JP5849136B2 - 排気処理装置付きエンジン - Google Patents
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Description
この種の排気処理装置付きエンジンによれば、排気処理装置がエンジン本体と一体化され、エンジン搭載機械への排気処理装置の設置が容易になるという利点がある。
しかし、この従来技術では、エンジン本体に排気処理装置が排気管のみで支持されているため問題がある。
エンジン本体に排気処理装置が排気管のみで支持されているため、エンジン本体の振動で排気処理装置が揺れると、排気管に大きな負担がかかり、排気管が損傷しやすい。
特に、排気処理装置に高重量のDPFや触媒が収容される場合には、その問題が顕著になる。
図9に例示するように、エンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させ、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)とを排気管(13)を介して連通させた、排気処理装置付きエンジンにおいて、
図3に例示するように、排気処理装置(4)のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分(5)(6)(7)で構成し、各ケーシング部分(5)(6)(7)の端部に連結フランジ(8)(9)(10)(11)を設け、この連結フランジ(8)(9)(10)(11)同士の連結で各ケーシング部分(5)(6)(7)を連結し、
図8に例示するように、エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)と支持ブラケット(12)を介して排気処理装置(4)を支持させ、
中間のケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させ、
(請求項1に固有の発明特定事項)
図2(A)(B)に例示するように、中間のケーシング部分(5)の連結フランジ(9)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(11)とを相互に重ね合わせ、これらの連結フランジ(9)(11)の外周縁はいずれも多角形に形成し、
支持ブラケット(12b)に上方が開口したフランジ嵌合凹部(38b)を設け、このフランジ嵌合凹部(38b)の内周縁は、前記重ね合わせた連結フランジ(9)(11)の下縁の隅角部に沿う隅角形状となっており、前記重ね合わせた連結フランジ(9)(11)の少なくとも一方の下縁部の隅角部がフランジ嵌合凹部(38b)に嵌合している、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
(請求項2に固有の発明特定事項)
図2(A)(B)に例示するように、中間のケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の外周縁は多角形で形成し、
支持ブラケット(12a)に上方が開口したフランジ嵌合凹部(38a)を設け、
このフランジ嵌合凹部(38a)の内周縁は、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の下縁の隅角部に沿う隅角形状となっており、この隅角部がフランジ嵌合凹部(38a)に嵌合している、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
(請求項3に固有の発明特定事項)
図2(A)(B)に例示するように、中間のケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、環状スペーサ(39)の外周縁は多角形で形成し、
支持ブラケット(12a)に上方が開口したスペーサ嵌合凹部(38a)を設け、
このスペーサ嵌合凹部(38a)の内周縁は、環状スペーサ(39)の下縁部の隅角部に沿う隅角形状となっており、この隅角部がスペーサ嵌合凹部(38a)に嵌合している、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
請求項1から請求項3のいずれかに係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 エンジン本体の振動で排気管が損傷するのを防止することができる。
図8に例示するように、エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)を支持させたので、排気処理装置(4)が剛性の高い連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介してエンジン本体(1)に強固に支持され、エンジン本体(1)の振動で排気処理装置(4)が揺れても、排気管(13)にかかる負担が軽減され、エンジン本体(1)の振動で排気管(13)が損傷するのを防止することができる。
図3に例示するように、中間のケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させたので、中間のケーシング部分(5)から排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離させ、中間のケーシング部分(5)の両端部を露出させることにより、中間のケーシング部分(5)のメンテナンスが可能になる。
《効果》 排気処理装置の位置決めとともに、排気処理装置の回動姿勢も決められる。
支持ブラケット(12a)(12b)の隅角形状の嵌合凹部(38a)(38b)と多角形の連結フランジ(9)(10)(11)や環状スペーサ(39)の隅角部が嵌合し、エンジン本体(1)や支持ブラケット(12a)(12b)に対する排気処理装置(4)の位置決めとともに、排気処理装置(4)の回動姿勢も決められる。
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気処理装置を小型化することができる。
図3に例示するように、DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の各連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、環状スペーサ(39)内にDPF入口側空間(40)を設け、図4(B),28に例示するように、環状スペーサ(39)にセンサ取付孔(41)を設け、センサ取付孔(41)からDPF入口側空間(40)に向けて排気用のセンサ(42)を挿入することができるようにしたので、DPF入口側空間(40)を狭くすることができ、排気処理装置(4)を小型化することができる。
