JP5483857B2 - 走行車両搭載用のエンジン装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の排気ガスを浄化するガス浄化フィルタを備えた走行車両搭載用のエンジン装置に係り、より詳しくは、排気ガス中に含まれた粒子状物質（すす、パティキュレート）、又はＮＯｘ（窒素酸化物）等を除去するガス浄化フィルタを備えた走行車両搭載用のエンジン装置に関するものである。

従来、走行機体等に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス排出径路中に、ディーゼルパティキュレートフィルタ（又はＮＯｘ触媒）等が設けられ、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスが、ディーゼルパティキュレートフィルタ（又はＮＯｘ触媒）等によって浄化処理されるようにした技術がある（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。また、ケーシング（外側ケース）内にフィルタケース（内側ケース）を設け、フィルタケース内にパティキュレートフィルタを配置する技術も公知である（特許文献４参照）。
特開２０００−１４５４３０号公報 特開２００３−２７９２２号公報 特開２００８−８２２０１号公報 特開２００１−１７３４２９号公報

ディーゼルエンジンの排気ガス排出径路中にパティキュレートフィルタを配置した構造において、ディーゼルエンジンから離間させてパティキュレートフィルタを組付けた場合、ディーゼルエンジンが搭載された車両等の機器毎に、パティキュレートフィルタを設置する必要がある。例えば、ディーゼルエンジンとパティキュレートフィルタを各別に車両等の機器に組付けることによって、ディーゼルエンジンの排気ガス対策が車両等の機器毎に異なる等の問題がある。また、ディーゼルエンジンに搭載していた消音器に代えて、ディーゼルエンジンにパティキュレートフィルタを搭載した場合、消音器に比べてパティキュレートフィルタが重くなるから、消音器の支持構造を利用しただけでは、パティキュレートフィルタを組付けることができない等の問題がある。

本発明の目的は、エンジンの構成部品の一つとして、エンジンにパティキュレートフィルタを高剛性に配置でき、車両等の機器毎の排気ガス対策を不用にし、エンジンの汎用性を向上できるようにした走行車両搭載用のエンジン装置を提供するものである。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、走行機体に搭載され且つボンネットで覆われた走行車両搭載用のエンジン装置において、前記エンジンに給気するエアクリーナと、前記エンジンの排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとを備え、前記エンジンの上面の一側の吸気マニホールドの上方に前記エアクリーナを配置し、前記エンジンの上面の他側の排気マニホールドの上方に、前記ガス浄化フィルタを、その長手方向が前記エンジン出力軸の軸線方向に沿うように且つ前記エアクリーナよりも前記エンジンの左右幅の中心寄りにオフセットさせて配置して、前記エアクリーナと前記ガス浄化フィルタとの間の隙間よりも、前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間が大きくなるように構成するとともに、前記ボンネットの内面と前記エアクリーナとの間の隙間よりも、前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間が大きくなるように構成し、、前記ボンネットの後部内側に設けたボンネット開閉支点軸回りに前記ボンネットを回動させて、前記エンジンの前方及び上方を開放可能に構成し、前記ボンネット内には、突っ張り作用によって前記ボンネットを開動した位置に支持するガススプリングを配置し、前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間に、前記ガススプリングを前後方向に延長するように位置させたものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の走行車両搭載用のエンジン装置において、前記排気マニホールドに前記ガス浄化フィルタを連通させる排気接続管と、前記エンジンの排気圧を調節する排気絞り装置とを備え、前記排気接続管を上向きに延長させ、前記排気接続管の上端側に前記ガス浄化フィルタの排気ガス入口を連結する構造であって、前記エンジンの左右幅の中心寄りに前記排気接続管の上端側を折り曲げて延長させ、前記排気接続管の上端側と前記ガス浄化フィルタの排気ガス入口との接続部に前記排気絞り装置を設置したものである。

請求項１に記載の発明によれば、走行機体に搭載され且つボンネットで覆われた走行車両搭載用のエンジン装置において、前記エンジンに給気するエアクリーナと、前記エンジンの排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとを備え、前記エンジンの上面の一側の吸気マニホールドの上方に前記エアクリーナを配置し、前記エンジンの上面の他側の排気マニホールドの上方に前記ガス浄化フィルタを配置したものであるから、前記エンジンの上面側の空間を有効に活用して、前記エンジンの上面と前記ボンネットの下面の間に前記エアクリーナと、前記ガス浄化フィルタをコンパクトに設置できる。例えば、外形が円筒状の前記ガス浄化フィルタの軸芯線と、外形が円筒状の前記エアクリーナの軸芯線と、前記エンジンのクランク形出力軸の軸芯線とを上面視で平行状に配置することによって、上面視で前記エンジンの四角外形内に前記ガス浄化フィルタと前記エアクリーナを設置できる。即ち、前記エンジンの上面外形（四角外形）と、前記ガス浄化フィルタと前記エアクリーナの上面外形（四角外形）とを略同一大きさに形成できるから、前記エンジンを内設させるのに必要な大きさのエンジンルームを簡単に確保できる。前記ボンネットを大型に形成することなく、前記ボンネット内の高位置に、前記ガス浄化フィルタと前記エアクリーナを近接させて組付けることができる。

