JP5537699B2

JP5537699B2 - エンジン装置

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Publication number: JP5537699B2
Application number: JP2013104097A
Authority: JP
Inventors: 誠石倉
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: JP2013151946A

Description

本願発明は、例えばコンバイン、トラクタ又はフォークリフトのような作業車両に用いられるエンジン装置に関するものである。

昨今、ディーゼルエンジンに関する高次の排ガス規制が適用されるのに伴い、ディーゼルエンジンが搭載される農作業機や建設機械等に、排気ガス中の大気汚染物質を浄化処理する排気ガス浄化装置を搭載することが要望されつつある。排気ガス浄化装置としては、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）やＮＯｘ触媒等が知られている（特許文献１〜３参照）。また、排気ガス対策として、排気ガスの一部を吸気側に還流させるＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）を備えることにより、燃焼温度を低く抑えて排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）量を低減させるという技術も知られている（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２０００−２８２９６１号公報

ところで、排気ガス浄化装置の一例であるＤＰＦでは、経年使用にて排気ガス中の煤（スート）がスートフィルタに堆積するので、ディーゼルエンジンの駆動時に煤を燃焼除去してスートフィルタを再生させている。よく知られているように、スートフィルタ再生動作は、排気ガス温度が所定温度（例えば３００℃程度）以上で起こるから、ＤＰＦを通過する排気ガス温度は所定温度以上であることが望ましい。このため、従来から、ＤＰＦを排気ガス温度が高い位置、すなわちディーゼルエンジン自体に又はその近傍に配置したいという要請がある。

ディーゼルエンジンの搭載スペースは搭載対象の作業車両（農作業機や建設機械等）によって様々ではあるが、近年は、軽量化・コンパクト化の要請で、搭載スペースに制約がある（狭小である）ことが多い。このため、ディーゼルエンジン自体に又はその近傍にＤＰＦを配置するに当たっては、吸排気効率や部品点数等を踏まえた上で、ＤＰＦをコンパクトにレイアウトする必要がある。また、ディーゼルエンジンの吸排気系部品としては、前述したＤＰＦ以外に、例えばＥＧＲ装置やターボ過給機、排気絞り装置等もあり、これらを含めた吸排気系部品を、総合的な観点から見て効率的且つコンパクトに配置することが求められる。

本願発明は、上記の現状に鑑みてなされたものであり、吸排気系部品の性能を考慮しつつ、吸排気系部品をディーゼルエンジン周りに効率よくコンパクトに配置することを技術的課題とするものである。

請求項１の発明は、走行部、刈取装置及び脱穀装置を備えるコンバインの走行機体に搭載されるエンジン装置であって、吸気マニホールド及び排気マニホールドを有するエンジンと、前記排気マニホールドからの排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置と、前記排気マニホールドからの排気ガスにて駆動する過給機と、を備えており、前記エンジンは、前記コンバインの進行方向を前後方向として、冷却ファンを前記走行機体の右側に位置させるとともに、フライホイールを前記走行機体の左右中央側に位置させ、前記フライホイールに取り付けたプーリを介して前記刈取装置や前記脱穀装置や前記走行部に駆動力を伝達させており、前記エンジンの前記フライホイールの上方に、前記排気ガス浄化装置を前記エンジン外部で支持する支持脚体を備え、前記支持脚体の上面に前記排気ガス浄化装置の長手中央部を連結することによって、前記排気ガス浄化装置をエンジン出力軸と直交する方向に長い姿勢で前記フライホイールの上方に位置させている一方、前記排気ガス浄化装置の長手方向一端側に設けた排気ガス入口管を前記過給機のタービンケースの排気ガス排出側と連通させて、前記排気ガス浄化装置を前記排気マニホールドに連結支持しているというものである。

本願発明によると、吸気マニホールド及び排気マニホールドを有するエンジンと、前記排気マニホールドからの排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置とを備えているエンジン装置であって、前記エンジンのフライホイールの上方に、前記排気ガス浄化装置を支持する支持脚体を備えており、前記支持脚体の上面に前記排気ガス浄化装置の長手中央部を連結することによって、前記排気ガス浄化装置をエンジン出力軸と直交する方向に長い姿勢で前記フライホイールの上方に位置させる一方、前記排気ガス浄化装置の長手方向一端側が前記排気マニホールドに連結されているから、支持脚体の上面に排気ガス浄化装置の長手中央部を連結することで、支持脚体にて排気ガス浄化装置の重心付近を支持することが可能になり、排気ガス浄化装置を安定支持できる。また、エンジンに設けた支持脚体で排気ガス装置を支持することにより、排気ガス浄化装置を高剛性で且つ安定的に支持できる。従って、振動等による排気ガス浄化装置の損傷を抑制できる。

その上、排気ガス浄化装置をエンジンのフライホイールの上方に配置することで、排気ガス浄化装置をエンジン装置の各部構成に合わせて最適位置に配置できるため、排気マニホールドから排気ガス浄化装置までを短い距離で連通させることが可能になるとともに、エンジン周りでの占有スペースをコンパクトに構成できる。

又、前記支持脚体は前記シリンダヘッドのうちフライホイールの上方に位置する側面に設けられており、前記排気ガス浄化装置の長手方向中央部が前記支持脚体を介して前記シリンダヘッドに連結されているので、エンジンの高剛性部品であるシリンダヘッドと支持脚体とを利用して、排気ガス浄化装置を高剛性で且つ安定的に支持できる。従って、振動等による排気ガス浄化装置の損傷を抑制できる。

