JP5519261B2 - エンジン装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を捕集して、排気ガスを浄化する排気浄化装置は公知である（例えば、特許文献１）。

従来の排気浄化装置を備えるエンジン装置の一例として、エンジン装置１００がある（図１７及び図１８参照）。エンジン装置１００は、排気ガスを排出する排気口部１０４、及び燃焼用空気を取り入れる吸気口部１０５、を有するディーゼルエンジン（以下、「エンジン」）１０１と、エンジン１０１の排気ガスを浄化する排気浄化装置１０２と、を備える。

排気浄化装置１０２は、エンジン１０１のフライホイールハウジング１０３の上部に固定され、左端部がエンジン１０１の排気口部１０４（排気マニホールド）に対向し、右端部がエンジン１０１の吸気口部１０５（吸気マニホールド）に対向するハウジング部１０６と、エンジン１０１の排気口部１０４から排出される前記排気ガスを取り入れる排気ガス導入部１０７と、前記排気ガス中の未燃成分を酸化除去する酸化触媒コンバータ１０８と、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ１０９（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）と、前記排気ガスの排出音を低減するサイレンサ部１１０と、前記排気ガスを排出する排気ガス排出部１１１と、を備える。

排気浄化装置１０２においては、ハウジング部１０６の左端部に排気ガス導入部１０７が配置され、ハウジング部１０６の右端部に排気ガス排出部１１１が配置されている（図１７参照）。また、ハウジング部１０６内においては、ハウジング部１０６の左端部から右端部に向けて、酸化触媒コンバータ１０８→パティキュレートフィルタ１０９→サイレンサ部１１０、の順に、これらが左右方向に一直線上に配置されている。

エンジン１０１の排気ガスは、排気口部１０４を通じて排気浄化装置１０２の排気ガス導入部１０７に取り入れられた後、ハウジング部１０６内を、酸化触媒コンバータ１０８→パティキュレートフィルタ１０９→サイレンサ部１１０、の順に流れていき、最終的に、排気ガス排出部１１１から大気中に排出される。排気ガスがパティキュレートフィルタ１０９を通る際、排気ガス中のＰＭがパティキュレートフィルタ１０９に捕集され、堆積する。このようにして排気ガス中のＰＭが除去される。

エンジン１０１において、定格運転時（最大出力運転時）等、排気ガスが高温になるとき、高温の排気ガスが排気ガス導入部１０７に取り入れられる。このとき、ハウジング部１０６内に取り入れられた高温の排気ガスによってパティキュレートフィルタに堆積しているＰＭ（カーボン等）が一気に酸化（再燃焼）することがある。この場合、ＰＭの再燃焼によって大きな発熱が生じるので、排気ガスがパティキュレートフィルタ１０９→サイレンサ部１１０と流れる際に十分に温度低下せずに、高温の状態で排気ガス排出部１１１から排出されることとなる。

しかし、前述のようなエンジン１０１と排気浄化装置１０２との配置関係では、排気浄化装置１０２の排気ガス排出部１１１が、エンジン１０１の吸気口部１０５側に位置しており、吸気口部１０５と近接した状態にある。これにより、ＰＭの再燃焼によって高温の排気ガスが排気ガス排出部１１１から排出されるとき、高温の排気ガスが吸気口部１０５近傍で排出されることになり、エンジン１０１の吸気口部１０５から取り入れられる燃焼用空気の温度（吸気温度）が上昇しやすくなる。そして、吸気温度が上昇すると、エンジン１０１性能の低下（エンジン１０１の熱負荷の増大、ＮＯｘ排出量の増加、エンジン１０１出力低下等）を招くという問題が生じる。

特開２００８−２５５８５８号公報

本発明は、吸気口部から取り入れられる燃焼用空気の温度上昇を抑制可能なエンジン装置を提供する。

請求項１においては、排気マニホールド及び吸気マニホールドと、前記排気マニホールドから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えるエンジン装置であって、前記排気浄化装置は、一端部が前記排気マニホールド側に位置し、他端部が前記吸気マニホールド側に位置するように、前記エンジンに取り付けられるハウジング部と、前記ハウジング部の一端部に配置され、排気マニホールドに接続される排気ガス導入部と、前記ハウジング部内に配置される酸化触媒コンバータと、パティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタ側からの排気ガスの排出音を低減するサイレンサ部と、排気ガスを前記ハウジング部外へ排出する排気ガス排出部とを備え、前記酸化触媒コンバータ、パティキュレートフィルタ、及びサイレンサ部が、前記ハウジング部の一端側から他端側に向かった後に、他端側から一端側に向かう経路に沿って配置され、前記ハウジング部は、一端部から他端部に向かう延在方向と直交する断面の形状が楕円形状に形成され、前記酸化触媒コンバータ及び前記パティキュレートフィルタは、前記延在方向に直列して配置され、前記サイレンサ部は、前記酸化触媒コンバータ及び前記パティキュレートフィルタに対して、前記延在方向と並行する方向にずれた位置に配置され、前記ハウジング部内に、前記酸化触媒コンバータ及び前記パティキュレートフィルタに対して並行するずれた位置には、前記パティキュレートフィルタと連通される他端室、前記排気ガスの排気音を減衰させる第一膨張室及び第二膨張室、並びに前記排気ガス排出部と連通される一端室が順に配置され、前記サイレンサ部は、前記他端室と前記第二膨張室とを第一パイプ及び第二パイプで連通させ、更に前記第二膨張室と前記第一膨張室とを連通させ、前記第一膨張室と前記一端室とを第三パイプで連通させ、排気ガスが、前記他端室、前記第一パイプ及び第二パイプ、前記第二膨張室、前記第一膨張室、前記第三パイプ、前記一端室の順に流れて、前記排気ガス排出部に到達するものである。

請求項２においては、排気マニホールド及び吸気マニホールドと、前記排気マニホールドから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えるエンジン装置であって、前記排気浄化装置は、一端部が前記排気マニホールド側に位置し、他端部が前記吸気マニホールド側に位置するように、前記エンジンに取り付けられるハウジング部と、前記ハウジング部の一端部に配置され、排気マニホールドに接続される排気ガス導入部と、前記ハウジング部内に配置される酸化触媒コンバータと、パティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタ側からの排気ガスの排出音を低減するサイレンサ部と、排気ガスを前記ハウジング部外へ排出する排気ガス排出部とを備え、前記酸化触媒コンバータ、パティキュレートフィルタ、及びサイレンサ部が、前記ハウジング部の一端側から他端側に向かった後に、他端側から一端側に向かう経路に沿って配置され、前記ハウジング部は、一端部から他端部に向かう延在方向と直交する断面の形状が円形状に形成され、前記ハウジング部内は、前記延在方向と直交する方向に中央で二分割されることによって、前記延在方向と直交する断面の形状が、それぞれ半月形状になる第一空間及び第二空間に分割され、前記酸化触媒コンバータは、前記第一空間内に配置され、かつ、前記延在方向の断面が前記第一空間の断面形状に応じた半月形状に形成される第一酸化触媒コンバータ及び第二酸化触媒コンバータを有し、前記延在方向に直列に配置され、前記パティキュレートフィルタは、前記第一空間内に配置されると共に、断面が半月形状に形成される第一パティキュレートフィルタ、及び前記第二空間内に配置されると共に断面が半月形状に形成される第二パティキュレートフィルタを有し、前記第一パティキュレートフィルタ及び前記第二パティキュレートフィルタは、前記第一空間と第二空間内にて位置が同じになるように並列して配置され、前記ハウジング部内における前記第一パティキュレートフィルタ及び第二パティキュレートフィルタに対して前記延在方向にずれた位置には、前記第一空間と前記第二空間とを連通し、前記第一空間内の前記第一パティキュレートフィルタを通過した排気ガスを、前記第二空間内の前記第二パティキュレートフィルタへと供給する供給パイプが設けられるものである。

請求項１に記載のエンジン装置によれば、吸気マニホールドから取り入れられる燃焼用空気の温度上昇を抑制可能である。

また、ハウジング部の長さを短縮でき、これにより、ハウジング部を吸気マニホールドから離間して配置できるので、吸気マニホールドがハウジング部から発せられる輻射熱の影響を受けることが抑制される。