また、前記ガス浄化フィルタを、前記エアクリーナよりも前記エンジンの左右幅の中心寄りにオフセットさせて配置したものであるから、前記エアクリーナよりも質量が大きい前記ガス浄化フィルタを前記エンジンの左右幅の中心寄りの位置で支持できる。前記エンジンの機械振動や騒音等の発生を低減できる。従って、前記エンジンの機関脚の防振ゴム構造等を簡単に構成できる。

また、前記エアクリーナと前記ガス浄化フィルタとの間の隙間よりも、前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間が大きくなるように構成したものであるから、前記エアクリーナに近接して配置された前記ガス浄化フィルタの熱によって前記エアクリーナを容易に加温できる。また、前記ガス浄化フィルタと前記ボンネットの内面との空間の断熱作用によって、排気ガスの浄化に必要な温度に前記ガス浄化フィルタの温度を簡単に維持できる。前記ガス浄化フィルタの比較的高温の排熱によって、前記ボンネットが過熱されるのを防止できる。

また、前記ボンネットの内面と前記エアクリーナとの間の隙間よりも、前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間が大きくなるように構成したものであるから、前記エアクリーナよりも質量が大きい前記ガス浄化フィルタを前記エンジンの中心寄りに支持させて、前記エンジンの機械振動や騒音等の発生を低減できる。従って、前記エンジンの機関脚の防振ゴム構造等を簡単に構成できる。

請求項２に記載の発明によれば、前記排気マニホールドに前記ガス浄化フィルタを連通させる排気接続管と、前記エンジンの排気圧を調節する排気絞り装置とを備え、前記排気接続管を上向きに延長させ、前記排気接続管の上端側に前記ガス浄化フィルタの排気ガス入口を連結する構造であって、前記エンジンの左右幅の中心寄りに前記排気接続管の上端側を折り曲げて延長させ、前記排気接続管の上端側と前記ガス浄化フィルタの排気ガス入口との接続部に前記排気絞り装置を設置したものであるから、前記排気マニホールドの構造に制限されることなく、前記エアクリーナよりも質量が大きい前記ガス浄化フィルタを前記エンジンの中心寄りに簡単に支持できる。従って、前記エンジンの機械振動や騒音等の発生を低減でき、前記エンジンの機関脚の防振ゴム構造等を簡単に構成できる。また、前記エンジンの左右幅の中心寄りに折り曲げた前記排気接続管の上端側に前記排気絞り装置を組付けるから、前記エンジンの設置スペース（エンジンの外形寸法＝エンジンの左右幅寸法）内に前記排気絞り装置をコンパクトに支持できる。前記エンジンの一側面から外向きに前記排気絞り装置が突出しない。即ち、前記排気絞り装置が配置された前記エンジンの側面よりも内方に前記排気絞り装置を配置できる。前記エンジンの組付け又はメンテナンス作業等において、前記排気絞り装置が障害物に衝突して損傷するのを防止できる。

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。図１は排気ガス浄化装置の正面視断面図、図２は同外観底面図、図３同排気ガス流入側から見た左側面図、図４は同排気ガス排出側から見た右側断面図、図５は図１の正面視分解断面図、図６は同排気ガス排出側の正面視拡大断面図、図７は同排気ガス排出側の側面視拡大断面図、図８は同排気ガス流入側の拡大底面図、図９は同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図１乃至図５を参照しながら、排気ガス浄化装置の全体構造について説明する。なお、以下の説明では、排気ガス流入側を単に左側と称し、同じく排気ガス排出側を単に右側と称する。

図１乃至図５に示す如く、本実施形態の排気ガス浄化装置としての連続再生式のディーゼルパティキュレートフィルタ１（以下、ＤＰＦという）を設けている。ＤＰＦ１は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）等を物理的に捕集するためのものである。ＤＰＦ１は、二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する白金等のディーゼル酸化触媒２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３とを、排気ガスの移動方向（図１の左側から右側方向）に直列に並べた構造になっている。ＤＰＦ１は、スートフィルタ３が連続的に再生されるように構成している。ＤＰＦ１によって、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）の除去に加え、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を低減できる。

図１及び図５を参照して、ディーゼル酸化触媒２の取付け構造を説明する。図１及び図５に示す如く、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒２は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒内側ケース４に内設させている。触媒内側ケース４は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒外側ケース５に内設させている。即ち、ディーゼル酸化触媒２の外側にマット状のセラミックファイバー製触媒断熱材６を介して触媒内側ケース４を被嵌させている。また、触媒内側ケース４の外側に端面Ｉ字状の薄板製支持体７を介して触媒外側ケース５を被嵌させている。なお、触媒断熱材６によってディーゼル酸化触媒２が保護される。触媒内側ケース４に伝わる触媒外側ケース５の応力（変形力）を薄板製支持体７にて低減させる。

図１及び図５に示す如く、触媒内側ケース４及び触媒外側ケース５の左側端部に円板状の左側蓋体８を溶接にて固着している。左側蓋体８に座板体９を介してセンサ接続プラグ１０を固着している。ディーゼル酸化触媒２の左側端面２ａと左側蓋体８とをガス流入空間用一定距離Ｌ１だけ離間させて対向させる。ディーゼル酸化触媒２の左側端面２ａと左側蓋体８との間に排気ガス流入空間１１を形成している。なお、センサ接続プラグ１０には、図示しない入口側排気ガス圧力センサや入口側排気ガス温度センサ等が接続される。