これに対し、DPF収容ケーシング部分の周壁にセンサ取付ボスを溶接で取り付ける場合、センサ取付ボスの周縁部を全周溶接する必要があり、DPF収容ケーシング部分の連結フランジとセンサ取付ボスとの間に溶接トーチを進入させるスペースをあけておく必要があり、連結フランジとセンサとの距離が広がり、排気入口側空間を広くせざるを得ず、排気処理装置が大型化する問題が生じていた。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気用のセンサの配置と姿勢を自由に選択することができる。
図1(A)に例示するように、環状スペーサ(39)の周方向の姿勢を変更して、センサ取付孔(41)の位置と姿勢とを変更することができるようにしたので、排気用のセンサ(42)の配置と姿勢とを自由に選択することができる。
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスが容易になる。
図1(A)に例示するように、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをエンジン本体(1)に支持させたまま、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の間からDPF収容ケーシング部分(5)を抜き取ることができるようにしたので、DPF(17)に堆積したアッシュの洗浄等のDPF(17)のメンテナンスが容易になる。
請求項7に係る発明は、請求項6に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスが容易になる。
図1(A)に例示するように、吊り上げ用突出部(34)(35)にDPF収容ケーシング部分(5)の吊り上げ用係止部(36)(37)を設けたので、DPF収容ケーシング部分(5)をクレーン等の外部支持装置で簡単に吊り上げることができ、DPF(17)のメンテナンスが容易になる。
請求項8に係る発明は、請求項1から請求項7のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気圧センサの誤検出を防止することができる。
図6(C)に例示するように、排気出口側ケーシング部分(7)の周壁に排気圧センサ(44)の排気圧導入パイプ(45)を取り付けるパイプ取付用ボス(46)を設け、このパイプ取付用ボス(46)のボス孔(47)を外側に向かって上向きとなるようにしたので、排気出口側ケーシング部分(7)内に溜まった凝縮水が排気圧センサ(44)の圧力導入パイプ(45)に進入するのを防止し、これに起因する排気圧センサ(44)の誤検出を防止することができる。
請求項9に係る発明は、請求項1から請求項8のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気入口管の上流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
図4(C)に例示するように、排気入口側ケーシング部分(6)の周方向の姿勢を変更して、排気入口管(48)の入口(48a)の向きを変更することができるようにしたので、排気入口管(48)の上流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
請求項10に係る発明は、請求項1から請求項9のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気出口管の下流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
図5(A)(B)に例示するように、排気出口側ケーシング部分(7)の周方向の姿勢を変更して、排気出口管(49)の出口(49a)の向きを変更することができるようにしたので、排気出口管(49)の下流側にある排気経路の配置を自由に選択することができる。
請求項11に係る発明は、請求項1から請求項10のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジン本体の振動で排気処理装置の連結フランジが損傷するのを防止することができる。
図8に例示するように、相互に離れた複数個所の連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に支持させたので、エンジン本体(1)の振動で排気処理装置(3)が揺れても、各連結フランジ(8)(9)(10)(11)が受ける負担が分散され、エンジン本体(1)の振動で排気処理装置(4)の連結フランジ(8)(9)(10)(11)が損傷するのを防止することができる。
請求項12に係る発明は、請求項1から請求項11のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 支持ブラケットを支持ステーに取り付ける作業を容易に行うことができる。
図8に例示するように、排気処理装置(4)の荷重を支持ブラケット(12)を介して支持ステー(2)(3)で支え、支持ブラケット(12)をブラケット取付用締結具(14)で支持ステー(2)(3)に取り付けたので、支持ブラケット(12)を支持ステー(2)(3)に取り付ける作業中、クレーン等の外部支持装置で排気処理装置(4)の荷重を支えておく必要がなく、支持ブラケット(12)を支持ステー(2)(3)に取り付ける作業を容易に行うことができる。
請求項13に係る発明は、請求項12に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気処理装置の前後方向の配置を自由に設定することができる。
図8に例示するように、支持ステー(2)(3)を前後の支持ステー(2)(3)で構成し、この前後の支持ステー(2)(3)をエンジン本体(1)の前後側にそれぞれ取り付け、支持ブラケット(12)を前後方向に長く形成し、この支持ブラケット(12)を前後の支持ステー(2)(3)間に架設し、排気処理装置(4)を左右方向に長い姿勢で前後の支持ステー(2)(3)を介してエンジン本体(1)に支持させたので、排気処理装置(4)の前後方向の配置を自由に設定することができる。
請求項14に係る発明は、請求項13に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気処理装置の揺れによる連結フランジの損傷を防止することができる。