コンバインの左側面図である。コンバインの右側面図である。コンバインの平面図である。走行機体に対するディーゼルエンジンの位置関係を示す左側面図である。走行機体に対するディーゼルエンジンの位置関係を示す正面図である。走行機体に対するディーゼルエンジンの位置関係を示す平面図である。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正面図である。ディーゼルエンジンの平面図である。ＤＰＦの説明図である。ＮＯｘ浄化手段の説明図である。コンバインにおける動力伝達系統のスケルトン図である。

以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、走行機体１の前進方向に向かって左側を単に左側と称し、同じく前進方向に向かって右側を単に右側と称する。

（１）．コンバインの全体構造
まず、図１〜図３を参照しながら、コンバインの全体構造について説明する。図１〜図３に示されるように、実施形態のコンバインは、左右一対の走行クローラ２（走行部）にて支持された走行機体１を備えている。走行機体１の前部には、穀稈を刈取る４条刈り用の刈取装置３が配置されている。単動式の昇降用油圧シリンダ４によって刈取回動支点軸４ａ回りに昇降調節可能に、走行機体１の前部に刈取装置３が装着されている。走行機体１には、フィードチェン６を有する脱穀装置５と、脱穀後の穀粒を貯留するグレンタンク７とが横並び状に搭載されている。脱穀装置５が走行機体１の前進方向に向かって左側に配置され、グレンタンク７が走行機体１の前進方向に向かって右側に配置されている（図３参照）。グレンタンク７内の穀粒を機体外部に排出する穀粒排出オーガ８が配設されている。

走行機体１の右側前部には運転部１０が設けられている。グレンタンク７の前方の運転部１０には、オペレータが搭乗するステップ１１、運転座席１２、操向ハンドル１３や各種の操作レバーなどを備えた操作装置を配置している。走行機体１のうち運転座席１２の下方には、動力源としてのディーゼルエンジン２０が配置されている。運転座席１２の一側方に配置されたサイドコラム１４には、走行機体１の変速操作を行う主変速レバー１５、油圧無段変速機（図示省略）の出力及び回転数を所定範囲に設定保持する副変速レバー１６、刈取装置３及び脱穀装置５への動力継断操作用のクラッチレバー１７が設けられている。

主変速レバー１５は、走行機体１の前進、停止、後退及びその車速を無段階に変更操作するためのものである。副変速レバー１６は、作業状態に応じてミッションケース８６（図６及び図１２参照）内の副変速機構（図示省略）を変更操作し、油圧無段変速機の出力及び回転数を、中立を挟んで低速と高速の２段階の変速段に設定保持するためのものである。

クラッチレバー１７は、刈取装置３の動力継断操作用のレバーと脱穀装置５の動力継断操作用のレバーとを１本で兼ねたものであり、サイドコラム１４に形成されたＬ字状のクランク溝に沿って傾動可能に構成されている。この場合、クラッチレバー１７をクランク溝の左部先端側に傾動させると刈取クラッチ９２及び脱穀クラッチ９３（図１２参照）が共に切り状態になり、クランク溝の中途コーナ部に傾動させると脱穀クラッチ９３のみが入り状態になり、クランク溝の前部先端側にまで傾動させると両クラッチ９２，９３とも入り状態になる。

図１及び図２に示されるように、走行機体１の下面側に左右のトラックフレーム２１を配置している。トラックフレーム２１には、走行クローラ２にディーゼルエンジン２０の動力を伝える駆動スプロケット２２と、走行クローラ２のテンションを維持するテンションローラ２３と、走行クローラ２の接地側を接地状態に保持する複数のトラックローラ２４とを設けている。駆動スプロケット２２によって走行クローラ２の前側を支持し、テンションローラ２３によって走行クローラ２の後側を支持し、トラックローラ２４によって走行クローラ２の接地側を支持する。

図１〜図３に示されるように、刈取装置３の刈取回動支点軸４ａに刈取フレーム９を連結している。刈取装置３は、圃場の未刈り穀稈の株元を切断するバリカン式の刈刃装置４７と、圃場の未刈り穀稈を引起す４条分の穀稈引起装置４８と、刈刃装置４７によって刈取られた刈取り穀稈を搬送する穀稈搬送装置４９と、圃場の未刈り穀稈を分草する４条分の分草体５０とを備える。刈取フレーム９の下方に刈刃装置４７が設けられている。刈取フレーム９の前方に穀稈引起装置４８が配置されている。穀稈引起装置４８とフィードチェン６の前端部（送り始端側）との間に穀稈搬送装置４９が配置されている。穀稈引起装置４８の下部前方に分草体５０が突設されている。ディーゼルエンジン２０にて走行クローラ２を駆動して圃場内を移動しながら、刈取装置３を駆動して圃場の未刈り穀稈を連続的に刈取る。

図１及び図２に示されるように、脱穀装置５には、穀稈脱穀用の扱胴２６と、扱胴２６の下方に落下する脱粒物を選別する揺動選別機構としての揺動選別盤２７と、揺動選別盤２７に選別風を供給する唐箕ファン２８と、扱胴２６の後部から取出される脱穀排出物を再処理する処理胴２９と、揺動選別盤２７の後部の排塵を機外に排出する排塵ファン３０とを備えている。

図１乃至図３に示す如く、フィードチェン６の後端側（送り終端側）には、排藁チェン３４が配置されている。フィードチェン６の後端側から排藁チェン３４に受け継がれた排藁（穀粒が脱粒された稈）は、長い状態で走行機体１の後方に排出されるか、又は脱穀装置５の後方側に設けた排藁カッタ３５にて適宜長さに短く切断されたのち、走行機体１の後方下方に排出される。