図１、図５、図９に示す如く、排気ガス流入空間１１が形成された触媒内側ケース４及び触媒外側ケース５の左側端部に楕円形状の排気ガス流入口１２を開口させている。楕円形状の排気ガス流入口１２は、排気ガス移動方向（前記ケース４,５の中心線方向）を短
尺直径とし、排気ガス移動方向(前記ケース４,５の円周方向)に直交する方向を長尺直径
に形成している。触媒内側ケース４の開口縁１３と触媒外側ケース５の開口縁１４の間に閉塞リング体１５を挟持状に固着している。触媒内側ケース４の開口縁１３と触媒外側ケース５の開口縁１４の間の隙間が閉塞リング体１５によって閉鎖される。触媒内側ケース４と触媒外側ケース５の間に排気ガスが流入するのを、閉塞リング体１５によって防止している。

図１、図３、図５、図８に示す如く、排気ガス流入口１２が形成された触媒外側ケース５の外側面に排気ガス入口管１６を配置している。排気ガス入口管１６の小径側の真円形の開口端部１６ａに排気接続フランジ体１７を溶接している。排気接続フランジ体１７は、ボルト１８を介して、後述するディーゼルエンジン７０の排気マニホールド７１に締結されている。排気ガス入口管１６の大径側の真円形の開口端部１６ｂは、触媒外側ケース５の外側面に溶接されている。排気ガス入口管１６は、小径側の真円形の開口端部１６ａから大径側の真円形の開口端部１６ｂに向けて末広がり形状（ラッパ状）に形成されている。

図１、図５、図８に示す如く、触媒外側ケース５の外側面のうち、触媒外側ケース５の開口縁１４の左側端部の外側面に、大径側の真円形の開口端部１６ｂの左側端部が溶接されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口１２に対して、排気ガス入口管１６（大径側の真円形の開口端部１６ｂ）が、排気ガス移動下流側（触媒外側ケース５の右側）にオフセットされて配置されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口１２は、排気ガス入口管１６（大径側の真円形の開口端部１６ｂ）に対して、排気ガス移動上流側（触媒外側ケース５の左側）にオフセットされて、触媒外側ケース５に形成されている。

上記の構成により、エンジン７０の排気ガスが、排気マニホールド７１から排気ガス入口管１６に入り込み、排気ガス入口管１６から排気ガス流入口１２を介して排気ガス流入空間１１に入り込み、ディーゼル酸化触媒２にこの左側端面２ａから供給される。ディーゼル酸化触媒２の酸化作用によって、二酸化窒素（ＮＯ２）が生成される。また、後述するディーゼルエンジン７０に支持脚体１９を介してＤＰＦ１を固着させる。

図１及び図５を参照して、スートフィルタ３の取付け構造を説明する。図１及び図５に示す如く、エンジン７０が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのスートフィルタ３は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ内側ケース２０に内設させている。内側ケース４は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ外側ケース２１に内設させている。即ち、スートフィルタ３の外側にマット状のセラミックファイバー製フィルタ断熱材２２を介してフィルタ内側ケース２０を被嵌させている。なお、フィルタ断熱材２２によってスートフィルタ３が保護される。

図１及び図５に示す如く、触媒外側ケース５の排気ガス移動下流側（右側）の端部に触媒側フランジ２５を溶接する。フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動方向の中間と、フィルタ外側ケース２１の排気ガス移動上流側（左側）の端部にフィルタ側フランジ２６を溶接する。触媒側フランジ２５と、フィルタ側フランジ２６とを、ボルト２７及びナット２８によって着脱可能に締結している。なお、円筒形の触媒内側ケース４の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース２０の直径寸法とが略同一寸法である。また、円筒形の触媒外側ケース５の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース２１の直径寸法とが略同一寸法である。

図１に示す如く、触媒側フランジ２５とフィルタ側フランジ２６を介して、触媒外側ケース５にフィルタ外側ケース２１が連結された状態では、触媒内側ケース４の排気ガス移動下流側（右側）の端部に、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、センサ取付け用一定間隔Ｌ２だけ離間して対峙する。即ち、触媒内側ケース４の排気ガス移動下流側（右側）の端部と、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部との間に、センサ取付け空間２９が形成される。センサ取付け空間２９位置の触媒外側ケース５に、センサ接続プラグ５０を固着している。センサ接続プラグ５０には、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ（サーミスタ）等が接続される。

図５に示す如く、触媒内側ケース４の排気ガス移動方向の円筒長さＬ３よりも、触媒外側ケース５の排気ガス移動方向の円筒長さＬ４を長く形成している。フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動方向の円筒長さＬ５よりも、フィルタ外側ケース２１の排気ガス移動方向の円筒長さＬ６を短く形成している。センサ取付け空間２９の一定間隔Ｌ２と、触媒内側ケース４の円筒長さＬ３と、フィルタ内側ケース２０の円筒長さＬ５とを加算した長さ（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ５）が、触媒外側ケース５の円筒長さＬ４と、フィルタ外側ケース２１の円筒長さＬ６とを加算した長さ（Ｌ４＋Ｌ６）に略等しくなるように構成している。フィルタ外側ケース２１の排気ガス移動上流側（左側）の端部から、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、それらの長さの差（Ｌ７＝Ｌ５−Ｌ６）だけ突出する。即ち、触媒外側ケース５にフィルタ外側ケース２１を連結した場合、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、オーバーラップ寸法Ｌ７だけ、触媒外側ケース５の排気ガス移動下流側（右側）に内挿される。