従って、吸気マニホールドから取り入れられる燃焼用空気の温度上昇を抑制できる。

また、酸化触媒コンバータ及びパティキュレートフィルタの配置スペースを確保しつつ、サイレンサ部の配置スペースを確保でき、これにより騒音悪化を抑制できる。

また、酸化触媒コンバータ及びパティキュレートフィルタの配置スペースを確保しつつ、サイレンサ部の配置スペースを確保でき、これにより騒音悪化を抑制できる。

請求項２に記載のエンジン装置によれば、酸化触媒コンバータ及びパティキュレートフィルタをそれぞれ分割して、ハウジング部内に配置するように構成することで、酸化触媒コンバータ及びパティキュレートフィルタの容積を確保でき、排気浄化装置の性能低下を抑制できる。

本発明に係るエンジン装置の実施の一形態であるエンジン装置の概略構成図である。 図１を矢印Ａ方向から見た図である。 図１を矢印Ｂ方向から見た図である。 図１に示す排気浄化装置のＣ−Ｃ断面図である。 図１に示す排気浄化装置のＤ−Ｄ断面図である。 図２及び図３に示す排気浄化装置のＥ−Ｅ断面図である。 図４に示す排気浄化装置のサイレンサ部の別実施形態を示す図である。 図５に示す排気浄化装置のサイレンサ部の別実施形態を示す図である。 排気浄化装置の別実施形態の断面図である。 排気マニホールドを備えるエンジンの全体的な構成を示す正面図である。 同じく左側面図である。 同じく右側面図である。 排気マニホールドを備えるエンジンの排気系を示す模式図である。 （ａ）第一実施形態に係る排気マニホールドおよびサイレンサの組立構成を示す右側面図、（ｂ）同じく正面図である。 排気マニホールドを備えるエンジンの排気系を示す模式図である。 排気マニホールドを備えるエンジンの排気系を示す模式図である。 従来の排気浄化装置を適用したエンジンを示す図である。 図１３を矢印Ｘ方向から見た図である。

以下に、本発明に係るエンジン装置の実施の一形態であるエンジン装置ＥＮについて説明する。なお、図１、図２及び図３に示すように、ディーゼルエンジン１（以下、「エンジン１」）の前後左右上下方向を以下の説明における前後左右上下方向と規定する。

図１に示すように、エンジン装置ＥＮは、エンジン１、及びエンジン１から排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置２を備える。

エンジン１は、例えば農業・建設用の車両（トラクタ、バックホー等）、船舶、あるいは発電機、揚水ポンプ等の作業機に搭載され、作業機が作動するのに必要な駆動力を発生する。

図１、図２及び図３に示すように、エンジン１は、ピストン、前記ピストンを収容するシリンダを含むシリンダブロック３、前記シリンダの上部開口を塞ぐようにシリンダブロック３に取り付けられるシリンダヘッド４、及びピストンにコンロッドを介して接続されるクランクシャフト５、を備える。エンジン１は、後述する吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程を順に繰り返すことによって、駆動力を発生する。

吸気行程では、前記ピストンが下死点まで下がり、エンジン１の外気が、前記ピストンと前記シリンダとシリンダヘッド４との間に形成される燃焼室に、供給される。なお、前記燃焼室に供給されるエンジン１の外気を燃焼用空気とする。圧縮行程では、前記ピストンが上死点まで上がり、これにより前記燃焼室内の燃焼用空気が圧縮される。この圧縮により空気が高温となりこの圧縮行程の終わり近くで燃焼室内の燃料が噴射される。この燃料は自己着火（自然着火）して燃焼する。膨張行程では、燃焼により急激に温度と圧力が上昇して前記ピストンが下死点まで下がる。排気行程では、前記ピストンが上死点まで上がり、前記燃料の燃焼により生じたガス、すなわち排気ガスが前記燃焼室から流出する。

上記吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程に示す前記ピストンの上下往復運動に伴って、前記ピストンに接続されているクランクシャフト５が回転運動する。このときのクランクシャフト５の回転力が作業機の車輪等に伝達されて、作業機が作動する。

エンジン１は、排気口部６、吸気口部７、及びフライホイールハウジング８、をさらに備える。

排気口部６は、エンジン１の外周に設けられる開口部であり、排気マニホールド６ａ、排気バルブ等を介して前記燃焼室に接続されており、燃料の燃焼によって生じた排気ガスをエンジン１外に排出する。上記排気行程においては、前記排気バルブが開かれる。これにより、排気ガスが前記燃焼室から流出して、排気口部６（排気マニホールド６ａ）からエンジン１外に排出される。

吸気口部７は、エンジン１の外周に設けられる開口部であり、エアクリーナ、吸気マニホールド７ａ、吸気バルブ等を介して前記燃焼室に接続されており、燃焼用空気を取り入れる。上記吸気行程においては、前記吸気バルブが開かれる。これにより、燃焼用空気が、吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）に取り入れられて、前記燃焼室に供給される。

フライホイールハウジング８は、フライホイール８ａを内部に収容するものである。フライホイール８ａは、クランクシャフト５に接続され、クランクシャフト５の回転に伴って回転可能である。上記ピストンの上下往復運動に伴ってクランクシャフト５が回転運動するが、フライホイール８ａは、このときのクランクシャフト５の回転速度の変動を抑制する慣性マスとして機能する。

排気浄化装置２、排気口部６、吸気口部７、及びフライホイールハウジング８は、エンジン１（具体的にはシリンダブロック３及びシリンダヘッド４）の外周における同一側（後側）に配置されている。排気口部６及び吸気口部７は、互いに左右に所定間隔を開けて配置されている。排気口部６（排気マニホールド６ａ）はエンジン１の外周における左端に配置されており、吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）はエンジン１の外周における右端に配置されている。フライホイールハウジング８は、排気口部６及び吸気口部７の下方に配置されており、エンジン１の外周における下端に配置されている。

排気浄化装置２は、エンジン１の排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を捕集することによって、エンジン１の排気ガスを浄化する。

図４、図５及び図６に示すように、排気浄化装置２は、ハウジング部１１、排気ガス導入部１２、酸化触媒コンバータ１３、パティキュレートフィルタ１４、サイレンサ部１５、及び排気ガス排出部１６、を備える。

排気ガス導入部１２は、エンジン１の排気ガスをハウジング部１１内に導入するものであり、排気口部６（排気マニホールド６ａ）と接続される。排気ガス排出部１６は、排気ガス導入部１２を通じてハウジング部１１内に導入された排気ガスをハウジング部１１外へ排出するものであり、排気ガス導入部１２と共にハウジング部１１の長手方向の一端部（図１におけるハウジング部１１の左端部）に配置される。つまり、排気ガス導入部１２と排気ガス排出部１６はハウジング部１１の長手方向における同一端側に配置されると共に、互いに近接した位置に配置されている。ハウジング部１１内（ハウジング部１１の内周面で囲まれる空間）には、酸化触媒コンバータ１３、パティキュレートフィルタ１４及びサイレンサ部１５が排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かって順に並べられて収容されている。排気ガス導入部１２からハウジング部１１内に取り込まれたエンジン１の排気ガスは、酸化触媒コンバータ１３→パティキュレートフィルタ１４→サイレンサ部１５の順に流れていき、排気ガス排出部１６からハウジング部１１外へ排出される。このように、排気ガス導入部１２を介してハウジング部１１内に導入されたエンジン１の排気ガスは、排気ガス導入部１２と同一端側に近接した状態で配置されている排気ガス排出部１６から排出される。つまり、排気ガス排出部１６から排出される排出ガスは、エンジン１の吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）と離間した位置からハウジング部１１外に排出されることとなり、高温の排気ガスが吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）に取り込まれることがない（図１及び図３参照）。

ハウジング部１１は、排気浄化装置２の主たる構造体をなす部材であり、酸化触媒コンバータ１３、パティキュレートフィルタ１４及びサイレンサ部１５を収容する。

ハウジング部１１は、楕円リング形状の断面を有して（図５参照）、俵形状に形成されている。すなわち、ハウジング部１１は中空の楕円柱形状に形成されている。ハウジング部１１は、フライホイールハウジング８の上端に取付ステー９を介して固定可能に構成され（図２及び図３参照）、即ちエンジン１に取り付け可能に構成されている。