図1(A)に例示するように、左右側の支持ブラケット(12a)(12b)の前後端部を前後の支持ステー(2)(3)上に載置して、左右のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けたので、左右側の支持ブラケット(12a)(12b)と前後の支持ステー(2)(3)で剛性の高い堅牢な枠構造を構成することができ、エンジン本体(1)の振動による排気処理装置(4)の大きな揺れが抑制され、排気処理装置(4)の揺れによる連結フランジ(8)(9)(10)(11)の損傷を防止することができる。
請求項15に係る発明は、請求項12から請求項14のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 連結フランジに対する支持ブラケットの付設を支障無く行うことができる。
図1(A)(B)に例示するように、ブラケット付設用締結具(25)の締結で連結フランジ(10)(11)に支持ブラケット(12a)(12b)を付設し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)のうち、少なくとも一方にブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を設け、この位置調節孔(26)でブラケット付設用締結具(25)の少なくとも上下方向の位置を調節することができるようにしたので、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)との相互の位置が上下方向にずれていても、位置調節孔(26)でブラケット付設用締結具(25)の位置を上下に調節して、連結フランジ(10)(11)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の付設を支障無く行うことができる。
請求項16に係る発明は、請求項15に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 連結フランジに対する支持ブラケットの付設作業が容易になる。
図1(B)に例示するように、エンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、大径孔(27)と小径孔(28)とを左右に重ね、これらの重なった位置にブラケット付設用締結具(25)を挿通させたので、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)とを位置合わせすると、ブラケット付設用締結具(25)が自然に適正位置に位置合わせされ、ブラケット付設用締結具(25)を調節操作する必要がなく、連結フランジ(10)(11)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の付設作業が容易になる。
請求項17に係る発明は、請求項12から請求項16のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 支持ステーに対する支持ブラケットの取り付けを支障無く行うことができる。
図1(A)(C)に例示するように、支持ブラケット(12a)(12b)を支持ステー(2)(3)にブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付け、支持ブラケット(12a)(12b)と支持ステー(2)(3)の少なくとも一方にブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を設け、この位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の少なくとも前後方向と左右方向の位置を調節できるようにしたので、支持ステー(2)(3)と支持ブラケット(12a)(12b)との相互の位置が前後方向や左右方向にずれていても、位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置を調節でき、支持ステー(2)(3)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の取り付けを支障無く行うことができる。
請求項18に係る発明は、請求項17に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 支持ステーに対する支持ブラケットの取り付け作業が容易になる。
図1(C)に例示するように、前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とを交差状に上下に重ね、これらの交差位置にブラケット取付用締結具(14a)(14b)を挿通させたので、支持ブラケット(12a)(12b)と支持ステー(2)(3)を位置合わせすると、ブラケット取付用締結具(14)が自然に適正位置に位置合わせされ、支持ステー(2)(3)に対する支持ブラケット(12a)(12b)の取り付け作業が容易になる。
請求項19に係る発明は、請求項1から請求項18のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFのメンテナンスを容易に行うことができる。
図3に例示するように、排気処理装置(4)にDPF(17)を収容するに当たり、図10に例示するように、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の上方に排気処理装置(4)を配置したので、DPF(17)のメンテナンスに際し、排気処理装置(4)やDPF(17)をエンジン本体(1)の部品と干渉することなく、エンジン本体(1)の上方に取り出すことができ、DPF(17)のメンテナンスを容易に行うことができる。
図10に例示するように、シリンダヘッド(19)に組み付けたヘッドカバー(20)の上方で、エンジン冷却ファン(18)の上端部(21)よりも高い位置に排気処理装置(4)を配置したので、DPF(17)がエンジン冷却風で冷却されにくく、DPF(17)の再生効率を高く維持することができる。
請求項20に係る発明は、請求項1から請求項19のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 排気入口フランジをエンジン排気出口フランジに取り付ける作業を容易に行うことができる。
図9に例示するように、エンジン本体(1)側のエンジン排気出口フランジ(22)上に排気処理装置(4)の排気入口フランジ(23)を載置したので、排気入口フランジ(23)をエンジン排気出口フランジ(22)に取り付ける作業中、クレーン等の外部支持装置で排気入口フランジ(23)側の荷重を支えておく必要がなく、排気入口フランジ(23)をエンジン排気出口フランジ(22)に取り付ける作業を容易に行うことができる。