上記の構成により、ディーゼル酸化触媒２の酸化作用によって生成された二酸化窒素（ＮＯ２）が、スートフィルタ３にこの左側端面３ａから供給される。スートフィルタ３に捕集されたディーゼルエンジン７０の排気ガス中の捕集粒状物質（ＰＭ）が、二酸化窒素（ＮＯ２）によって、比較的低温で連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）が低減される。

なお、上記のように、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとして、ディーゼル酸化触媒２及びスートフィルタ３を設けたが、ディーゼル酸化触媒２及びスートフィルタ３に代えて、尿素（還元剤）の添加にて発生したアンモニア（ＮＨ３）によってエンジン７０の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元するＮＯｘ選択還元触媒（ＮＯｘ除去触媒）と、ＮＯｘ選択還元触媒から排出される残留アンモニアを取り除くアンモニア除去触媒とを設けてもよい。

上記のように、ガス浄化フィルタとして、触媒内側ケース４にＮＯｘ選択還元触媒（ＮＯｘ除去触媒）を設け、フィルタ内側ケース２０にアンモニア除去触媒を設けた場合、エンジンが排出した排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元され、無害な窒素ガス（Ｎ２）として排出できる。

図１乃至図３、及び図５乃至図７を参照して、消音器３０の取付け構造を説明する。図１乃至図３、図５に示す如く、エンジンが排出した排気ガス音を減衰させる消音器３０は、耐熱金属材料製の略筒型の消音内側ケース３１と、耐熱金属材料製の略筒型の消音外側ケース３２と、消音内側ケース３１及び消音外側ケース３２の右側端部に溶接にて固着した円板状の右側蓋体３３とを有する。消音外側ケース３２に消音内側ケース３１を内設させている。また、円筒形の触媒外側ケース５の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース２１の直径寸法と、円筒形の消音外側ケース３２とが略同一寸法である。円筒形の触媒内側ケース４の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース２０の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース３１とが略同一寸法である。なお、円筒形の触媒内側ケース４の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース２０の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース３１とが同一寸法でなくてもよい。

図４乃至図７に示す如く、消音内側ケース３１及び消音外側ケース３２に排気ガス出口管３４を貫通させている。排気ガス出口管３４の一端側が出口蓋体３５によって閉塞されている。消音内側ケース３１の内部における排気ガス出口管３４の全体に多数の排気孔３６が開設されている。消音内側ケース３１の内部が、多数の排気孔３６を介して、排気ガス出口管３４に連通されている。図示しない消音器やテールパイプが排気ガス出口管３４の他端側に接続される。

図６、図７に示す如く、消音内側ケース３１には、多数の消音孔３７が開設されている。消音内側ケース３１の内部が、多数の消音孔３７を介して、消音内側ケース３１と消音外側ケース３２との間に連通されている。消音内側ケース３１と消音外側ケース３２との間の空間は、右側蓋体３３と薄板製支持体３８によって閉塞されている。消音内側ケース３１と消音外側ケース３２との間にセラミックファイバー製消音材３９が充填されている。消音内側ケース３１の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、薄板製支持体３８を介して、消音外側ケース３２の排気ガス移動上流側（左側）の端部に連結されている。

上記の構成により、消音内側ケース３１内から排気ガス出口管３４を介して排気ガスが排出される。また、消音内側ケース３１の内部において、多数の消音孔３７から消音材３９に排気ガス音（主に高周波帯の音）が吸音される。排気ガス出口管３４の出口側から排出される排気ガスの騒音が減衰される。

図１及び図５に示す如く、フィルタ内側ケース２０とフィルタ外側ケース２１の排気ガス移動下流側（右側）の端部にフィルタ側出口フランジ４０を溶接する。消音外側ケース３２の排気ガス移動上流側（左側）の端部に、消音側フランジ４１を溶接する。フィルタ側出口フランジ４０と、消音側フランジ４１とを、ボルト４２及びナット４３によって着脱可能に締結している。なお、フィルタ内側ケース２０とフィルタ外側ケース２１にセンサ接続プラグ４４を固着している。センサ接続プラグ４４には、図示しない出口側排気ガス圧力センサや出口側排気ガス温度センサ（サーミスタ）等が接続される。

図１０乃至図１５を参照して、ディーゼルエンジン７０に前記ＤＰＦ１を設けた構造を説明する。図１０乃至図１５に示す如く、ディーゼルエンジン７０のシリンダヘッド７２の左側面に、排気マニホールド７１が配置されている。ディーゼルエンジン７０のシリンダヘッド７２の右側面に、吸気マニホールド７３が配置されている。シリンダヘッド７２は、エンジン出力軸７４（クランク軸）とピストン（図示省略）を有するシリンダブロック７５に上載されている。シリンダブロック７５の前面と後面とからエンジン出力軸７４の前端と後端とを突出させている。シリンダブロック７５の前側方に冷却ファン７６を設ける。エンジン出力軸７４の前端側からＶベルト７７を介して冷却ファン７６に回転力が伝達されるように構成している。