ハウジング部１１がフライホイールハウジング８に固定されているとき、ハウジング部１１の長手方向における一端（図１における左端）が排気口部６（排気マニホールド６ａ）に略対向し、ハウジング部１１の長手方向における他端（図１における右端）が吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）に略対向する。

ハウジング部１１内は遮蔽板１７によって第一室１８と第二室（他端室１９・第一膨張室２０・第二膨張室２１・一端室２２）とに仕切られている（図４参照）。第一室１８は、その長手方向を左右方向として、ハウジング部１１内の前側に配置されている（図４参照）。前記第二室は、その長手方向を左右方向として、他端室１９・第一膨張室２０・第二膨張室２１・一端室２２から構成され、ハウジング部１１内の後側に配置されている（図４参照）。第一室１８には、排気ガス導入部１２が接続され、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４が配置される。前記第二室には、排気ガス排出部１６が接続され、サイレンサ部１５が配置される。

図１、図２及び図４に示すように、排気ガス導入部１２は、両端が開口するパイプ形状の部材である。排気ガス導入部１２は、ハウジング部１１の左端部の前側から前上方に向かって外方に突出するように設けられている。排気ガス導入部１２は、先端部をエンジン１の排気口部６（排気マニホールド６ａ）に接続可能に構成されており、排気口部６（排気マニホールド６ａ）から排出される排気ガスを内部に取り入れる。排気ガス導入部１２は、基端部をハウジング部１１の左端部に取り付けて、その内部を第一室１８と連通可能に構成されており、排気ガス導入部１２に取り入れられた排気ガスを当該基端部から第一室１８の左端部に流入させる。

酸化触媒コンバータ１３は、排気ガスに含まれる未燃成分を酸化除去する。詳細には、酸化触媒コンバータ１３は、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を酸化して、二酸化炭素（ＣＯ２）および水蒸気（Ｈ２Ｏ）を生成する。

酸化触媒コンバータ１３は、コージェライト等のセラミックス、又はステンレス等の金属で形成されており、隔壁によって仕切られた多数のセルを有するハニカム構造体である。酸化触媒コンバータ１３の各セルは、多角形（四角形、六角形等）又は円形の断面形状を有する筒状部材であり、壁面にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、又はＩｒ等の酸化触媒を担持しており、左右方向に延在している。

図４に示すように、酸化触媒コンバータ１３は、第一室１８内における左側に配置されており、第一室１８の広さ（左右方向と直交する断面積）に応じた大きさを有する円柱形状に形成されている（図５参照）。排気ガス導入部１２を通って第一室１８に流入した排気ガスは、酸化触媒コンバータ１３の各セル内に左方から流入して、各セル内を右方に流れる。このとき、各セル内を流れる排気ガスが、各セルの壁面に担持されている酸化触媒に接触して、排気ガスに含まれる未燃成分が酸化除去される。

パティキュレートフィルタ１４は、排気ガスに含まれる未燃成分（特にＰＭ）を捕集し、自己再生又は強制再生により燃焼させて酸化除去する。

パティキュレートフィルタ１４は、コージェライト等のセラミックスで形成されている。パティキュレートフィルタ１４は、ハニカムフィルタであり、多孔体の隔壁によって仕切られる多数のセルを有する。パティキュレートフィルタ１４の各セルは、多角形（四角形、六角形、八角形等）又は円形の断面形状を有する筒状部材であり、左右方向に延在している。パティキュレートフィルタ１４は、ウォールフロータイプのパティキュレートフィルタであり、互いに平行に形成された各セルの隣接する左端と右端とが交互に封止されている。

図４に示すように、パティキュレートフィルタ１４は第一室１８内における酸化触媒コンバータ１３の右方に配置されており、パティキュレートフィルタ１４と酸化触媒コンバータ１３とが左右方向に並んで配置されている。パティキュレートフィルタ１４は、第一室１８の広さ（左右方向と直交する断面積）に応じた大きさを有する円柱形状に形成されており、その径の大きさが酸化触媒コンバータ１３の径の大きさと等しくなるように設定される。

パティキュレートフィルタ１４は酸化触媒コンバータ１３よりも排気ガスの流れの下流側に配置されている。酸化触媒コンバータ１３を通過した排気ガスは、パティキュレートフィルタ１４の各セル内に左方から流入して、各セル内を右方に流れる。このとき、排気ガスは、隔壁に形成される微細な孔を通過して隣接するセル内に移動しながら、右方に流れる。このとき、排気ガス中のＰＭが、主に、パティキュレートフィルタ１４の各セルの内壁面と、隔壁の微細な孔の表面、に捕捉され、堆積していく。

サイレンサ部１５は、排気ガスの排出音を低減する。サイレンサ部１５は、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４よりも排気ガスの流れの下流側に配置され、これらの酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４を通過した後の排気ガスの排出音を低減する。

図４に示すように、サイレンサ部１５は、前記第二室に配置されており、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４に対して、後方にずれた位置に配置されている。こうして、第一室１８内で酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４を左から右へ向かって通過した後の排気ガスは、ハウジング部１１の右端で折り返し、第一室１８の後方に配置される前記第二室内でサイレンサ部１５を右から左へ向かって通過するようになっている。つまり、排気ガスは、前記第二室内では、第一室１８内で流れる方向とは逆方向へ流れるようになっている。

ここで、本実施形態では、図５に示すように、ハウジング部１１の断面を楕円リング形状に形成し、その内部空間を楕円形状に形成することによって、円筒形状の酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４をハウジング部１１内における前側（第一室１８）に配置したときに、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の後方に十分なスペース（前記第二室）を確保している。このように確保した前記第二室をサイレンサ部１５の配置スペースとして用いている。こうして、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４を左右方向に並べて配置し、サイレンサ部１５を酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の後方に配置し、言い換えればサイレンサ部１５を酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４に対して前後方向に並べて配置している。この際、サイレンサ部１５をその長手方向が酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の長手方向に対して平行となるように配置している。このように、ハウジング部１１内において比較的大型の部材として構成される（サイレンサ部１５等と比較して大径及び長寸に構成される）酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４を含む各部材を効率的に配置しつつ、かつ、ハウジング部１１の長手方向（左右方向）と平行にサイレンサ部１５を配置することが可能となる。従って、酸化触媒コンバータ１３、パティキュレートフィルタ１４及びサイレンサ部１５をハウジング部１１内に一列に並べて配置する場合に比べて、ハウジング部１１の長手方向の延出長を短くすることが可能となり、ハウジング部１１が排気ガス導入部１２を排気口部６（排気マニホールド６ａ）に近接させた状態でエンジン１に取り付けられたとき、ハウジング部１１とエンジン１の吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）との距離を遠くすることができる。つまり、エンジン１の運転状況に応じて、ハウジング部１１内に高温の排気ガスが取り入れられた際にも、高温ガスに起因するハウジング部１１の輻射熱が、吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）に与える影響を小さくできる（図１、図２及び図３参照）。

図４に示すように、前記第二室は、遮蔽板２３・２４・２５によって、他端室１９、第一膨張室２０、第二膨張室２１及び一端室２２に仕切られている。他端室１９、第一膨張室２０、第二膨張室２１及び一端室２２は、右方から左方に向けて、他端室１９→第一膨張室２０→第二膨張室２１→一端室２２の順に一列に配置されている。

サイレンサ部１５は、他端室１９、第一膨張室２０、第二膨張室２１、及び一端室２２を、パイプ２６・２７・２８及び遮蔽板２４に形成される孔で適宜に連通させた構造を有する。詳細には、サイレンサ部１５は、他端室１９と第二膨張室２１とを第一パイプ２６及び第二パイプ２７で連通させ、第二膨張室２１と第一膨張室２０とを遮蔽板２４に形成される複数の孔で連通させ、第一膨張室２０と一端室２２とを第三パイプ２８で連通させた構造を有する（図６参照）。