揺動選別盤２７の下方側には、揺動選別盤２７にて選別された穀粒（一番選別物）を取出す一番コンベヤ３１と、枝梗付き穀粒等の二番選別物を取出す二番コンベヤ３２とが設けられている。本実施形態の両コンベヤ３１，３２は、走行機体１の進行方向前側から一番コンベヤ３１、二番コンベヤ３２の順で、側面視において走行機体１の上面側に横設されている。

図１乃至図３に示す如く、揺動選別盤２７は、扱胴２６の下方に落下した脱穀物を、揺動選別（比重選別）するように構成している。揺動選別盤２７から落下した穀粒（一番選別物）は、その穀粒中の粉塵が唐箕ファン２８からの選別風によって除去され、一番コンベヤ３１に落下する。一番コンベヤ３１のうち脱穀装置５におけるグレンタンク７寄りの一側壁（実施形態では右側壁）から外向きに突出した終端部には、上下方向に延びる一番揚穀筒３３が連通接続されている。一番コンベヤ３１から取出された穀粒は、一番揚穀筒３３内の一番揚穀コンベヤ（図示せず）によってグレンタンク７に搬入され、グレンタンク７に収集される。

揺動選別盤２７は、揺動選別（比重選別）によって、枝梗付き穀粒等の二番選別物（穀粒と藁屑等が混在した再選別用の還元再処理物）を二番コンベヤ３２に落下させるように構成している。二番コンベヤ３２によって取出された二番選別物は、二番還元筒３６及び二番処理部３７を介して揺動選別盤２７の上面側に戻されて再選別される。また、扱胴２６からの脱粒物中の藁屑及び粉塵等は、唐箕ファン２８からの選別風によって、走行機体１の後部から圃場に向けて排出される。

（２）．コンバインの動力伝達系統
次に、図１２を参照しながら、コンバインの動力伝達系について説明する。

ディーゼルエンジン２０の動力は、ディーゼルエンジン２０の左右両側に突出した出力軸８３の一方から、ミッションケース８６及び刈取装置３と、脱穀装置５との２方向に分岐して伝達される。ディーゼルエンジン２０の他の動力は、出力軸８３の他方から穀粒排出オーガ８に伝達される。

ミッションケース８６には、直進用の油圧無段変速機と旋回用の油圧無段変速機（共に図示省略）とを備えている。出力軸８３からミッションケース８６に向かう分岐動力は、直進用の油圧無段変速機の直進用入力軸８８に伝達され、直進用入力軸８８から旋回用の油圧無段変速機の旋回用入力軸８９に動力伝達される。

運転部１０に配置された操向ハンドル１３の操作量に応じて、各油圧ポンプにおける回転斜板の傾斜角度を調節することにより、油圧ポンプ油圧モータ間の作動油の吐出方向及び吐出量が変更され、直進用又は旋回用出力軸（図示せず）の回転方向及び回転数、ひいては左右の走行クローラ２の駆動速度及び駆動方向が任意に調節される。

また、直進用入力軸８８に伝達された動力は、ミッションケース８６から突出した刈取ＰＴＯ軸９０にも伝達され、次いで、一方向クラッチ９１及びベルトテンション式の刈取クラッチ９２を介して、刈取装置３に動力伝達される。

ディーゼルエンジン２０の出力軸８３の一方から脱穀装置５に向かう分岐動力は、クラッチ手段であるベルトテンション式の脱穀クラッチ９３を介して、唐箕ファン２８の唐箕軸４０に伝達される。唐箕軸４０に伝達された動力の一部は、ベルト４１及びプーリ伝動により、一番コンベヤ３１及び一番揚穀筒３３内の揚穀コンベヤ３８、二番コンベヤ３２及び二番還元筒３６内の還元コンベヤ３９、揺動選別盤２７の揺動軸４２、排塵ファン３０の排塵軸４３、並びに排藁カッタ３５に伝達される。

また、唐箕軸４０からは、フィードチェンクラッチ４４及びフィードチェン軸４５を経て、フィードチェン６の前端にも動力伝達される。更に、唐箕軸４０からの動力は扱胴入力軸５２にも伝達される。扱胴入力軸５２に伝達された動力は、扱胴２６と処理胴２９との２方向に分岐して伝達される。扱胴入力軸５２から扱胴２６への分岐動力は、扱胴２６の回転軸５３及び排藁チェン３４に伝達される。扱胴入力軸５２から処理胴２９への分岐動力は、処理胴入力軸５４を経由して処理胴２９の回転軸５５に伝達される。処理胴入力軸５４からは二番処理部３７の回転軸５６にも分岐動力が伝達される。

ディーゼルエンジン２０の出力軸８３から穀粒排出オーガ８に向かう動力は、グレン入力ギヤ機構９４及び動力継断用のオーガクラッチ９５を介して、グレンタンク７内の底コンベヤ９６及び穀粒排出オーガ８における縦オーガ筒内の縦コンベヤ９７に動力伝達され、次いで、受継スクリュー９８を介して、穀粒排出オーガ８における横オーガ筒内の排出コンベヤ９９に動力伝達される。

（３）．ディーゼルエンジンの吸排気構造
次に、図４乃至図１１を参照しながら、ディーゼルエンジン２０の吸排気構造について説明する。ディーゼルエンジン２０は、エンジン出力軸８３（クランク軸、図４及び図７参照）とピストン（図示省略）を有するシリンダブロック５９と、シリンダブロック上に取り付けられたシリンダヘッド６０とを備えている。シリンダヘッド６０の前側面に排気マニホールド６４が配置されている。シリンダヘッド６０の後側面には吸気マニホールド７５が配置されている。