図１０、図１１、図１３に示す如く、シリンダブロック７５の後面にフライホイールハウジング７８を固着している。フライホイールハウジング７８内にフライホイール７９を設ける。エンジン出力軸７４の後端側にフライホイール７９を軸支させている。後述する農作業用のトラクタ１００の作動部（車輪、作業用ＰＴＯ軸）に、フライホイール７９を介してディーゼルエンジン７０の動力を取出すように構成している。

図１０、図１１、図１５に示す如く、フィルタ外側ケース２１の外側面には第１支持脚体１９ａの一端側が溶接固定されている。第１支持脚体１９ａの他端側は、第２支持脚体１９ｂの上端側にボルト１３１ａにて着脱可能に締結されている。シリンダヘッド７２における冷却ファン７６寄りの箇所に第２支持脚体１９ｂがボルト１３１ｂにて着脱可能に締結されている。触媒外側ケース５における排気ガス流入口１２側の側端面には、第３支持脚体１９ｃの一端側（上端側）がボルト１３２にて着脱可能に締結されている。第３支持脚体１９ｃの他端側（下端側）は、シリンダヘッド７２におけるフライホイールハウジング７８側の側端面にボルト１３４にて着脱可能に締結されている。第１支持脚体１９ａ及び第２支持脚体１９ｂは、ＤＰＦ１を支持する前部フィルタブラケット（フィルタ支持体）に相当し、第３支持脚体１９ｃは、ＤＰＦ１を支持する後部フィルタブラケット（フィルタ支持体）に相当するものである。

図１３乃至図１５に示す如く、排気マニホールド７１の排気マニホールド出口管７１ａを上向きに開口させている。排気マニホールド７１にＤＰＦ１を連通させる排気接続管８４と、ディーゼルエンジン７０の排気圧を調節する排気絞り装置８５とを備えている。排気マニホールド出口管７１ａに排気接続管８４の下端側を連結する。排気接続管８４の上端側を上向きに延長させ、排気接続管８４の上端側にＤＰＦ１の排気ガス入口管１６を連結する。また、ディーゼルエンジン７０の左右幅の中心寄りに向けて排気接続管８４の上端側を折り曲げて延長させている。排気接続管の上端側とＤＰＦ１の排気ガス入口管１６との接続部に排気絞り装置８５を設置している。

上記の構成により、ＤＰＦ１の排気ガス浄化によって捕集されたすすがスートフィルタ３に堆積したときに、排気絞り装置８５を制御して、ディーゼルエンジン７０の排気圧を高くし、ディーゼルエンジン７０の排気ガスの温度を高温にすることによって、スートフィルタ３に堆積したすすが燃焼され、スートフィルタ３が再生される。従って、負荷が小さく排気ガスの温度が低くなりやすい作業（すすが堆積しやすい作業）を継続して行っても、スートフィルタ３の再生によって、ＤＰＦ１の排気ガス浄化能力を適正に維持できる。なお、スートフィルタ３に堆積したすすを燃焼させるためのバーナー等が不要である。

図１１乃至図１５に示す如く、ディーゼルエンジン７０に給気するエアクリーナ８８を備える。ディーゼルエンジン７０の上面の一側の吸気マニホールド７３の上方にエアクリーナ８８を配置している。エアクリーナ８８の吸気出口管８９に吸気接続管９０を介して吸気マニホールド７３の吸気取入れ管９１を連結している。エアクリーナ８８は、クリーナ支持脚９２を介してシリンダヘッド７２に取付けられている。即ち、エアクリーナ８８によって浄化された空気が、吸気出口管８９、吸気接続管９０、吸気取入れ管９１を介して、吸気マニホールド７３に供給される。

図１０乃至図１５に示すように、ＤＰＦ１とエアクリーナ８８とは、エンジン出力軸７４に沿って長い円筒形状に形成されていて、ディーゼルエンジン７０の上面側に配置されている。シリンダヘッド７２における吸気マニホールド７３側は外向きに露出していて、メンテナンス作業をし易い状態になっている。また、ＤＰＦ１における長手方向一端側と長手方向他端側とには、排気ガス入口管１６と排気ガス出口管３４（排気ガス流出口）とが左右振り分けて配置されている。

以上の構成から明らかなように、ＤＰＦ１は、エンジン７０の排気マニホールド７１に連結されると共に、複数のフィルタ支持体（支持脚体１９ａ〜１９ｃ）を介してシリンダヘッド７２に連結されている。このため、ディーゼルエンジン７０の構成部品の一つとして、ディーゼルエンジン７０にＤＰＦ１を高剛性に配置でき、作業車両等の機器毎の排気ガス対策を不用にし、ディーゼルエンジン７０の汎用性を向上できる。即ち、ディーゼルエンジン７０の高剛性部品であるシリンダヘッド７２の利用にてＤＰＦ１とエアクリーナ８８を高剛性に支持して、振動等によるＤＰＦ１とエアクリーナ８８の損傷を防止できる。また、ディーゼルエンジン７０の製造場所でディーゼルエンジン７０にＤＰＦ１とエアクリーナ８８を組み込んで出荷することが可能になり、ディーゼルエンジン７０とＤＰＦ１とエアクリーナ８８をまとめてコンパクトに構成できる。