排気ガスは、サイレンサ部１５を通るとき、他端室１９→第一・第二パイプ２６・２７→第二膨張室２１→遮蔽板２４に形成された孔→第一膨張室２０→第三パイプ２８→一端室２２の順に流れる（図６参照）。排気ガスが膨張室２０・２１を流れる際、膨張室２０・２１が排気ガスの排出音の音エネルギーを膨張拡散させることによって減衰させる。これにより排気ガスの排出音が低減する。

パイプ２６・２７・２８の構成について詳細に説明すると、図４に示すように、パイプ２６・２７・２８は、前記第二室に配置されている。パイプ２６・２７・２８は、それぞれ左右方向に延在しており、かつ、上下方向に並んで配置されている。第一パイプ２６の下方に第三パイプ２８が配置され、第三パイプ２８の下方に第二パイプ２７が配置されている（図５参照）。

図６に示すように、他端室１９と第二膨張室２１とを連通するパイプ２６・２７は、遮蔽板２３・２４を貫通した状態で、左右方向に延在している。パイプ２６・２７の右端部は、遮蔽板２３を貫通して他端室１９に対向した状態で開口している。パイプ２６・２７の左端側は、第二膨張室２１に位置している。このパイプ２６・２７の左端側の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が複数形成されている。パイプ２６・２７の左端は、遮蔽板２５に当接しており、閉塞している。

図６に示すように、第一膨張室２０と一端室２２とを連通する第三パイプ２８は、遮蔽板２４・２５を貫通した状態で、左右方向に延在している。第三パイプ２８の右端側は、第一膨張室２０に位置している。この第三パイプ２８の右端側の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が複数形成されている。第三パイプ２８の右端は、遮蔽板２３に当接しており、閉塞している。第三パイプ２８の左端部は、遮蔽板２５を貫通して一端室２２に位置する状態で開口している。

図４に示すように、ハウジング部１１内における右側には、パティキュレートフィルタ１４を通過した排気ガスをサイレンサ部１５に搬送する連絡パイプ２９が配置されている。連絡パイプ２９は、遮蔽板１７を貫通した状態で、前後方向に延在している。連絡パイプ２９は、パティキュレートフィルタ１４と第一室１８とを連通しており、連絡パイプ２９の前端部が第一室１８におけるパティキュレートフィルタ１４の右方に配置されており、連絡パイプ２９の後端部が前記第二室の他端室１９に配置されている。連絡パイプ２９の両端側の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が多数形成されている。

パティキュレートフィルタ１４を通過した排気ガスは、連絡パイプ２９を通って、他端室１９に流入し、上記したようにサイレンサ部１５を通る。

図１、図２及び図４に示すように、排気ガス排出部１６は、パイプ形状の部材であり、先端がハウジング部１１の左端部の後側から上方へ向かって外方に突出するように設けられている。排気ガス排出部１６は、先端が開口しており、基端部側の外周面には排気ガスの通過可能な孔が複数形成されている（図６参照）。排気ガス排出部１６は、基端部側がハウジング部１１内におけるサイレンサ部１５よりも排気ガスの流れの下流側（一端室２２内）に配置されており、排気ガス排出部１６内が一端室２２と連通されており、サイレンサ部１５を通過した排気ガス（一端室２２に到達した排気ガス）を排気ガス排出部１６内に上記基端部側の孔から流入させ、上記先端部の開口からハウジング部１１外へ排出する。

このように、エンジン１の排気ガスは、排気ガス導入部１２からハウジング部１１内に流れて、酸化触媒コンバータ１３、パティキュレートフィルタ１４の順に流れていき、連絡パイプ２９で流れの方向を反転させたうえで、サイレンサ部１５に流れていき、最後に排気ガス排出部１６からハウジング部１１外へ排出される。排気ガスが流れる際、ハウジング部１１内において、排気ガスの経路が、連絡パイプ２９で折り返されるようになっている。詳細には、排気ガスは、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４を通るときに右方に流れ、そして連絡パイプ２９を通るときに後方に流れ、そしてサイレンサ部１５を通るときに左方に流れる（図４参照）ようになっている。

以上のように、排気ガス排出部１６を排気ガス導入部１２と同じくハウジング部１１の左端部に配置することによって、ハウジング部１１をフライホイールハウジング８に固定し、排気浄化装置２をエンジン１に取り付けたとき、排気ガス排出部１６がハウジング部１１の右端部にある吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）から離間した状態となる（図１及び図３参照）。これにより、定格運転時等、排気ガスが、排気浄化装置２の各部位を通過して、高温の状態で排気ガス排出部１６から排出されるときでも、エンジン１の吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）近傍で排出されることを防止できる。従って、吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）から取り入れられる燃焼用空気の温度上昇を抑制できる。

また、酸化触媒コンバータ１３、パティキュレートフィルタ１４及びサイレンサ部１５が、ハウジング部１１の左端側から右端側に向かった後に、折り返して左端側に向かう経路に沿って配置されている（図４参照）。つまり、これら部材が一直線状に配置されていないので、ハウジング部１１の長手方向、ここでは左右方向の長さを短縮できる。これにより、ハウジング部１１の長さを短縮した分、ハウジング部１１を吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）から離間して配置できるので、吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）がハウジング部１１から発せられる輻射熱の影響を受けることが抑制される。従って、吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）から取り入れられる燃焼用空気の温度上昇を抑制できる。

また、ハウジング部１１を俵形状、つまり左右方向に対して直交する断面が楕円形状になるように形成し（図５参照）、ハウジング部１１において、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４を左右方向に並べて配置し、サイレンサ部１５を酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の後方に並べて配置する（図４参照）。例えば、従前はフライホイールハウジング８上端に排気ガスの排出音を低減する機能のみを有するマフラー（サイレンサ）が固定されており、当該マフラーを排気浄化装置２に付け替える場合、作業機搭載性を悪化しないようにするためには、排気浄化装置２（ハウジング部１１）のサイズは当該マフラーのサイズと同等にする必要があり、ハウジング部１１の左右方向の寸法が制限される。上記した従来の排気浄化装置の一例である排気浄化装置１０２のように、ハウジング部１０６内において、酸化触媒コンバータ１０８、パティキュレートフィルタ１０９、サイレンサ部１１０が左右方向に一直線上に配置されるものについて、ハウジング部１０６の左右方向の寸法が制限される場合、酸化触媒コンバータ１０８、及びパティキュレートフィルタ１０９の左右方向の配置スペースを確保するためには、サイレンサ部１１０の左右方向の配置スペースが犠牲になり、サイレンサ部１１０の配置スペースが小さくなる。これにより、消音効果が悪化する。これに対し、排気浄化装置２においては、サイレンサ部１５が酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の後方に配置される。これにより、サイレンサ部１５並びに酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の両者がハウジング部１１内の左右方向のスペースを配置スペースとしてそれぞれ利用可能となり、サイレンサ部１５の左右方向の配置スペースが酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の左右方向の配置スペースを確保するために犠牲になるようなことはない。従って、酸化触媒コンバータ１３及びパティキュレートフィルタ１４の配置スペースを確保しつつ、サイレンサ部１５の配置スペースを確保でき、これにより消音効果を維持し、騒音悪化を抑制できる。

なお、サイレンサ部１５に換えて、サイレンサ部１５の別実施形態であるサイレンサ部１５ａを用いる構成としてもよい。

図７及び図８に示すように、サイレンサ部１５ａは、他端室１９、第一膨張室２０、第二膨張室２１、及び一端室２２を、パイプ２６ａ・２７ａ・２８ａ及び遮蔽板２３ａ・２５ａに形成される孔で適宜に連通させた構造を有する。詳細には、サイレンサ部１５ａは、他端室１９と第二膨張室２１とを第一パイプ２６ａ及び第二パイプ２７ａで連通させ、第二膨張室２１と一端室２２とを遮蔽板２５ａに形成される複数の孔で連通させた構造を有する。また、サイレンサ部１５ａは、他端室１９と第一膨張室２０とを遮蔽板２３ａに形成される複数の孔で連通させ、第一膨張室２０と一端室２２とを第三パイプ２８ａで連通させた構造を有する。