実施形態と参考形態では、DPFマフラ付きの水冷の立形直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
図8に示すように、クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、エンジン本体(1)は、シリンダブロック(52)の上部にシリンダヘッド(19)を組み付け、シリンダヘッド(19)の上部にヘッドカバー(20)を組み付け、シリンダブロック(52)の下部にオイルパン(53)を組み付け、シリンダブロック(52)の前部に冷却水ポンプ(54)を組み付け、冷却水ポンプ(54)の前方にエンジン冷却ファン(18)を配置し、シリンダブロック(52)の後部にギヤケース(15)を配置し、ギヤケース(15)の後部にフライホイールハウジング(51)を組み付け、シリンダヘッド(19)の右側に吸気マニホルド(56)を組み付け、図9に示すように、シリンダヘッド(19)の左側に排気マニホルド(55)を組み付けている。
エンジン本体(1)は、EGR装置(排気ガス再還流システム)とコモンレール式燃料噴射装置とを備えている。EGR装置は排気の一部を吸気に還元する。コモンレール式燃料噴射装置は燃料サプライポンプ(57)で昇圧した燃料をコモンレール(58)に蓄圧し、電子制御でインジェクタの電磁弁を開閉し、各気筒の燃料噴射時期や燃料噴射量を調節する。
排気マニホルド(55)の上部に過給機(62)を組み付け、過給機(62)の排気タービン(63)の排気出口にエルボ形の排気管(13)を接続している。
DOCはディーゼル酸化触媒の略称、DPFはディーゼル・バティキュレート・フィルタの略称である。
排気処理装置(4)では、DPF(17)で排気中に含まれるPM(粒子状物質)を捕捉するとともに、燃焼室から吹き抜けた未燃燃料や排気経路中に噴射した未燃燃料をDOC(64)で酸化させ、その酸化熱で排気の温度を上昇させ、DPF(17)に堆積したPMを焼却して、DPF(17)の再生を図るようになっている。
この実施形態では、排気処理装置(4)にDPFマフラを用いたが、排気処理装置(4)は、DPFを収容していない排気マフラや触媒コンバータであってもよい。
図8に示すように、エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)を支持させている。
DPF収容ケーシング部分(5)にはDPF(17)を収容し、排気入口側ケーシング部分(6)にはDOC(64)を収容している。
DPF収容ケーシング部分(5)の両端部にはDPF入口側連結フランジ(8)とDPF出口側連結フランジ(9)とをそれぞれ設け、排気入口側ケーシング部分(6)のDPF入口側端部には排気入口側連結フランジ(10)を、排気出口側ケーシング部分(7)のDPF出口側端部には排気出口側連結フランジ(11)をそれぞれ設けている。
また、DPF出口側連結フランジ(9)と排気出口側連結フランジ(11)とを重ねて、DPF出口側のフランジ連結用締結具(50)で連結している。
両フランジ連結用締結具(43)(50)はいずれもボルトナットである。
この複数個所の連結フランジ(8)(9)(10)(11)は、DPF収容ケーシング部分(5)のDPF入口側連結フランジ(8)とDPF出口側連結フランジ(9)と、排気入口側ケーシング部分(6)の排気入口側連結フランジ(10)と排気出口側ケーシング部分(7)の排気出口側連結フランジ(11)である。
排気処理装置(4)の荷重を支持ブラケット(12)を介して支持ステー(2)(3)で支え、支持ブラケット(12)をブラケット取付用締結具(14)で支持ステー(2)(3)に取り付けている。
左右の支持ブラケット(12a)(12b)の前後端部を前後の支持ステー(2)(3)上に載置して、左右のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けている。
図10に示すように、前後の支持ステー(2)(3)の各ステー取付部(2a)(3a)はシリンダヘッド(19)の前後端面に取り付けている。
図2(B)に示すように、左側の支持ブラケット(12a)は水平なブラケット取付部(12c)の左縁から垂直な支持部(12d)を上向きに折り曲げて形成し、右側の支持ブラケット(12b)は水平なブラケット取付部(12c)の右縁から垂直な支持部(12d)を上向きに折り曲げて形成している。
図2(A)(B)に示すように、後側の支持ステー(3)の載置部(3b)上に左右の支持ブラケット(12a)(12b)の各ブラケット取付部(12c)(12c)の後端部を載置して、この後端部をそれぞれ左右側のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けている。
ブラケット取付用締結具(14a)(14b)はボルトナットである。
図9に示すように、エンジン本体(1)側のエンジン排気出口フランジ(22)上に排気処理装置(4)の排気入口フランジ(23)を載置している。
エンジン排気出口フランジ(22)は、排気管(13)の終端に上向きに形成している。排気入口フランジ(23)は排気処理装置(4)の排気導入管(48)の始端に下向きに形成している。
図2(B)に示すように、この実施形態では、排気入口側ケーシング部分(6)の排気入口側連結フランジ(10)と排気出口側ケーシング部分(7)の排気出口側連結フランジ(11)に左右側の支持ブラケット(12a)(12b)を付設し、支持ブラケット(12a)(12b)にブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を設けている。
エンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、大径孔(27)と小径孔(28)とを左右に重ね、これらの重なった位置にブラケット付設用締結具(25)を挿通させている。
前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とを交差状に上下に重ね、これらの交差位置にブラケット取付用締結具(14a)(14b)を挿通させている。
図1(C)に示すように、この実施形態では、前後の支持ステー(2)(3)に前後方向長孔(30)を設け、左右の支持ブラケット(12a)(12b)に左右方向長孔(31)を設けている。
DPF収容ケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させている。