また、ＤＰＦ１の長手方向一端側が第１及び第２支持脚体１９ａ，１９ｂを介してシリンダヘッド７２に連結され、ＤＰＦ１の長手方向他端側が第３支持脚体１９ｃを介してシリンダヘッド７２に連結されている。そして、ＤＰＦ１の長手方向中間部は、排気マニホールド７１に連結されている。従って、排気マニホールド７１及び支持脚体１９ａ〜１９ｃを用いた三点支持によって、ＤＰＦ１をディーゼルエンジン７０上に高剛性に連結できる。

図１６乃至図１９を参照して、走行車両としてのトラクタ１０１に前記ディーゼルエンジン７０を搭載した構造を説明する。図１６に示す如く、キャビン付走行車両としてのトラクタ１０１は、走行機体１０２を左右一対の前車輪１０３と同じく左右一対の後車輪１０４とで支持し、前記走行機体１０２の前部に搭載したエンジン７０にて後車輪１０４及び前車輪１０３を駆動することにより、前後進走行するように構成される。この場合、走行機体１０２の進行方向左側に位置する前後車輪１０３，１０４の組と、進行方向右側に位置する前後車輪１０３，１０４の組とにより、左右一対の走行部が構成されている。

エンジン７０はボンネット１０６にて覆われる。また、前記走行機体１０２の上面にはキャビン１０７が設置され、該キャビン１０７の内部には、オペレータが着座する操縦座席１０８と、該操縦座席１０８の前方に位置する操向手段としての操縦ハンドル１０９（丸ハンドル）が設けられている。操縦座席１０８に着座したオペレータが操縦ハンドル１０９を回動操作することにより、その操作量（回動量）に応じて左右前車輪１０３のかじ取り角（操向角度）が変わるように構成されている。キャビン１０７の左右外側部には、オペレータが乗降するための左右１対のステップ１１０が設けられ、該ステップ１１０より内側で且つキャビン１０７の底部より下側には、エンジン７０に燃料を供給する燃料タンク１１１が設けられている。

また、前記走行機体１０２は、前バンパ１１２及び前車軸ケース１１３を有するエンジンフレーム１１４と、エンジンフレーム１１４の後部にボルト１１５にて着脱可能に固定する左右の機体フレーム１１６とにより構成される。機体フレーム１６の後部には、前記エンジン７０からの出力を適宜変速して後車輪１０４（前車輪１０３）に伝達するためのミッションケース１１７が連結されている。この場合、後車輪１０４は、前記ミッションケース１１７に対して、当該ミッションケース１１７の外側面から外向きに突出するように装着された後車軸ケース１１８、及びこの後車軸ケース１１８の外側端に装着されたファイナルギヤケース１１９を介して取付けられている。

前記ミッションケース１１７の後部における上面には、耕耘機等の作業機（図示せず）を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構１２０が着脱可能に取付けられている。耕耘機等の作業機は、ミッションケース１１７の後部にロワーリンク１２１及びトップリンク（図示せず）を介して昇降動可能に連結される。さらに、ミッションケース１１７の後側面に、前記作業機を駆動するＰＴＯ軸１２３が設けられている。

前記エンジン７０の後側面にはエンジン出力軸７４が後ろ向きに突出し、エンジン出力軸７４にはフライホイール７９を直結している。詳細には図示していないが、フライホイール７９から後ろ向きに突出する主動軸と、ミッションケース１１７の前面から前向きに突出する主変速入力軸とは、両端に自在軸継手を備え且つ伸縮可能な動力伝達軸を介して連結されている。前記エンジン７０の回転動力を主変速入力軸に伝達し、次いで、油圧無段変速機と、走行副変速ギヤ機構にて適宜変速して、差動ギヤ機構を介して後車輪１０４にこの駆動力を伝達するように構成している。また、走行副変速ギヤ機構にて適宜変速したエンジン７０の回転を、前車輪駆動ケースと前車軸ケース１１３の差動ギヤ機構とを介して前車輪１０３に伝達するように構成している。

次に、エンジン７０及びボンネット１０６の取付け構造について詳述する。エンジンフレーム１１４に防振ゴム１４８を介してエンジン７０を連結する。防振ゴム１４８によって、エンジン７０が走行機体１０２に支持される。ボンネット１０６の前部の下側にフロントグリル１０６ａを一体的に連結する。エンジンフレーム１１４に支持した左右のエンジンカバー１４９と、ボンネット１０６とによって、エンジン７０の左右及び前方及び上方を覆う。フロントグリル１０６ａの下端側を係脱可能に係止するためのボンネットロック機構１５１を備える。フロントグリル１０６ａの下方のエンジンフレーム１１４にボンネットロック機構１５１を配置する。ボンネットロック機構１５１によって、エンジン７０の前方及び上方を覆う姿勢で、ボンネット１０６を支持する。なお、エンジン７０の前方に配置したバッテリ２２６及びラジエータ２２７等のエンジン付設部品は、ボンネット１０６及びフロントグリル１０６ａによって覆われる。また、図１６に示されるように、ボンネット１０６の後部の内側にボンネット開閉支点軸１５０を配置する。ボンネットロック機構１５１を離脱操作し、且つボンネット１０６の前部を上方に持上げ操作することによって、ボンネット１０６の後部のボンネット開閉支点軸１５０回りに、ボンネット１０６の前部を上方に移動して、エンジン７０の前方及び上方を大きく開放する。