排気ガスは、サイレンサ部１５ａを通るとき、他端室１９→パイプ２６ａ・２７ａ→第二膨張室２１→遮蔽板２５ａに形成される孔→一端室２２の順に流れる。また、このとき、排気ガスは、他端室１９→遮蔽板２３ａに形成される孔→第一膨張室２０→第三パイプ２８ａ→一端室２２の順にも流れる。排気ガスが膨張室２０・２１を流れる際、膨張室２０・２１が排気ガスの排出音の音エネルギーを膨張拡散させることによって減衰させる。これにより排気ガスの排出音が低減する。

パイプ２６ａ・２７ａ・２８ａの構成について詳細に説明すると、図７に示すように、パイプ２６ａ・２７ａ・２８ａは、前記第二室に配置されている。パイプ２６ａ・２７ａ・２８ａは、それぞれ左右方向に延在しており、かつ、上下方向に並んで配置されている。第一パイプ２６ａの下方に第三パイプ２８ａが配置され、第三パイプ２８ａの下方に第二パイプ２７ａが配置されている（図８参照）。

他端室１９と第二膨張室２１とを連通するパイプ２６ａ・２７ａは、遮蔽板２３ａ・２４ａを貫通した状態で、左右方向に延在している。パイプ２６ａ・２７ａの右端部は、遮蔽板２３ａを貫通して他端室１９に対向している。このパイプ２６ａ・２７ａの右端部の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が形成されている。パイプ２６ａ・２７ａの左端側は、第二膨張室２１に位置している。このパイプ２６ａ・２７ａの左端側の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が形成されている。

第一膨張室２０と一端室２２とを連通する第三パイプ２８ａは、遮蔽板２４ａ・２５ａを貫通した状態で左右方向に延在している。第三パイプ２８ａの右端部は、遮蔽板２４ａを貫通して第一膨張室２０に対向している。この第三パイプ２８ａの右端部の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が形成されている。第三パイプ２８ａの左端部は、遮蔽板２５ａを貫通して一端室２２に対向している。この第三パイプ２８ａの左端部の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が複数形成されている。

なお、排気浄化装置２に換えて、排気浄化装置２の別実施形態である排気浄化装置２ａを用いる構成としてもよい。図９に示すように、排気浄化装置２ａは、ハウジング部１１ａ、酸化触媒コンバータ１３ａ、パティキュレートフィルタ１４ａ、及びサイレンサ１５ｂ、を備える。

ハウジング部１１ａは、フライホイールハウジング８の上端に取付ステー９を介して固定されて、エンジン１に取り付けられる（不図示）。ハウジング部１１ａがフライホイールハウジング８に固定されているとき、ハウジング部１１ａの長手方向における左端が排気口部６（排気マニホールド６ａ）に略対向し、ハウジング部１１ａの長手方向における右端が吸気口部７（吸気マニホールド７ａ）に略対向する。ハウジング部１１ａは、左右方向と直交する断面の形状が円形状となり、かつ、左端及び右端が閉塞する、円筒形状に形成されている。ハウジング部１１ａ内における上下中央には、左右方向に延在すると共に板面が前後方向と直交する遮蔽板１７ａが配置されており、遮蔽板１７ａによってハウジング部１１ａ内が上下に二分割されている。ハウジング部１１ａ内にて、遮蔽板１７ａによって形成される空間のうち、上側に形成される空間を第一空間１１ｂとし、下側に形成される空間を第二空間１１ｃとする。第一空間１１ｂ及び第二空間１１ｃは、左右方向と直交する断面の形状が半月形状に形成されている。

排気ガス導入部１２は、ハウジング部１１ａの左端部、かつ、上端部に配置されており、ハウジング部１１ａから前上方に向かって外方に突出するように設けられている。
排気ガス導入部１２は、先端部をエンジン１の排気口部６（排気マニホールド６ａ）に接続可能に構成されており、排気口部６（排気マニホールド６ａ）から排出される排気ガスを内部に取り入れる。排気ガス導入部１２は、基端部をハウジング部１１の左端部、かつ、上端部に取り付けて、その内部を第一空間１１ｂと連通可能に構成されており、排気ガス導入部１２に取り入れられた排気ガスを当該基端部から第一空間１１ｂの左端部に流入させる。

酸化触媒コンバータ１３ａは、第一空間１１ｂ内に配置されており、酸化触媒コンバータ１３の形状を第一空間１１ｂの形状に応じて適宜変更したものである。酸化触媒コンバータ１３ａは、第一空間１１ｂ内に配置され、かつ、左右方向の断面が第一空間１１ｂの断面形状に応じた半月形状に形成され、第一空間１１ｂの断面形状と略同等の大きさの第一酸化触媒コンバータ１３ｂ及び第二酸化触媒コンバータ１３ｃを有する。第一酸化触媒コンバータ１３ｂ及び第二酸化触媒コンバータ１３ｃは、左右方向に並んで配置されている。

パティキュレートフィルタ１４ａは、第一空間１１ｂ内及び第二空間１１ｃ内に配置されており、パティキュレートフィルタ１４の形状を第一空間１１ｂの形状及び第二空間１１ｃの形状に応じて適宜変更したものである。パティキュレートフィルタ１４ａは、第一空間１１ｂ内に配置され、左右方向の断面が第一空間１１ｂの断面形状に応じた半月形状に形成され、第一空間１１ｂの断面形状と略同等の大きさの第一パティキュレートフィルタ１４ｂを有する。また、パティキュレートフィルタ１４ａは、第二空間１１ｃ内に配置され、左右方向の断面が第二空間１１ｃの断面形状に応じた半月形状に形成され、第二空間１１ｃの断面形状と略同等の大きさの第二パティキュレートフィルタ１４ｃを有する。第一パティキュレートフィルタ１４ｂ及び第二パティキュレートフィルタ１４ｃは、左右方向の位置が同じになるように配置されており、全体として円筒形状を形成している。

ハウジング部１１ａ内における第一パティキュレートフィルタ１４ｂ及び第二パティキュレートフィルタ１４ｃの右方には、第一空間１１ｂと第二空間１１ｃとを連通する供給パイプ１１ｄが設けられている。供給パイプ１１ｄは、供給パイプ１１ｄは、遮蔽板１７ａを貫通した状態で、上下方向に延在している。供給パイプ１１ｄの上端側は第一空間１１ｂ内に配置されており、供給パイプ１１ｄの下端側は第二空間１１ｃ内に配置されている。供給パイプ１１ｄの上端側の外周面、及び供給パイプ１１ｄの下端側の外周面には、排気ガスの通過可能な孔が多数形成されており、第一パティキュレートフィルタ１４ｂを通過した排気ガスが、当該孔を通じて、第一空間１１ｂ内から第二空間１１ｃ内に流入し、その後、第二パティキュレートフィルタ１４ｃに流入するように構成されている。また、排気ガスが、供給パイプ１１ｄを通じて第一空間１１ｂ内から第二空間１１ｃ内に、消音と共に導入される。これにより、後述するサイレンサ１５ｂの容積を小さくしても静粛性を確保でき、サイレンサ１５ｂの左右方向の長さを短くすることができる。

サイレンサ１５ｂは、第二空間１１ｃ内における第二パティキュレートフィルタ１４ｃの左方に配置されており、第二パティキュレートフィルタ１４ｃを通過した排気ガスの排出音の音エネルギーを膨張拡散させる等して減衰させ、これにより排出音を低減する。

排気ガス排出部１６は、先端がハウジング部１１ａの左端部、かつ、下端部から下方へ向かって外方に突出するように設けられている。排気ガス排出部１６は、基端部側がハウジング部１１ａの第二空間１１ｃ内におけるサイレンサ１５ｂよりも左方（排気ガスの流れの下流側）に配置されており、サイレンサ１５ｂを通過した排気ガスを排気ガス排出部１６内に基端部側の孔から流入させ、先端部の開口からハウジング部１１ａ外へ排出する。