図4(B)(C)に示すように、環状スペーサ(39)は排気入口側ケーシング部分(6)の排気入口側連結フランジ(10)に取付ボルト(69)で着脱自在に取り付け、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の間からDPF収容ケーシング部分(5)を抜き取る時に、環状スペーサ(39)が脱落しないようにしてある。
図2(B)に示すように、左側の支持ブラケット(12a)についても、同様のフランジ嵌合凹部(38a)を設け、重なるDPF入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)と環状スペーサ(40)の少なくとも一方の下縁部をフランジ嵌合凹部(38a)に嵌合させる。
これらのフランジ嵌合凹部(38a)(38b)の内周縁は、嵌合させる多角形の連結フランジ(9)(10)(11)や環状スペーサ(40)の下端の隅角部に沿う屈曲形状、すなわち角隅形状となっており、フランジ嵌合凹部(38a)(38b)への嵌合で、排気処理装置(4)の前後方向の位置決めとともに、排気処理装置(4)の回動姿勢も決められる。なお、嵌合凹部(38a)に環状スペーサ(40)を嵌合させた場合には、この嵌合凹部(38a)はスペーサ嵌合凹部(38a)となる。
図4(B)に示すように、環状スペーサ(39)にセンサ取付孔(41)を設け、センサ取付孔(41)からDPF入口側空間(40)に向けて排気用のセンサ(42)を挿入することができるようにしている。
図4(B)に示すように、環状スペーサ(39)には図1(A)に示す排気圧センサ(44)のDPF入口側の排気圧導入パイプ(65)を取り付けるパイプ取付孔(66)をあけている。このパイプ取付孔(66)は外側に向かって上向きとなるようにし、DPF入口側空間(40)内の凝縮水がDPF入口側の排気圧導入パイプ(65)に進入しないようにしている。
図4(B)に示すように、環状スペーサ(39)にその周方向に上記離間角度で複数の被締結部(39a)を配置している。
環状スペーサ(39)の姿勢を上記離間角度単位で周方向にずらし、環状スペーサ(39)の被締結部(39a)を上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)に合わせて、フランジ連結用締結具(43)で上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)と環状スペーサ(39)の被締結部(39a)とを共締めすることにより、環状スペーサ(39)の周方向の姿勢を変更して、センサ取付孔(41)の位置と姿勢とを変更することができるようにしている。
DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の重なる連結フランジ(8)(10)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(8a)(10a)を配置している。
排気入口側ケーシング部分(6)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)の被締結部(8a)に、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の被締結部(10a)を合わせて、フランジ連結用締結具(43)で締結することにより、排気入口側ケーシング部分(6)の周方向の姿勢を変更して、排気入口管(48)の入口(48a)の向きを変更することができるようにしている。
図1(A)に示すように、排気入口側ケーシング部分(6)の周壁には排気用のセンサのセンサ取付孔(67)を設け、このセンサ取付孔(67)にDOC上流側の排気の温度を検出する排気温度センサを取り付けることができるようにしている。
排気出口側ケーシング部分(7)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(9)の被締結部(9a)に、排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(11)の被締結部(11a)を合わせて、フランジ連結用締結具(50)で締結することにより、排気出口側ケーシング部分(7)の周方向の姿勢を変更して、排気出口管(49)の出口(49a)の向きを変更することができるようにしている。
図1(A)に示すように、排気出口側ケーシング部分(7)の周壁には排気用のセンサのセンサ取付孔(68)を設け、このセンサ取付孔(68)にDPF下流側の排気の温度を検出する排気温度センサを取り付けることができるようにしている。
図20に示すように、トラクタ車体(102)はエンジン本体(1)、クラッチハウジング、ミッションケース、前車軸フレーム(105)等を直結して構成され、エンジン本体(1)をはじめ、その周辺に付設される各種機器類やエンジン補機等を含めて全体的に取り囲むようにしたボンネット(107)が設けられている。このボンネット(107)の天板部(107a)は後部が最も高く前部にかけて前下がり形状になっている。即ち、天板部(107a)は前部から後部にかけて尻上がりに傾斜状に配置されている。
エンジン本体(1)はクランク軸中心軸線(16)が前後方向を向くように配置され、前車軸フレーム(105)上には、エンジン本体(1)の前方にエンジン冷却ファン(18)、ラジエータ(112)、バッテリ(113)等が配置されている。
EGR装置は、図15に示すように、EGRガス導出通路(133)にEGRクーラ(60)とEGRガス導出管(135)とが設けられ、EGRガス導出管(135)の下流にEGR弁ケース(59)が配置され、図18に示すように、吸気マニホルド(56)からEGRガス入口管(137)が導出されている。
図15に示すように、排気マニホルド(55)に取り付けた過給機(62)にフランジを介して排気処理装置(4)が連結されている。この排気処理装置(4)はDPFマフラであるが、従来のマフラに比べ外形及び重量が大きく、重量は従来のマフラの4〜6倍の20〜30kgである。
図16に示すように、排気処理装置(4)のケーシングは、第1実施形態と同様、DPF収容ケーシング部分(5)と左側の排気入口側ケーシング部分(6)と右側の排気出口側ケーシリング部分(7)とに三分割されていて、中央のDPF収容ケーシング部分(5)に左右のケーシング部分(6)(7)をフランジ結合する連結フランジ(8)(9)が形成され、これに対応して左右ケーシング部分(6)(7)の左右内端部に連結フランジ(10)(11)が形成され、中央のDPF収容ケーシング部分(5)に対して左右のケーシング部分(6)(7)が連結フランジ(8)(10)及び連結フランジ(9)(11)により結合されている。
左右の連結フランジ(8)(9)に左右の取付部材(155)(156)を固定するブラケット付設用締結具(25)(25)はフランジ連結用締結具(43)(50)を兼用している。