図１６に示されるように、ボンネット１０６の下面側に固着したボンネット側ヒンジ１７１と、走行機体側に設置したボンネット開閉支点軸１５０とにガススプリング９３ａ，９３ｂを連結している。ガススプリング９３ａ，９３ｂによって走行機体側にボンネット１０６を回動可能に連結する。ガススプリング９３ａ，９３ｂの突っ張り作用によって、ボンネット１０６が開動した位置に支持され、エンジンルーム１５４の上面側及び前方が開放される。図１９に示されるように、右側のガススプリング９３ａは、ＤＰＦ１とボンネット１０６との間の隙間Ａを利用して前後方向に延長されている。左側のガススプリング９３ｂは、エアクリーナ８８とボンネット１０６との間の隙間Ｂを利用して前後方向に延長されている。

上記の構成により、エンジンフレーム１１４にボンネットロック機構１５１を介してフロントグリル１０６ａの下端側を係止し、図１６に実線で示す閉位置にボンネット１０６を支持することによって、ボンネット１０６によってエンジン７０の上方及び前方が覆われる。作業者が、ボンネットロック機構１５１のロックを解除操作して、ボンネット１０６の前部を持上げることによって、ボンネット開閉支点軸１５０回りにボンネット１０６を開動させ、エンジン７０のメンテナンス作業等を実行できる。

上述したように本実施形態は、走行機体１０２に搭載され且つボンネット１０６で覆われた走行車両搭載用のエンジン装置において、エンジン７０に給気するエアクリーナ８８と、エンジン７０の排気ガスを浄化するＤＰＦ１とを備え、エンジン７０の上面の一側の吸気マニホールド７３の上方にエアクリーナ８８を配置し、エンジン７０の上面の他側の排気マニホールド７１の上方にＤＰＦ１を配置したものであるから、エンジン７０の上面側の空間を有効に活用して、エンジン７０の上面とボンネット１０６の下面の間にエアクリーナ８８と、ＤＰＦ１をコンパクトに設置できる。例えば、外形が円筒状のＤＰＦ１の軸芯線と、外形が円筒状のエアクリーナ８８の軸芯線と、エンジンのクランク形出力軸７４の軸芯線とを上面視で平行状に配置することによって、上面視でエンジン７０の四角外形内にＤＰＦ１とエアクリーナ８８を設置できる。即ち、エンジン７０の上面外形（四角外形）と、ＤＰＦ１とエアクリーナ８８の上面外形（四角外形）とを略同一大きさに形成できるから、エンジン７０を内設させるのに必要な大きさのエンジンルームを簡単に確保できる。ボンネット１０６を大型に形成することなく、ボンネット１０６内の高位置に、ＤＰＦ１とエアクリーナ８８を近接させて組付けることができる。

また、本実施形態は、ＤＰＦ１を、エアクリーナ８８よりもエンジン７０の左右幅の中心寄りにオフセットさせて配置したものであるから、エアクリーナ８８よりも質量が大きいＤＰＦ１をエンジン７０の左右幅の中心寄りの位置で支持できる。エンジン７０の機械振動や騒音等の発生を低減できる。従って、エンジン７０の機関脚の防振ゴム構造等を簡単に構成できる。

また、本実施形態は、エアクリーナ８８とＤＰＦ１との間の隙間よりも、ボンネット１０６の内面とＤＰＦ１との間の隙間が大きくなるように構成したものであるから、エアクリーナ８８に近接して配置されたＤＰＦ１の熱によってエアクリーナ８８を容易に加温できる。また、ＤＰＦ１とボンネット１０６の内面との空間の断熱作用によって、排気ガスの浄化に必要な温度にＤＰＦ１の温度を簡単に維持できる。ＤＰＦ１の比較的高温の排熱によって、ボンネット１０６が過熱されるのを防止できる。

また、本実施形態は、ボンネット１０６の内面とエアクリーナ８８との間の隙間よりも、ボンネット１０６の内面とＤＰＦ１との間の隙間が大きくなるように構成したものであるから、エアクリーナ８８よりも質量が大きいＤＰＦ１をエンジン７０の中心寄りに支持させて、エンジン７０の機械振動や騒音等の発生を低減できる。従って、エンジン７０の機関脚の防振ゴム構造等を簡単に構成できる。