シリンダブロック５９の左右両側面からエンジン出力軸８３の左右両端を突出させている。シリンダブロック５９の右側面には冷却ファン７７が設けられている。エンジン出力軸８３の右端側からＶベルト（図示省略）を介して冷却ファン７７に回転力を伝達するように構成している。図５及び図６に示すように、ディーゼルエンジン２０を収容するエンジンルーム７９の右側方に、ディーゼルエンジン２０水冷用のラジエータ７６が配置されている。当該ラジエータ７６にディーゼルエンジン２０の冷却ファン７７を対峙させている。

図４、図５、図７及び図８に示すように、シリンダブロック５９の左側面から突出したエンジン出力軸８３の左端側に、フライホイール８４が軸支されている。フライホイール８４には、刈取装置３や脱穀装置５に駆動力を伝達する作業部駆動プーリ８５や、走行クローラ２にミッションケース８６から駆動力を伝達する走行駆動プーリ８７を固着させ、ディーゼルエンジン２０の出力部を構成している。

図４〜図６に示すように、ディーゼルエンジン２０は、フライホイール８４が走行機体１の左右中央側に、冷却ファン７７が走行機体１の右側に位置するようにして、走行機体１のうち運転座席１２の下方に形成されたエンジンルーム７９内に配置されている。すなわち、エンジン出力軸８３の向きが左右方向に延びるように、ディーゼルエンジン２０が配置されている。

ディーゼルエンジン２０の上部には、排気マニホールド６４からの排気ガスにて駆動するターボ過給機６１が配置されている。図６及び図９に詳細に示すように、実施形態のターボ過給機６１は、排気マニホールド６４のガス出口部上に寄せた状態で、当該排気マニホールド６４の上面に取り付けられている。ターボ過給機６１は、タービンホイール（図示省略）を内蔵したタービンケース６２と、ブロアホイール（図示省略）を内蔵したコンプレッサケース６３とを備えている。

図５、図６、図８及び図９に示すように、コンプレッサケース６３の吸気取入れ側は、吸気管７０を介してエアクリーナ７１の吸気排出側に接続されている。エアクリーナ７１の吸気取入れ側は、吸気ダクト７３を介してプリクリーナ７２に接続されている。コンプレッサケース６３の吸気排出側は、過給管７４及びＥＧＲ装置１１１を介して吸気マニホールド７５のガス入口部に接続されている。プリクリーナ７２からエアクリーナ７１に吸い込まれた新気（外部空気）は、エアクリーナ７１にて除塵・浄化されたのち、コンプレッサケース６３及びＥＧＲ装置１１１を介して、吸気マニホールド７５に送られる。そして、吸気マニホールド７５からディーゼルエンジン２０の各気筒に供給される。

図６及び図９に示すように、ＥＧＲ装置１１１は、ディーゼルエンジン２０の排気ガスの一部（排気マニホールド６４からのＥＧＲガス）と新気（外部空気）とを混合させて吸気マニホールド７５に供給するＥＧＲ本体ケース（コレクタ）１１５と、過給管７４とＥＧＲ本体ケース１１５とをつなぐ吸気スロットル１１６と、排気マニホールド６４にＥＧＲクーラ１１７（図５及び図８参照）を介して接続される還流管路としての再循環排気ガス管１１８と、再循環排気ガス管１１８にＥＧＲ本体ケース１１５を連通させるＥＧＲバルブ部材１１９とを備えている。

すなわち、吸気マニホールド７５と吸気スロットル１１６とがＥＧＲ本体ケース１１５を介して接続されている。そして、ＥＧＲ本体ケース１１５には、排気マニホールド６４から延びる再循環排気ガス管１１８の出口側がＥＧＲバルブ部材１１９を介して接続されている。ＥＧＲバルブ部材１１９は、その内部にあるＥＧＲバルブ（図示省略）の開度を調節することにより、ＥＧＲ本体ケース１１５へのＥＧＲガスの供給量を調節するものである。ＥＧＲクーラ１１７は、排気マニホールド６４から吸気マニホールド７５に還流するＥＧＲガスを冷却するためのものであり、実施形態では、シリンダブロック５９の前側面のうち排気マニホールド６４の下方側に配置されている。再循環排気ガス管１１８の入口側は、排気マニホールド６４の下方側にあるＥＧＲクーラ１１７を介して、排気マニホールド６４の下面側に連結されている。

上記の構成により、コンプレッサケース６３から吸気スロットル１１６を介してＥＧＲ本体ケース１１５内に加圧新気が供給される一方、排気マニホールド６４からＥＧＲバルブ部材１１９を介してＥＧＲ本体ケース１１５内にＥＧＲガスが供給される。コンプレッサケース６３からの加圧新気と、排気マニホールド６４からのＥＧＲガスとが、ＥＧＲ本体ケース１１５内で混合された後、ＥＧＲ本体ケース１１５内の混合ガスが吸気マニホールド７５に供給される。すなわち、ディーゼルエンジン２０から排気マニホールド６４に排出された排気ガスの一部が、吸気マニホールド７５からディーゼルエンジン２０に還流することによって、高負荷運転時の最高燃焼温度が低下し、ディーゼルエンジン２０からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量が低減することになる。

一方、ディーゼルエンジン２０の上部には、ターボ過給機６１及びＥＧＲ装置１１１以外に、排気ガスを浄化処理する排気ガス浄化装置の一例であるＤＰＦ６５（ディーゼルパティキュレートフィルタ）が設けられている。実施形態では、ＤＰＦ６５がシリンダヘッド６０の左斜め上方、換言するとフライホイール８４の上方に配置されている。