図15,18に示すように、フランジ連結用締結具(43)(50)で締結する連結フランジ(10)(11)等の被締結部(10a)(11a)は連結フランジ(10)(11)の周方向に60°の離間角度でそれぞれ6個所に配置されている。
図14に示すように、エンジン本体(1)の前部に取り付けられた前側の支持ステー(2)は、左右一対の支持脚体(163)(164)と一対の支持脚体(163)(164)の上端部間を連結する水平状の載置部(2b)とを有している。
左側の支持脚体(163)の下部はエンジン本体(1)前部のシリンダヘッド(19)の左側面等に固定され、右側の支持脚体(164)の下部はエンジン本体(1)前部の右上部に固定されている。
図15に示すように、後側の支持ステー(3)は上下に長い帯板のステー取付部(3a)下部がエンジン本体(1)の背面に固定され上部にL字状に前方屈曲した載置部(3b)が形成されている。
第1参考形態の他の構成や機能は、実施形態と同じであり、図14〜図20中、実施形態と同一の要素には、図1〜図13と同一の符号を付しておく。
左右の連結フランジ(8)(9)に左右の支持ブラケット(12a)(12b)を付設するブラケット付設用締結具(25)(25)はフランジ連結用締結具(43)(50)を兼用している。
図22,25に示すように、フランジ連結用締結具(43)(50)で締結する連結フランジ(10)(11)等の被締結部(10a)(11a)は連結フランジ(10)(11)の周方向に45°の離間角度でそれぞれ8個所に配置されている。
前側の支持ステー(2)の背面側が補強板(76)で補強されている。
後側の支持ステー(3)は取付部(3a)と載置部(3b)とが補強板(80)により連結されている。
第2参考形態の他の構成や機能は、第1実施形態、第1参考形態と同じであり、図21〜図27中、第1実施形態、第1参考形態と同一の要素には、図1〜図20と同一の符号を付しておく。
図28,図29に示すように、排気処理装置(3)を左右方向に長い姿勢にし、シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の真後で、フライホイールハウジング(51)の後上方に、排気処理装置(3)のDPF収容ケーシング部分(5)を配置している。
この第3参考形態では、DPF(17)のメンテナンスに際し、排気処理装置(4)やDPF収容ケーシング部分(5)をエンジン本体(1)の部品と干渉することなく、エンジン本体(1)の上方に取り出すことができ、DPF(17)のメンテナンスを容易に行うことができる。また、エンジンの全高を低く抑えることができる。DPF(17)がエンジン冷却風で冷却されにくく、DPF(17)の再生効率を高く維持することができる。
この第3参考形態では、実施形態と同様、排気処理装置(4)にDPF(17)を収容し、エンジン本体(1)の前部にエンジン冷却ファン(21)を配置している。
第3参考形態の他の構成や機能は、実施形態と同じであり、図28〜図30中、実施形態と同一の要素には、図1〜図13と同一の符号を付しておく。
(2) 前側の支持ステー
(3) 後側の支持ステー
(4) 排気処理装置
(5) DPF収容ケーシング部分
(6) 排気入口側ケーシング部分
(7) 排気出口側ケーシング部分
(8) DPF入口側連結フランジ
(8a) 被締結部
(9) DPF出口側連結フランジ
(9a) 被締結部
(10) 排気入口側連結フランジ
(10a) 被締結部
(11) 排気出口側連結フランジ
(11a) 被締結部
(12) 支持ブラケット
(12a) 左側の支持ブラケット
(12b) 右側の支持ブラケット
(13) 排気管
(14a) 左側のブラケット取付用締結具
(14b) 右側のブラケット取付用締結具
(16) クランク軸中心軸線
(17) DPF
(18) エンジン冷却ファン
(19) シリンダヘッド
(20) ヘッドカバー
(21) エンジン冷却ファンの上端部
(22) エンジン排気出口フランジ
(23) 排気入口フランジ
(24) 排気フランジ締結具
(25) ブラケット付設用締結具
(26) 位置調節孔
(27) 大径孔
(28) 小径孔
(29) 位置調節孔
(30) 前後方向長孔
(31) 左右方向長孔
(33) 排気出口側の支持用突出部
(34) DPF入口側の吊り上げ用突出部
(35) DPF出口側の吊り上げ用突出部
(36) DPF入口側の吊り上げ用係止部
(37) DPF出口側の吊り上げ用係止部
(38a) 左側のフランジ嵌合凹部
(38b) 右側のフランジ嵌合凹部
(39) 環状スペーサ
(39a) 被締結部
(40) DPF入口側空間
(41) センサ取付孔
(42) 排気用のセンサ
(43) DPF入口側のフランジ連結用締結具
(44) 排気圧センサ
(45) 排気圧導入パイプ
(46) パイプ取付用ボス
(47) ボス孔
(48) 排気導入管
(48a) 入口
(49) 排気出口管
(49a) 出口
(50) DPF出口側のフランジ連結用締結具
(51) フライホイールハウジング
Claims (20)
- エンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させ、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)とを排気管(13)を介して連通させた、排気処理装置付きエンジンにおいて、
排気処理装置(4)のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分(5)(6)(7)で構成し、各ケーシング部分(5)(6)(7)の端部に連結フランジ(8)(9)(10)(11)を設け、この連結フランジ(8)(9)(10)(11)同士の連結で各ケーシング部分(5)(6)(7)を連結し、
エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)と支持ブラケット(12)を介して排気処理装置(4)を支持させ、
中間のケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させ、
中間のケーシング部分(5)の連結フランジ(9)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(11)とを相互に重ね合わせ、これらの連結フランジ(9)(11)の外周縁はいずれも多角形に形成し、
