素水噴射部

Claims (11)

1. ＤＰＦケースと、
   ＳＣＲケースと、
   前記ＤＰＦケースと前記ＳＣＲケースとを接続する排気連絡管と、
   前記排気連絡管における排気ガスの流れ方向の上流側端部に配置されるミキサと、
   前記ミキサに尿素水を噴射する尿素水噴射部と、を備える、後処理装置。
2. 前記排気連絡管の一部は、前記ＤＰＦケースの内部に位置する、請求項１に記載の後処理装置。
3. 前記ミキサは、前記排気連絡管の前記上流側端部と、前記ＤＰＦケースと、に取り付けられる、請求項１に記載の後処理装置。
4. 前記尿素水噴射部は、前記ＤＰＦケースに取り付けられ、
   前記ミキサは、前記排気連絡管の前記尿素水噴射部側に設けられる、請求項３に記載の後処理装置。
5. 前記ＳＣＲケースは、前記ＤＰＦケースの長手方向と交わる短手方向に、前記ＤＰＦケースと並んで位置し、
   前記排気連絡管は、前記短手方向に延びて位置する、請求項１に記載の後処理装置。
6. 前記ＤＰＦケースは、
   前記尿素水噴射部が取り付けられる取付部を有し、
   前記取付部は、前記長手方向に沿った側面部から前記短手方向に離れて位置する、請求項５に記載の後処理装置。
7. 前記ＤＰＦケースは、
   前記長手方向に沿った前記側面部から前記短手方向に窪んで位置する窪み部をさらに有し、
   前記窪み部は、前記側面部と前記短手方向に離れて位置する底部を有し、
   前記取付部は、前記窪み部の前記底部に位置する、請求項６に記載の後処理装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の後処理装置と、
   前記後処理装置の下方に位置するエンジン本体と、を備えるエンジン。
9. 前記ＤＰＦケースが前記エンジン本体に取り付けられ、
   前記尿素水噴射部は、前記ＤＰＦケースにおける、前記エンジン本体の排気側に取り付けられる、請求項８に記載のエンジン。
10. 前記後処理装置と前記エンジン本体との対向方向において、前記ＤＰＦケースの底面部は、前記ＳＣＲケースの底面部とオフセットして位置する、請求項９に記載のエンジン。
11. 前記対向方向において、前記ＤＰＦケースの底面部は、前記ＳＣＲケースの底面部よりも上方にオフセットして位置する、請求項１０に記載のエンジン。

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