排気マニホールド６４のガス出口部に、タービンケース６２の排気ガス取入れ側が接続されている。タービンケース６２の排気ガス排出側は、排気連通管１２２を介してＤＰＦ６５の長手方向一端側にある排気ガス入口管１２５（詳細は後述する）に連結されている。従って、ＤＰＦ６５の長手方向一端側は、ターボ過給機６１及び排気連通管１２２を介して高剛性の排気マニホールド６４に連結支持されている。

一般に、ＤＰＦ６５より排気上流側にターボ過給機６１を備えていると、高温の排気ガスはターボ過給機６１の過給作用に利用され、ターボ過給機６１から排出される排気ガス温度は若干低下する。これに対して実施形態では、シリンダヘッド６０の左斜め上方（フライホイール８４の上方）に配置されたＤＰＦ６５の長手方向一端側（排気ガス入口管１２５）がターボ過給機６１を介して排気マニホールド６４に連結されるから、排気マニホールド６４からターボ過給機６１を経てＤＰＦ６５までを短い距離で連通させることが可能になる。このため、ターボ過給機６１を通過してからＤＰＦ６５に至るまでの排気ガス温度の低下を極力抑制して、排気ガス温度を利用してのスートフィルタ１０４の再生を可能にし、ＤＰＦ６５の排気ガス浄化能力を適正に維持し易いのである。

排気ガス浄化装置の一例であるＤＰＦ６５は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）等を捕集するためのものである。図４〜図９に示すように、実施形態のＤＰＦ６５は、エンジン出力軸８３と直交する方向に長い形態になっている。そして、フライホイール８４より上方において、排気ガス移動方向がエンジン出力軸８３と直交する方向（前から後ろへ）を向くようにして、ディーゼルエンジン２０の上面から離して配置されている。

図１０に示す如く、ＤＰＦ６５は、耐熱金属材料製のＤＰＦケーシング１００に内蔵した略筒型のフィルタケース１０１，１０２に、例えば白金等のディーゼル酸化触媒１０３とハニカム構造のフィルタ体であるスートフィルタ１０４とを直列に並べて収容した構造になっている。

ＤＰＦケーシング１００の長手方向一端側には、ディーゼル酸化触媒１０３より排気上流側の空間に臨む円形の排気ガス取入れ開口１２６が形成されている。そして、ＤＰＦケーシング１００の外側面のうち長手方向一端側には、排気ガス取入れ開口１２６に連通する排気ガス入口管１２５が溶接固定されている。排気ガス入口管１２５は、排気絞り装置１２１の排気ガス排出側から延びる排気連通管１２２にボルト締結されている（図８及び図９参照）。

ＤＰＦケーシング１００の長手方向他端側には、スートフィルタ１０４より排気下流側の空間に臨む円形の排気ガス排出開口１２７が形成されている。そして、ＤＰＦケーシング１００の外側面には、排気ガス排出開口１２７に連通する排気ガス出口管１２８が設けられている。図１０に詳細に示すように、排気ガス出口管１２８は上向きに開口した半割筒型に形成されている。矩形状の上向き開口端部１２８ｂは、排気ガス排出開口１２７を覆い且つＤＰＦケーシング１００の長手（前後）方向に延びるようにしてＤＰＦケーシング１００の外側面に溶接固定されている。

排気ガス出口管１２８のうちＤＰＦケーシング１００の長手方向中途部に当たる前端側には、排気ガス流出口である下向き開口端部１２８ａが形成されている。下向き開口端部１２８ａの外周部に連結フランジ体１２９が溶接固定されている。連結フランジ体１２９は、シリンダヘッド６０のうちフライホイール８４の上方に位置する左側面に取り付けられた支持ブロック体１３１（詳細は後述する）に締結されている。排気ガス出口管１２８の下向き開口端部１２８ａは、ＤＰＦケーシング１００における長手方向のほぼ中央部に位置している。このため、ＤＰＦ１の排気ガス移動方向の長さは、排気ガス出口管１２８の下向き開口端部１２８ａを挟んでほぼ等分される寸法になっている。

図４、図５及び図７に示すように、ＤＰＦ６５の排気ガス排出側である排気ガス出口管１２８には、中継排気管６７を介してＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス取入れ側が接続されている。詳細は後述するが、中継排気管６７の基端側（前側）は、支持ブロック体１３１を貫通していて、排気ガス出口管１２８の下向き開口端部１２８ａに連通している。ＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス排出側にはテールパイプ６９が接続されている。ディーゼルエンジン２０の各気筒から排気マニホールド６４に排出された排気ガスは、ターボ過給機６１のタービンケース６２及び排気絞り装置１２１を介して、ＤＰＦ６５内に送り込まれ、ＤＰＦ６５にて浄化処理されたのち、ＮＯｘ浄化手段６８を経由して浄化処理され、テールパイプ６９から機外に放出されることになる。

ＮＯｘ浄化手段６８は、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元して無害化し、且つ排気音を減衰（消音）するためのものである。図１１に示す如く、実施形態のＮＯｘ浄化手段６８においては、尿素水を還元剤とした選択接触還元触媒であるＮＯｘ除去触媒１０５が採用されている。ＮＯｘ浄化手段６８は、耐熱金属材料製のＮＯｘ触媒ケーシング１０６に内蔵した略筒型のフィルタケース１０７，１０８に、ＮＯｘ除去触媒１０５とアンモニア除去触媒１０９とを直列に並べて収容した構造になっている。