支持ブラケット(12b)に上方が開口したフランジ嵌合凹部(38b)を設け、このフランジ嵌合凹部(38b)の内周縁は、前記重ね合わせた連結フランジ(9)(11)の下縁の隅角部に沿う隅角形状となっており、前記重ね合わせた連結フランジ(9)(11)の少なくとも一方の下縁部の隅角部がフランジ嵌合凹部(38b)に嵌合している、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - エンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させ、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)とを排気管(13)を介して連通させた、排気処理装置付きエンジンにおいて、
排気処理装置(4)のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分(5)(6)(7)で構成し、各ケーシング部分(5)(6)(7)の端部に連結フランジ(8)(9)(10)(11)を設け、この連結フランジ(8)(9)(10)(11)同士の連結で各ケーシング部分(5)(6)(7)を連結し、
エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)と支持ブラケット(12)を介して排気処理装置(4)を支持させ、
中間のケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させ、
中間のケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の外周縁は多角形で形成し、
支持ブラケット(12a)に上方が開口したフランジ嵌合凹部(38a)を設け、
このフランジ嵌合凹部(38a)の内周縁は、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の下縁の隅角部に沿う隅角形状となっており、この隅角部がフランジ嵌合凹部(38a)に嵌合している、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - エンジン本体(1)に排気処理装置(4)を支持させ、エンジン本体(1)と排気処理装置(4)とを排気管(13)を介して連通させた、排気処理装置付きエンジンにおいて、
排気処理装置(4)のケーシングを相互に分離可能な複数のケーシング部分(5)(6)(7)で構成し、各ケーシング部分(5)(6)(7)の端部に連結フランジ(8)(9)(10)(11)を設け、この連結フランジ(8)(9)(10)(11)同士の連結で各ケーシング部分(5)(6)(7)を連結し、
エンジン本体(1)に上記連結フランジ(8)(9)(10)(11)と支持ブラケット(12)を介して排気処理装置(4)を支持させ、
中間のケーシング部分(5)の両端に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをそれぞれ分離可能に連結させ、
中間のケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、環状スペーサ(39)の外周縁は多角形で形成し、
支持ブラケット(12a)に上方が開口したスペーサ嵌合凹部(38a)を設け、
このスペーサ嵌合凹部(38a)の内周縁は、環状スペーサ(39)の下縁部の隅角部に沿う隅角形状となっており、この隅角部がスペーサ嵌合凹部(38a)に嵌合している、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
中間のケーシング部分(5)をDPF収容ケーシング部分(5)とし、
DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の各連結フランジ(8)(10)の間に環状スペーサ(39)を挟み、環状スペーサ(39)内にDPF入口側空間(40)を設け、
環状スペーサ(39)にセンサ取付孔(41)を設け、センサ取付孔(41)からDPF入口側空間(40)に向けて排気用のセンサ(42)を挿入することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項4に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
DPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の重なる連結フランジ(8)(10)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(8a)(10a)を配置し、
環状スペーサ(39)にその周方向に上記離間角度で複数の被締結部(39a)を配置し、
環状スペーサ(39)の姿勢を上記離間角度単位で周方向にずらし、環状スペーサ(39)の被締結部(39a)を上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)に合わせて、フランジ連結用締結具(43)で上記連結フランジ(8)(10)の被締結部(8a)(10a)と環状スペーサ(39)の被締結部(39a)とを共締めすることにより、
環状スペーサ(39)の周方向の姿勢を変更して、センサ取付孔(41)の位置と姿勢とを変更することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
中間のケーシング部分(5)をDPF収容ケーシング部分(5)とし、
排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)にDPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)を重ね、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)にDPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)よりも径方向外側に突出する支持用突出部(32)(33)を形成し、この支持用突出部(32)(33)を介して排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に支持させ、