以上のように酸化触媒コンバータ１３ａ及びパティキュレートフィルタ１４ａをそれぞれ分割して、ハウジング部１１ａ内に配置するように構成することで、酸化触媒コンバータ１３ａ及びパティキュレートフィルタ１４ａの容積を確保でき、排気浄化装置２ａの性能低下を抑制できる。また、排気ガス排出部１６を、排気ガス導入部１２と同じように、ハウジング部１１ａの左端部に設けることで、エンジン１の吸気側の前記エアクリーナの搭載自由度が向上する。また、一般にパティキュレートフィルタを一つで構成すると、パティキュレートフィルタの中央にスス及びアッシュが堆積しやすいが、パティキュレートフィルタ１４ａを第一パティキュレートフィルタ１４ｂ及び第二パティキュレートフィルタ１４ｃの二分割にすることで、スス及びアッシュの偏堆積を抑制できる。

以下では、ディーゼルエンジン５０の排気構造について説明する。

まず、排気構造を適用したエンジン５０の全体的な構成について説明する。

図１０から図１２に示すように、エンジン５０においては、シリンダブロック５１の下方にオイルパン５２が配置され、シリンダブロック５１の上方にシリンダヘッド５３が配置される。シリンダブロック５１およびシリンダヘッド５３の右側方には燃料噴射装置５４が配置され、シリンダブロック５１の後方にフライホイール５５が配置される。

シリンダブロック５１ではその上部がシリンダ形成部とされ、下部がクランク室形成部とされる。シリンダ形成部にはシリンダ（気筒）が設けられると共に、ピストンが往復動可能に設けられ、これらのシリンダおよびピストンと、シリンダヘッド５３とにより燃焼室が形成される。

クランク室形成部にはクランク軸が回転可能に設けられる。クランク軸はピストンにコンロッドを介して連動連結され、ピストンの往復運動をコンロッドを介して回転運動に変換可能とされる。クランク軸は更にシリンダブロック５１の外部へ突出される。その一側にフライホイールが固定され、他側からエンジン５０の出力が取出可能とされる。

シリンダヘッド５３はシリンダブロック５１の上方に配置される。シリンダヘッド５３ではその内部に燃料噴射装置５４に含まれる燃料噴射弁、動弁機構の一部、吸気弁、排気弁等が設けられ、上部にボンネット５６が設けられる。こられの燃料噴射弁、動弁機構の一部、吸気弁、排気弁はボンネット５６により被覆される。

燃料噴射弁先端のノズルは燃焼室に臨むように配置される。そして、燃料噴射装置５４において、燃料が燃料タンクから燃料噴射ポンプを介して燃料噴射弁に供給されて、この燃料噴射弁により燃焼室に噴射可能とされる。

シリンダヘッド５３では、また、その内部に吸気ポートおよび排気ポートが形成される。吸気ポートと排気ポートとはそれぞれシリンダヘッド５３の外部に連通されるとともに、燃焼室に連通される。吸気ポートと燃焼室との間には吸気弁が設けられ、排気ポートと燃焼室との間には排気弁が設けられる。

吸気弁と排気弁とは動弁機構によりピストンの動く位置に応じて適宜に開閉作動するように構成される。そして、吸気ポートと燃焼室とが吸気弁の開閉作動により連通状態または遮断状態に切り替えられる。排気ポートと燃焼室とが排気弁の開閉作動により連通状態または遮断状態に切り替えられる。

こうして、ピストンが往復動されるとき、吸気弁が開作動された場合には、吸気ポートと燃焼室とが連通され、空気が吸気ポートから燃料室に吸入可能とされる。また、排気弁が開作動された場合には、排気ポートと燃焼室とが連通され、燃料の燃焼により発生した排気ガスが燃焼室から排気ポートへ排出可能とされる。

つづいて、エンジン５０の吸気系の構成について説明する。

エンジン５０の吸気系においては、エアクリーナ５７がその長手方向方を前後方向として、シリンダヘッド５３の右上方に配置される。エアクリーナ５７とシリンダヘッド５３との間にはこれらを連通させる吸気管５８および吸気マニホールドが設けられる。

吸気管５８はその一端部をエアクリーナ５７の吸気出口５９にあわせてエアクリーナ５７に接続され、他端部を吸気マニホールドの吸気入口６０にあわせて吸気マニホールドに接続される。吸気マニホールドはその他端部をシリンダヘッド５３に形成された吸気ポートにあわせてシリンダヘッド５３に固定される。

そして、エアクリーナ５７とシリンダヘッド５３の吸気ポートとが吸気管５８および吸気マニホールドを介して連通される。これにより、空気がエアクリーナ５７で浄化処理された後、吸気管５８と吸気マニホールドを経て、シリンダヘッド５３の吸気ポートから各シリンダに形成される燃焼室に吸入可能とされる。

つづいて、エンジン５０の排気系の構成について詳細に説明する。

図１３、図１４に示すように、サイレンサ６１は略楕円柱形状に構成される。サイレンサ６１はその長手方向を排気マニホールド６２の長手方向と同一方向として、排気マニホールド６２の上方に配置され、シリンダヘッド５３に排気マニホールド６２および連絡管６３を介して取り付けられる。

サイレンサ６１内には隔壁が設けられ、この隔壁によりサイレンサ６１内が排気入口側サイレンサ室と排気出口側サイレンサ室とに区切られる。隔壁には連通管６４が貫設され、この連通管６４を介して排気入口側サイレンサ室６５と排気出口側サイレンサ室６６とが連通される。

サイレンサ６１の下部には、排気導入管６７と排気排出管６８とが貫設される。排気導入管６７と排気排出管６８とはそれぞれ上下方向に延長され、互いに前後方向に、即ちサイレンサ６１の長手方向に所定間隔をとって平行に並置される。排気導入管６７と排気排出管６８とは固定板を介して連結され、この固定板とともにサイレンサ６１と一体的に構成される。

排気導入管６７はその上部でサイレンサ６１内における二つのサイレンサ室のうち、一方の排気入口側サイレンサ室６５に挿入されて、サイレンサ６１の排気入口を形成するものとされる。排気排出管６８はその上部で他方の排気出口側サイレンサ室６６に挿入されて、サイレンサ６１の排気出口を形成するものとされる。

排気マニホールド６２は連絡管６３と一体的に構成されて、連絡管６３とともにシリンダヘッド５３に取り付けられる。つまり、排気マニホールド６２と連絡管６３とが一つのユニットとして構成されて、そのユニット化されたものがシリンダヘッド５３に取り付けられる。排気マニホールド６２はシリンダヘッド５３の左側面に沿って前後方向に延長され、シリンダヘッド５３と接して並置される。

連絡管６３は排気マニホールド６２に沿って上下方向に延長され、エンジン５０の左側面視において、一部が排気マニホールド６２と重なり合うように、これと接して並置される。連絡管６３の上端位置は排気マニホールド６２の上端位置と同一位置とされ、下端位置は排気マニホールド６２よりも下方の任意位置とされる。

排気マニホールド６２の上端部の前側には第一支持部６９が形成され、この第一支持部６９の後方であって連絡管６３の上端部に第二支持部７０が形成される。第一支持部６９と第二支持部７０とは、ユニット化された排気マニホールド６２および連絡管６３の上部に前後方向に並置され、エンジン５０の正面視において、互いに重なり合うように一直線上に位置して連結される。

第一支持部６９には排気導入管６７のフランジ形状の下端部７１が固定されて、排気導入管６７が排気マニホールド６２にその上部で支持される。第一支持部６９には、また、開口部７２が上向きに開口するように設けられて、排気マニホールド６２の排気出口を形成するものとされる。この開口部７２が排気導入管６７、ひいてはサイレンサ６１の排気入口側サイレンサ室６５に連通される。

第二支持部７０には排気排出管６８のフランジ形状の下端部７３が固定されて、排気排出管６８が連絡管６３にその上部で支持される。この連絡管６３は排気排出管６８、ひいてはサイレンサ６１の排気出口側サイレンサ室６６に連通される。ここで、連絡管６３のフランジ形状の下端部７４には尾管７５の上端部７６が固定されて、連絡管６３に支持される。

こうして、排気マニホールド６２がその開口部７２からなる排気出口を通じてサイレンサ６１にその排気入口となる排気導入管６７を介して連通される。また、連絡管６３がサイレンサ６１にその排気入口となる排気排出管６８を介して連通される。さらに、連絡管６３が尾管７５に連通される。これにより、サイレンサ６１が連絡管６３および尾管７５を介して外部に連通される。