中継排気管６７内には、尿素水供給ポンプ（図示省略）等によって尿素水タンク６６から尿素水を噴射するように構成されている。実施形態の尿素水タンク６６は、脱穀装置５の扱口８１の下方に形成されたデッドスペースを活用して、走行機体１のうち脱穀装置５の前面側の箇所にコンパクトに設置されている（図５参照）。

図４及び図５に示すように、ディーゼルエンジン２０の左側方（フライホイール８４の上方）に配置されたＤＰＦ６５から後方に向けて、中継排気管６７が延びている。中継排気管６７の延長後端側を下向きに開口させ、これにＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス取入れ側を接続している。そして、脱穀装置５とグレンタンク７の間において、ＮＯｘ浄化手段６８からテールパイプ６９を下向きに延長させる。走行機体１のうち脱穀装置５の下面より低い位置で、テールパイプ６９の後端側を後方に向けて開口させている。

作業部駆動プーリ８５や走行駆動プーリ８７の上方に形成されるデッドスペースを活用して、ＤＰＦ６５が、エンジン出力軸８３と直交する方向に長い姿勢で、シリンダヘッド６０の左斜め上方（フライホイール８４の上方）に配置されている。そして、ディーゼルエンジン２０における左側方の高位置から走行機体１の下面側に向けて、中継排気管６７及びテールパイプ６９を延長させている。すなわち、中継排気管６７の延長後端側は、下向きに開口させてＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス取入れ側に接続している。テールパイプ６９の前端側は、上向きに開口させてＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス排出側に接続している。

脱穀装置５とグレンタンク７の間では、ＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス取入れ側を高くし、ＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス排出側を低くした後斜め下向きの姿勢に、ＮＯｘ浄化手段６８を傾斜させて支持している。走行機体１等に固着された中継排気管６７及びテールパイプ６９にてＮＯｘ浄化手段６８を支持させ、脱穀装置５とグレンタンク７の間にＮＯｘ浄化手段６８を組み付けている。走行機体１等にＮＯｘ浄化手段６８を直接連結させないから、ブラケットといったＮＯｘ浄化手段６８専用の支持構造が不要である。なお、グレンタンク７の底部や脱穀装置５の扱口８１に近接させてＮＯｘ浄化手段６８を組み付けることも可能である。

図４及び図５から明らかなように、ディーゼルエンジン２０の側方で、且つＤＰＦ６５の設置位置よりも低位置に、ＮＯｘ浄化手段６８を配置したものであるから、ＮＯｘ浄化手段６８にて発生する水がＤＰＦ６５側に移動するのを簡単に防止できる。脱穀装置５の選別風取入れ側又はグレンタンク７底部などに近接させてＮＯｘ浄化手段６８やテールパイプ６９を設置して、脱穀装置５の選別風又はグレンタンク７などの加温に、ＮＯｘ浄化手段６８やテールパイプ６９の発熱を利用でき、湿材の収穫作業性を向上できる。

図４から明らかなように、ＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス排出側を下向きにした姿勢に傾斜させて、ＮＯｘ浄化手段６８を設置したものであるから、ＮＯｘ浄化手段６８の設置高さを抑えながら、ＮＯｘ浄化手段６８の排水等に有利な姿勢にＤＰＦ６５又はＮＯｘ浄化手段６８を支持できる。

図４及び図５から明らかなように、ＮＯｘ浄化手段６８の排気ガス流入側から、ＮＯｘ浄化手段６８内に、還元剤（尿素水）を供給するように構成したものであるから、還元剤がＤＰＦ６５側に移動するのを簡単に防止できる。ディーゼルエンジン２０の排気マニホールド６４等に還元剤が入るのを阻止できる。ディーゼルエンジン２０の排気系部品が還元剤にて腐食するのを低減して、ディーゼルエンジン２０や排気系部品の耐久性を向上できる。

（４）．ＤＰＦの取付け構造の詳細
次に、図７及び図８を参照しながら、ＤＰＦ６５の取付け構造の詳細を説明する。図７及び図８に詳細に示すように、ＤＰＦ６５の長手方向中央部は、支持脚体としての剛体構造の支持ブロック体１３１を介してシリンダヘッド６０に連結されている。実施形態では、シリンダヘッド６０のうちフライホイール８４の上方に位置する左側面に、支持ブロック体１３１がボルト１３２締結されている。支持ブロック体１３１の上面に、排気ガス出口管１２８の連結フランジ体１２９を上方からのボルト１３３にて着脱可能に締結することによって、エンジン出力軸８３と直交する方向に長い姿勢のＤＰＦ６５をフライホイール８４の上方に位置させている。ここで、「エンジン出力軸８３と直交する方向」とは、完全に直角に交わる方向だけに限るものではなく、若干ずれて傾斜した程度の方向（いわゆる略直交）も含む概念である。

前述の通り、ＤＰＦ６５（ＤＰＦケーシング１００）の長手方向一端側（前部側）にある排気ガス入口管１２５は、ターボ過給機６１におけるタービンケース６２の排気ガス排出側から延びる排気連通管１２２にボルト締結されている。ＤＰＦ６５の長手方向一端側は、ターボ過給機６１及び排気連通管１２２を介して高剛性の排気マニホールド６４に連結支持されている。ＤＰＦ６５（ＤＰＦケーシング１００）の長手方向他端側（後ろ側）には、排気ガス出口管１２８の外面に跨って下向きに突出するフランジ体１３４が溶接固定されている。フランジ体１３０の下端側は、支持ブロック体１３１の後面上部に後方からのボルト１３５にて着脱可能に締結されている。つまり、上記したＤＰＦ６５は、排気マニホールド６４側の排気連通管１２２、支持ブロック体１３１及びフランジ体１３４を用いた３点支持によって、ディーゼルエンジン２０の上部に高剛性で且つ安定的に連結支持されている。