また、本実施形態は、排気マニホールド７１にＤＰＦ１を連通させる排気接続管８４と、エンジンの排気圧を調節する排気絞り装置８５とを備え、排気接続管８４を上向きに延長させ、排気接続管８４の上端側にＤＰＦ１の排気ガス流入口１２（排気ガス入口管１６）を連結する構造であって、エンジン７０の左右幅の中心寄りに排気接続管８４の上端側を折り曲げて延長させ、排気接続管８４の上端側とＤＰＦ１の排気ガス流入口１２（排気ガス入口管１６）との接続部に排気絞り装置８５を設置したものであるから、排気マニホールド７１の構造に制限されることなく、エアクリーナ８８よりも質量が大きいＤＰＦ１をエンジン７０の中心寄りに簡単に支持できる。従って、エンジン７０の機械振動や騒音等の発生を低減でき、エンジン７０の機関脚の防振ゴム構造等を簡単に構成できる。また、エンジン７０の左右幅の中心寄りに折り曲げた排気接続管８４の上端側に排気絞り装置８５を組付けるから、エンジン７０の設置スペース（エンジンの外形寸法＝エンジンの左右幅寸法）内に排気絞り装置８５をコンパクトに支持できる。エンジン７０の一側面から外向きに排気絞り装置８５が突出しない。即ち、排気絞り装置８５が配置されたエンジン７０の側面よりも内方に排気絞り装置８５を配置できる。エンジン７０の組付け又はメンテナンス作業等において、排気絞り装置８５が障害物に衝突して損傷するのを防止できる。

また、エンジン７０のシリンダヘッド７２の前部にＤＰＦ１の一端側を支持させる前部フィルタブラケット１９ａ、１９ｂと、エンジン７０のシリンダヘッド７２の後部にＤＰＦ１の他端側を支持させる後部フィルタブラケット１９ｃとを備え、シリンダヘッド７２の略前後幅内にＤＰＦ１が支持されるように構成したものであるから、排気マニホールド７１の構造に制限されることなく、エアクリーナ８８よりも質量が大きいＤＰＦ１をエンジン７０の前後幅内に簡単に支持できる。ボンネット１０６を大型に形成することなく、エンジン７０を内設させるのに必要な大きさのエンジンルーム１５４を簡単に確保できる。ボンネット１０６内の高位置に、ＤＰＦ１とエアクリーナ８８をコンパクトに組付けることができる。

本発明の実施形態の排気ガス浄化装置の正面視断面図である。 同外観底面図である。 同排気ガス流入側から見た左側面図である。 同排気ガス排出側から見た右側断面図である。 図１の正面視分解断面図である。 同排気ガス排出側の正面視拡大断面図である。 同排気ガス排出側の側面視拡大断面図である。 同排気ガス流入側の拡大底面図である。 同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。 ディーゼルエンジンの左側面図である。 ディーゼルエンジンの平面図である。 ディーゼルエンジンの正面図である。 ディーゼルエンジンの背面図である。 ディーゼルエンジンの右側面図である。 ディーゼルエンジンを左後方から見た斜視図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの平面図である。 ボンネット内でのディーゼルエンジンの配置を示す正面図である。

１ ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）（ガス浄化フィルタ）
２ ディーゼル酸化触媒（ガス浄化フィルタ）
３ スートフィルタ（ガス浄化フィルタ）
１２ 排気ガス流入口
７０ エンジン
７１ 排気マニホールド
７３ 吸気マニホールド
８４ 排気接続管
８５ 排気絞り装置
８８ エアクリーナ
１０１ トラクタ
１０６ ボンネット

Claims (2)

1. 走行機体に搭載され且つボンネットで覆われた走行車両搭載用のエンジン装置において、
   前記エンジンに給気するエアクリーナと、前記エンジンの排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとを備え、前記エンジンの上面の一側の吸気マニホールドの上方に前記エアクリーナを配置し、前記エンジンの上面の他側の排気マニホールドの上方に、前記ガス浄化フィルタを、その長手方向が前記エンジン出力軸の軸線方向に沿うように且つ前記エアクリーナよりも前記エンジンの左右幅の中心寄りにオフセットさせて配置して、
   前記エアクリーナと前記ガス浄化フィルタとの間の隙間よりも、前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間が大きくなるように構成するとともに、前記ボンネットの内面と前記エアクリーナとの間の隙間よりも、前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間が大きくなるように構成し、
   前記ボンネットの後部内側に設けたボンネット開閉支点軸回りに前記ボンネットを回動させて、前記エンジンの前方及び上方を開放可能に構成し、前記ボンネット内には、突っ張り作用によって前記ボンネットを開動した位置に支持するガススプリングを配置し、
   前記ボンネットの内面と前記ガス浄化フィルタとの間の隙間に、前記ガススプリングを前後方向に延長するように位置させたことを特徴とする走行車両搭載用のエンジン装置。
2. 前記排気マニホールドに前記ガス浄化フィルタを連通させる排気接続管と、前記エンジンの排気圧を調節する排気絞り装置とを備え、前記排気接続管を上向きに延長させ、前記排気接続管の上端側に前記ガス浄化フィルタの排気ガス入口を連結する構造であって、前記エンジンの左右幅の中心寄りに前記排気接続管の上端側を折り曲げて延長させ、前記排気接続管の上端側と前記ガス浄化フィルタの排気ガス入口との接続部に前記排気絞り装置を設置したことを特徴とする請求項１に記載の走行車両搭載用のエンジン装置。