このような構成により、エンジン５０の排気系において、排気マニホールド６２が連絡管６３を一体としながら、シリンダヘッド５３に取り付けられる。サイレンサ６１が排気マニホールド６２の上方でユニット化された排気マニホールド６２および連絡管６３のみを介してシリンダヘッド５３に支持される。尾管７５が連絡管６３を介して排気マニホールド６２、ひいてはシリンダヘッド５３に支持されながら、シリンダブロック５１等に支持される。

そして、エンジン５０の各シリンダの燃焼室から排気ガスが排出された場合には、排出された排気ガスはシリンダヘッド５３の排気ポートから排気マニホールド６２に流れ、更に排気導入管６７を経由してサイレンサ６１内の排気入口側サイレンサ室６５に導かれる。ついで排気ガスが連通管６４を経由して排気出口側サイレンサ室６６に流れ、その後に排気排出管６８を経由して連絡管６３に流れて、この連絡管６３から尾管７５を経由してエンジン５０の外部へ排出される。

以上のように、エンジン５０の排気構造は、排気ガスを排気マニホールド６２からこれに接続されるサイレンサ６１を経由させ、尾管７５によって外部へ排出するものであって、サイレンサ６１と尾管７５との間にこれらを連通させる連絡管６３を設け、連絡管６３と排気マニホールド６２とを一体的に構成したものとされる。

これにより、サイレンサ６１を一体的に構成される連絡管６３および排気マニホールド６２に接続して支持する、つまりこの連絡管６３および排気マニホールド６２のみを用いてエンジン５０に取り付けることが可能となる。したがって、エンジン５０の排気系における組立工数および部材点数の低減させて、エンジン５０の排気系をコンパクトにかつ低コストで構成することができる。また、排気マニホールド６２および連絡管６３へのサイレンサ６１の組付精度の向上を図ることができる。

また、前述のような排気系構造は次のように構成することも可能であり、その構成について説明する。

図１５に示すように、排気マニホールド６２と連絡管６３との間に迂回手段７７が設けられる。迂回手段７７は迂回通路を形成する筒状体または開口部とされ、排気マニホールド６２および連絡管６３と一体的に構成される。そしてこの迂回手段７７を介して排気マニホールド６２が連絡管６３に直接連通され、排気マニホールド６２の排気ガスが迂回手段７７の迂回通路を経由して連絡管６３に流入可能とされる。

迂回手段７７には調整弁７８が設けられる。調整弁７８には調整手段７９が連結され、この調整手段７９により開閉作動させられる。ここでの調整手段７９はボルトおよびナットで構成され、ユニット化された排気マニホールド６２および連絡管６３に取り付けられる。この調整手段７９はユニット化された排気マニホールド６２および連絡管６３の外部から人為的に操作可能とされる。

そして、調整手段７９による調整弁７８の開閉作動に応じて、この調整弁７８により迂回手段７７の迂回通路の開閉状態、即ち排気マニホールド６２と連絡管６３との連通状態が調整可能とされる。つまり、排気マニホールド６２から連通手段である迂回手段７７の迂回通路を通じて連絡管６３に流れる排気ガスの流量が、調整弁７８により調整可能とされる。

このような構成により、エンジン５０の排気系において、エンジン５０の各シリンダに形成される燃焼室から排出された排気ガスは、排気マニホールド６２まで流れた後、排気マニホールド６２の排気ガスは、調整弁７８が閉作動させられている場合、排気排出側へ流れる途中で分流されて迂回手段７７の迂回通路に流れることはなく、排気導入管６７を通じてサイレンサ６１のみに流入可能とされる。

一方、排気マニホールド６２の排気ガスは、調整弁７８が開作動されている場合、排気排出側へ流れる途中で分流され、その一部がサイレンサ６１を迂回するように迂回手段７７の迂回通路を通じて連絡管６３に流入可能とされ、残部が排気導入管６７を経由してサイレンサ６１に流入可能とされる。

そのうえで、この場合には、調整手段７９により調整弁７８があらかじめ開閉作動させられ、排気マニホールド６２と連絡管６３との連通状態が任意に設定される。つまり、排気ガスが排気マニホールド６２から迂回手段７７の迂回通路を通じて連絡管６３に設定流量だけ流れることとされる。ただし、排気マニホールド６２と連絡管６３との間を遮断状態とすることも可能である。

こうして、排気マニホールド６２内の背圧が所定値以下であるとき、排気ガスが主に排気マニホールド６２から排気導入管６７を通じてサイレンサ６１に流れる。また、排気マニホールド６２内の背圧が所定値を超えたとき、排気ガスの一部が排気マニホールド６２からサイレンサ６１を迂回して、迂回手段７７の迂回通路を通じて連絡管６３に設定流量だけ流れて逃がされる。これにより、排気マニホールド６２内の背圧の低下が図られる。

なお、背圧の増加はエンジン出力に影響を及ぼすものであり、背圧が高いとエンジン出力が低下する。そこで、エンジン５０にあわせて、あらかじめ調整手段７９による調整弁７８の開閉作動が適宜行われる。

以上のように、エンジン５０の排気構造は、排気マニホールド６２と連絡管６３との間にこれらを直接連通させる迂回手段７７を設けるとともに、迂回手段７７に排気マニホールド６２から迂回手段７７を介して連絡管６３へ流れる排気ガスの流量を調整する調整弁７８を設けたものとされる。

これにより、エンジン５０の排気系が、排気ガスを迂回手段７７により排気マニホールド６２からサイレンサ６１を迂回させて連絡管６３に流すことが可能となり、排気マニホールド６２内の背圧が設定値を超える場合に、迂回手段７７を流れる排気ガスの流量を調整してその低減化を図ることができる構成となる。そして、この構成において、迂回手段７７を一体的に構成される連絡管６３および排気マニホールド６２に設けることが可能となる。したがって、エンジン５０の排気系において、前述のような構成が採用される場合であっても、迂回手段７７を一体的に構成された連絡管６３および排気マニホールド６２にあらかじめ組み付けておくことで、エンジン５０の排気系における組立工数および部材点数の低減させて、エンジン５０の排気系をコンパクトにかつ低コストで構成することができる。

また、調整弁７８を開閉作動させる調整手段は次のように構成することも可能であり、その構成について説明する。

図１６に示すように、調整手段８０は、ダイヤフラムケース８１と、ダイヤフラム８２、連通管８３とで構成され、排気マニホールド６２と調整弁７８との間に設けられる。この調整手段８０はユニット化された排気マニホールド６２および連絡管６３に一体的に取り付けられる。

ダイヤフラムケース８１は中空の箱状に構成され、調整弁７８に近接して配置される。ダイヤフラムケース８１内にはダイヤフラム８２が設けられ、このダイヤフラム８２によりダイヤフラムケース８１内が第一圧力室８４と第二圧力室８５とに区切られる。ダイヤフラム８２は第一圧力室８４内の圧力と第二圧力室８５内の圧力との圧力差に応じて変位される。

ダイヤフラムケース８１の第二圧力室８５側には、調整弁７８の作動棒８６がダイヤフラムケース８１に対して移動可能に貫設される。作動棒８６の一端部は第二圧力室８５に挿入され、ダイヤフラム８２に連結される。また、作動棒８６の他端部は調整弁７８の弁体に連結されて、この作動棒８６によりダイヤフラム８２と弁体とが連動連結される。

ダイヤフラムケース８１の第一圧力室８４側には、開口部８７が第一圧力室８４に臨むように設けられる。そして、排気マニホールド６２に開口部８８が設けられて、連通管８３がその一端部でダイヤフラムケース８１の開口部８７に接続され、他端部で排気マニホールド６２の開口部８８に接続される。

こうして、ダイヤフラムケース８１がその第一圧力室８４で開口部８７を通じて連通管８３と連通され、排気マニホールド６２が開口部８８を通じて連通管８３と連通される。つまり、ダイヤフラムケース８１が排気マニホールド６２と連通管８３介して連通される。

このような構成により、エンジンの排気系において、エンジン５０の各シリンダに形成される燃焼室から排出された排気ガスは、排気マニホールド６２まで流れた後、排気マニホールド６２内の背圧が所定値以下であるとき、排気ガスが主に排気マニホールド６２から排気導入管６７を通じてサイレンサ６１に流れる。同時に、排気ガスの一部が排気マニホールド６２から連通管８３を通じてダイヤフラムケース８１の第一圧力室８４に流れる。