図８から明らかなように、実施形態の支持ブロック体１３１は、中継排気管６７の基端側（前側）の外周面を半周ずつ囲う左右一対の半割り部１３７，１３８に分割して構成されている。左右両半割り部１３７，１３８（支持ブロック体１３１）は、中継排気管６７の基端側を挟持した状態で、シリンダヘッド６０のうちフライホイール８４の上方に位置する左側面に、左方からのボルト１３２にて着脱可能に締結されている。

左右両半割り部１３７，１３８（支持ブロック体１３１）にて中継排気管６７の基端側を挟持した状態では、中継排気管６７の基端側は左右両半割り部１３７，１３８（支持ブロック体１３１）の後面から上面に向けて貫通し、排気ガス出口管１２８の下向き開口端部１２８ａに連通する。左右両半割り部１３７，１３８（支持ブロック体１３１）における中継排気管６７の挟持部位が、排気ガス出口管１２８の下向き開口端部１２８ａと中継排気管６７とをつなぐ排気中継経路１３９を構成している。

実施形態の左右両半割り部１３７，１３８は、中継排気管６７の挟持部位（排気中継経路１３９）の下方において、再循環排気ガス管１１８の中途部の外周面をも半周ずつ囲うように構成されている。従って、シリンダヘッド６０の左側面に締結された左右両半割り部１３７，１３８は、中継排気管６７の基端側と再循環排気ガス管１１８の中途部との両方を挟持することになる。再循環排気ガス管１１８の中途部は左右両半割り部１３７，１３８の後面から前面に向けて貫通している。左右両半割り部１３７，１３８における再循環排気ガス管１１８の挟持部位は、排気マニホールド６４から吸気マニホールド７５への還流管路（再循環排気ガス管１１８）の一部を構成するＥＧＲ中継経路１４０になっている。

（５）．まとめ
以上の説明並びに図７〜図９から明らかなように、ＤＰＦ６５はエンジン出力軸８３と直交する方向に長い形態になっており、ディーゼルエンジン２０のシリンダヘッド６０にＤＰＦ６５を支持する支持ブロック体１３１を備えており、ＤＰＦ６５の長手方向中央部が支持ブロック体１３１を介してシリンダヘッド６０に連結されているから、支持ブロック体１３１にてＤＰＦ６５の重心付近を支持することが可能になり、ＤＰＦ６５を安定支持できる。すなわち、ディーゼルエンジン２０の高剛性部品であるシリンダヘッド６０と支持ブロック体１３１とを利用して、ＤＰＦ６５を高剛性で且つ安定的に支持でき、振動等によるＤＰＦ６５の損傷を抑制できる。

その上、ディーゼルエンジン２０の製造場所でディーゼルエンジン２０にＤＰＦ６５を組み込んで出荷することが可能になるから、ディーゼルエンジン２０とＤＰＦ６５とをまとめてコンパクトに構成できるという利点もある。

図４〜図９から明らかなように、支持ブロック体１３１はシリンダヘッド６０のうちフライホイール８４の上方に位置する左側面に設けられており、ＤＰＦ６５がフライホイール８４の上方に配置されているから、フライホイール８４に連結される出力部（例えば作業部駆動プーリ８５や走行駆動プーリ８７といったコンバインの動力系等）の上方に形成されるデッドスペースを有効利用して、ＤＰＦ６５をディーゼルエンジン２０に近接させて配置できる。換言すると、フライホイール８４に連結される出力部に対して、ＤＰＦ６５の搭載位置が邪魔にならない。従って、この点でも、ディーゼルエンジン２０とＤＰＦ６５をまとめてコンパクトに構成でき、かかるＤＰＦ６５付きディーゼルエンジン２０の搭載対象となるコンバインのエンジンルーム７９のコンパクト化、ひいてはコンバイン全体のコンパクト化が可能になる。

図７及び図８から明らかなように、ＤＰＦ６５の長手方向一端側は排気マニホールド６４側に連結されている一方、ＤＰＦ６５の長手方向他端側はフランジ体１３４を介して支持ブロック体１３１に連結されているから、排気マニホールド６４、支持ブロック体１３１及びフランジ体１３４を用いた３点支持によって、ＤＰＦ６５をディーゼルエンジン２０の上部に高剛性で且つ安定的に連結支持できる。従って、振動等によるＤＰＦ１の損傷防止に高い効果を発揮する。

図７及び図８から明らかなように、ＤＰＦ６５の長手方向中央部に、排気ガス流出口である排気ガス出口管１２８の下向き開口端部１２８ａが形成されており、支持ブロック体には、下向き開口端部１２８ａに連通する排気中継経路１３９を備えている。このため、排気マニホールド６４から延びる排気系統のうちＤＰＦ６５より排気下流側の一部部品（中継排気管６７の基端側）が、支持ブロック体１３１に一体化されることになる。すなわち、ＤＰＦ６５を支持する部品と、排気系統のうちＤＰＦ６５より排気下流側の一部部品とがまとまることになるから、ディーゼルエンジン２０への組み付け工数を低減できると共に、組み付け作業性を改善できる。また、部品点数の削減も可能になる。