その結果、ダイヤフラムケース８１において、第一圧力室８４内の圧力が第二圧力室８５内の圧力よりも増加され、ダイヤフラム８２が第一圧力室８４の容積を第二圧力室８５の容積よりも大きくするように変位される。このダイヤフラム８２の変位により調整弁７８の作動棒８６が迂回手段７７に近接する側に移動され、作動棒８６に連結された弁体により迂回手段７７の迂回通路が閉じられる。

すなわち、調整弁７８の閉作動が行われ、排気マニホールド６２と連絡管６３との間が遮断状態とされる。そのため、排気ガスは、排気排出側へ流れる途中で分流されて迂回手段７７の迂回通路に流れることはなく、排気導入管６７を通じてサイレンサ６１のみに流れる。

また、エンジン５０の各シリンダに形成される燃焼室から排出された排気ガスは、排気マニホールド６２まで流れた後、排気マニホールド６２内の背圧が所定値を超えているとき、この排気ガスの一部が主に排気マニホールド６２から排気導入管６７を通じてサイレンサ６１に流れる。同時に、排気マニホールド６２と連通するダイヤフラムケース８１の第一圧力室８４が負圧とされる。

その結果、第一圧力室８４内の圧力が第二圧力室８５内の圧力よりも減少され、ダイヤフラム８２が第一圧力室８４の容積を第二圧力室８５の容積よりも小さくするように変位される。このダイヤフラム８２の変位により調整弁７８の作動棒８６が迂回手段７７から離間する側に移動され、作動棒８６に連結された弁体により閉じられていた迂回手段７７の迂回通路が開かれる。

すなわち、調整弁７８の開作動が行われ、排気マニホールド６２と連絡管６３との間が連通状態とされる。そのため、排気ガスの一部が排気マニホールド６２からサイレンサ６１を迂回して、迂回手段７７の迂回通路を通じて連絡管６３に設定流量だけ流れて逃がされる。このサイレンサ６１を迂回して流れる排気ガスの設定流量は、調整手段８０によって任意に設定可能とされる。これにより、排気マニホールド６２内の背圧の低下が図られる。

以上のように、エンジン５０の排気構造は、調整弁７８にダイヤフラム８２を含む調整手段８０を設け、調整手段８０は、排気マニホールド６２内の背圧によるダイヤフラム８２の変位に応じて、調整弁７８を開閉作動させるように構成したものとされる。

これにより、エンジン５０の排気系が、調整手段８０により排気マニホールド６２内の背圧を自動制御することができる構成となる。そして、この構成において、調整手段８０を迂回手段７７とともに一体的に構成された連絡管６３および排気マニホールド６２に設けることが可能となる。したがって、エンジン５０の排気系において、前述のような構成が採用される場合であっても、調整手段８０を迂回手段７７と共に一体的に構成された連絡管６３および排気マニホールド６２にあらかじめ組み付けておくことで、エンジン５０けるの排気系にお組立工数および部材点数の低減させて、エンジン５０の排気系をコンパクトにかつ低コストで構成することができる。

ＥＮ エンジン装置
１ ディーゼルエンジン
２・２ａ 排気浄化装置
６ 排気口部
６ａ 排気マニホールド
７ 吸気口部
７ａ 吸気マニホールド
１１・１１ａ ハウジング部
１１ｂ 第一空間
１１ｃ 第二空間
１１ｄ 供給パイプ
１２ 排気ガス導入部
１３・１３ａ 酸化触媒コンバータ
１３ｂ 第一酸化触媒コンバータ
１３ｃ 第二酸化触媒コンバータ
１４・１４ａ パティキュレートフィルタ
１４ｂ 第一パティキュレートフィルタ
１４ｃ 第二パティキュレートフィルタ
１５ サイレンサ部
１６ 排気ガス排出部

Claims (2)

1. 排気マニホールド及び吸気マニホールドと、前記排気マニホールドから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えるエンジン装置であって、
   前記排気浄化装置は、一端部が前記排気マニホールド側に位置し、他端部が前記吸気マニホールド側に位置するように、前記エンジンに取り付けられるハウジング部と、前記ハウジング部の一端部に配置され、
   排気マニホールドに接続される排気ガス導入部と、前記ハウジング部内に配置される酸化触媒コンバータと、パティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタ側からの排気ガスの排出音を低減するサイレンサ部と、排気ガスを前記ハウジング部外へ排出する排気ガス排出部とを備え、
   前記酸化触媒コンバータ、パティキュレートフィルタ、及びサイレンサ部が、前記ハウジング部の一端側から他端側に向かった後に、他端側から一端側に向かう経路に沿って配置され、
   前記ハウジング部は、一端部から他端部に向かう延在方向と直交する断面の形状が楕円形状に形成され、前記酸化触媒コンバータ及び前記パティキュレートフィルタは、前記延在方向に直列して配置され、前記サイレンサ部は、前記酸化触媒コンバータ及び前記パティキュレートフィルタに対して、前記延在方向と並行する方向にずれた位置に配置され、
   前記ハウジング部内に、前記酸化触媒コンバータ及び前記パティキュレートフィルタに対して並行するずれた位置には、前記パティキュレートフィルタと連通される他端室、前記排気ガスの排気音を減衰させる第一膨張室及び第二膨張室、並びに前記排気ガス排出部と連通される一端室が順に配置され、
   前記サイレンサ部は、前記他端室と前記第二膨張室とを第一パイプ及び第二パイプで連通させ、更に前記第二膨張室と前記第一膨張室とを連通させ、前記第一膨張室と前記一端室とを第三パイプで連通させ、排気ガスが、前記他端室、前記第一パイプ及び第二パイプ、前記第二膨張室、前記第一膨張室、前記第三パイプ、前記一端室の順に流れて、前記排気ガス排出部に到達する
   ことを特徴とするエンジン装置。
2. 排気マニホールド及び吸気マニホールドと、前記排気マニホールドから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えるエンジン装置であって、
   前記排気浄化装置は、一端部が前記排気マニホールド側に位置し、他端部が前記吸気マニホールド側に位置するように、前記エンジンに取り付けられるハウジング部と、前記ハウジング部の一端部に配置され、
   排気マニホールドに接続される排気ガス導入部と、前記ハウジング部内に配置される酸化触媒コンバータと、パティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタ側からの排気ガスの排出音を低減するサイレンサ部と、排気ガスを前記ハウジング部外へ排出する排気ガス排出部とを備え、
   前記酸化触媒コンバータ、パティキュレートフィルタ、及びサイレンサ部が、前記ハウジング部の一端側から他端側に向かった後に、他端側から一端側に向かう経路に沿って配置され、
   前記ハウジング部は、一端部から他端部に向かう延在方向と直交する断面の形状が円形状に形成され、前記ハウジング部内は、前記延在方向と直交する方向に中央で二分割されることによって、前記延在方向と直交する断面の形状が、それぞれ半月形状になる第一空間及び第二空間に分割され、
   前記酸化触媒コンバータは、前記第一空間内に配置され、かつ、前記延在方向の断面が前記第一空間の断面形状に応じた半月形状に形成される第一酸化触媒コンバータ及び第二酸化触媒コンバータを有し、前記延在方向に直列に配置され、
   前記パティキュレートフィルタは、前記第一空間内に配置されると共に、断面が半月形状に形成される第一パティキュレートフィルタ、及び前記第二空間内に配置されると共に断面が半月形状に形成される第二パティキュレートフィルタを有し、
   前記第一パティキュレートフィルタ及び前記第二パティキュレートフィルタは、前記第一空間と第二空間内にて位置が同じになるように並列して配置され、前記ハウジング部内における前記第一パティキュレートフィルタ及び第二パティキュレートフィルタに対して前記延在方向にずれた位置には、前記第一空間と前記第二空間とを連通し、前記第一空間内の前記第一パティキュレートフィルタを通過した排気ガスを、前記第二空間内の前記第二パティキュレートフィルタへと供給する供給パイプが設けられることを特徴とするエンジン装置。

Images