図７及び図８から明らかなように、支持ブロック体１３１には、排気マニホールド６４と吸気マニホールド７５とをつなぐ再循環排気ガス管１１８の一部をなすＥＧＲ中継経路１４０を備えているから、ディーゼルエンジン２０（シリンダヘッド６０）の上方空間を使うことなく、ディーゼルエンジン２０の外周（前・左・後側面）に沿って再循環排気ガス管１１８をコンパクトに取り回しできる。

図７及び図８から明らかなように、支持ブロック体１３１はシリンダヘッド６０の左側面に設けられており、ＤＰＦ６５はフライホイール８４の上方に配置されており、支持ブロック体１３１において排気中継経路１３９の下方に、ＥＧＲ中継経路１４０が設けられているから、大まかに言って、排気マニホールド６４から延びる排気系統はディーゼルエンジン２０の上部側に、ＥＧＲ装置１１１関連の再循環排気ガス管１１８は排気系統より下側に位置することになる。すなわち、排気系統と再循環排気ガス管１１８との位置関係が、大まかに言ってディーゼルエンジン２０の上下に分かれることになる。このため、組み付け順をあまり気にすることなく、排気系統や再循環排気ガス管１１８をシンプルにディーゼルエンジン２０に組み付けることが可能であり、組み付け作業性を向上できる。

図５、図６、図８及び図９に示すように、ＤＰＦ６５の長手方向中央部が支持ブロック体１３１を介してシリンダヘッド６０に連結されている一方、ＤＰＦ６５の長手方向一端側がターボ過給機６１を介して排気マニホールド６４に連結されているから、ターボ過給機６１の作用にて、ディーゼルエンジン２０の排気脈動を抑制できる。

ところで、ＤＰＦ６５より排気上流側にターボ過給機６１を備えていると、ターボ過給機６１を経由した排気ガス温度が若干低下する。これに対して実施形態では、シリンダヘッド６０の左斜め上方（フライホイール８４の上方）に配置されたＤＰＦ６５の長手方向一端側（排気ガス入口管１２５）がターボ過給機６１を介して排気マニホールド６４に連結されるから、排気マニホールド６４からターボ過給機６１を経てＤＰＦ６５までを短い距離で連通させることが可能になる。このため、ターボ過給機６１を通過してからＤＰＦ６５に至るまでの排気ガス温度の低下を極力抑制して、排気ガス温度を利用してのスートフィルタ１０４の再生を可能にし、ＤＰＦ６５の排気ガス浄化能力を適正に維持し易い。

図５、図６、図８及び図９から明らかなように、ＤＰＦ６５がフライホイール８４の上方に配置されている一方、ターボ過給機６１が排気マニホールド６４上に寄せて配置されているから、排気マニホールド６４からＤＰＦ６５に至る排気系統は、平面視でシリンダヘッド６０の外側に沿って延びることになる。このため、ディーゼルエンジン２０（シリンダヘッド６０）の上方空間を有効利用して、排気マニホールド７４からターボ過給機６１を経由してＤＰＦ６５に至る排気系統をコンパクトに取り回しできる。

図５及び図８から明らかなように、排気マニホールド６４の下方側に、排気マニホールド６４から吸気マニホールド７５に還流するＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１１７が配置されている。すなわち、ディーゼルエンジン２０における排気マニホールド６４側の前側面において、ターボ過給機６１とＥＧＲクーラ１１７とが、排気マニホールド６４を挟んで上下に分かれて配置されるから、ターボ過給機６１とＥＧＲクーラ１１７との配管構造を考慮しつつ、ディーゼルエンジン２０における前後方向（エンジン出力軸８３に直交する方向）の占有スペースをコンパクトに構成できる。

（６）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば、本願発明に係るエンジン装置は、前述のようなコンバインに限らず、トラクタ等の農作業機、フォークリフトカー、バックホウ等の特殊作業用車両のような各種作業車両に対して広く適用できる。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

２０ディーゼルエンジン
６０シリンダヘッド
６１ターボ過給機
６４排気マニホールド
６５排気ガス浄化装置としてのＤＰＦ
６７中継排気管
７５吸気マニホールド
８３エンジン出力軸
８４フライホイール
１１７ＥＧＲクーラ
１１８還流管路としての再循環排気ガス管
１２１排気絞り装置
１２８ａ排気ガス流出口としての下向き開口端部
１３１支持脚体としての支持ブロック体
１３４フランジ体
１３９排気中継経路
１４０ＥＧＲ中継経路

Claims

走行部、刈取装置及び脱穀装置を備えるコンバインの走行機体に搭載されるエンジン装置であって、
吸気マニホールド及び排気マニホールドを有するエンジンと、前記排気マニホールドからの排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置と、前記排気マニホールドからの排気ガスにて駆動する過給機と、を備えており、
前記エンジンは、前記コンバインの進行方向を前後方向として、冷却ファンを前記走行機体の右側に位置させるとともに、フライホイールを前記走行機体の左右中央側に位置させ、前記フライホイールに取り付けたプーリを介して前記刈取装置や前記脱穀装置や前記走行部に駆動力を伝達させており、
前記エンジンの前記フライホイールの上方に、前記排気ガス浄化装置を前記エンジン外部で支持する支持脚体を備え、前記支持脚体の上面に前記排気ガス浄化装置の長手中央部を連結することによって、前記排気ガス浄化装置をエンジン出力軸と直交する方向に長い姿勢で前記フライホイールの上方に位置させている一方、前記排気ガス浄化装置の長手方向一端側に設けた排気ガス入口管を前記過給機のタービンケースの排気ガス排出側と連通させて、前記排気ガス浄化装置を前記排気マニホールドに連結支持している、
エンジン装置。