排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)とをエンジン本体(1)に支持させたまま、排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の間からDPF収容ケーシング部分(5)を抜き取ることができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項6に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)(9)に排気入口側ケーシング部分(6)と排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(10)(11)よりも径方向外側に突出する吊り上げ用突出部(34)(35)を設け、この吊り上げ用突出部(34)(35)にDPF収容ケーシング部分(5)の吊り上げ用係止部(36)(37)を設けた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
排気出口側ケーシング部分(7)の周壁に排気圧センサ(44)の排気圧導入パイプ(45)を取り付けるパイプ取付用ボス(46)を設け、このパイプ取付用ボス(46)のボス孔(47)を外側に向かって上向きとなるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン - 請求項1から請求項8のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
排気入口側ケーシング部分(6)に排気導入管(48)を設け、
中間のケーシング部分(5)となるDPF収容ケーシング部分(5)と排気入口側ケーシング部分(6)の重なる連結フランジ(8)(10)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(8a)(10a)を配置し、
排気入口側ケーシング部分(6)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(8)の被締結部(8a)に、排気入口側ケーシング部分(6)の連結フランジ(10)の被締結部(10a)を合わせて、フランジ連結用締結具(43)で締結することにより、
排気入口側ケーシング部分(6)の周方向の姿勢を変更して、排気入口管(48)の入口(48a)の向きを変更することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
排気出口側ケーシング部分(7)に排気出口管(49)を設け、排気出口側ケーシング部分(7)と中間のケーシング部分(5)となるDPF収容ケーシング部分(5)の重なる連結フランジ(11)(9)にその周方向に等しい離間角度で複数の被締結部(11a)(9a)を配置し、
排気出口側ケーシング部分(7)を上記離間角度単位で周方向にずらし、DPF収容ケーシング部分(5)の連結フランジ(9)の被締結部(9a)に、排気出口側ケーシング部分(7)の連結フランジ(11)の被締結部(11a)を合わせて、フランジ連結用締結具(50)で締結することにより、
排気出口側ケーシング部分(7)の周方向の姿勢を変更して、排気出口管(49)の出口(49a)の向きを変更することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
相互に離れた複数個所の連結フランジ(8)(9)(10)(11)を介して排気処理装置(4)をエンジン本体(1)に支持させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
エンジン本体(1)に支持ステー(2)(3)を取り付け、連結フランジ(8)(9)(10)(11)に支持ブラケット(12)を付設し、支持ブラケット(12)を支持ステー(2)(3)上に載置し、
排気処理装置(4)の荷重を支持ブラケット(12)を介して支持ステー(2)(3)で支え、支持ブラケット(12)をブラケット取付用締結具(14)で支持ステー(2)(3)に取り付けた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項12に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向とし、
支持ステー(2)(3)を前後の支持ステー(2)(3)で構成し、この前後の支持ステー(2)(3)をエンジン本体(1)の前後側にそれぞれ取り付け、支持ブラケット(12)を前後方向に長く形成し、この支持ブラケット(12)を前後の支持ステー(2)(3)間に架設し、排気処理装置(4)を左右方向に長い姿勢で前後の支持ステー(2)(3)を介してエンジン本体(1)に支持させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項13に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
支持ブラケット(12)を左右側の支持ブラケット(12a)(12b)で構成し、左右の連結フランジ(8)(9)(10)(11)に左右の支持ブラケット(12a)(12b)をそれぞれ付設し、
左右の支持ブラケット(12a)(12b)の前後端部を前後の支持ステー(2)(3)上に載置して、左右のブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付けた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項12から請求項14のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
ブラケット付設用締結具(25)の締結で連結フランジ(10)(11)に支持ブラケット(12a)(12b)を付設し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12a)(12b)のうち、少なくとも一方にブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を設け、この位置調節孔(26)でブラケット付設用締結具(25)の少なくとも上下方向の位置を調節することができるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項15に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
ブラケット付設用締結具(25)の位置調節孔(26)を大径孔(27)で構成し、連結フランジ(10)(11)と支持ブラケット(12)のいずれか一方に大径孔(27)を、他方に小径孔(28)をそれぞれ設け、大径孔(27)の内径はブラケット付設用締結具(25)の挿通部分がその挿通方向と直交する向きに移動調節できる大きさに設定し、小径孔(28)の内径はブラケット付設用締結具(25)の挿通部分がその挿通方向と直交する向きに移動調節できない大きさに設定し、
クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、
大径孔(27)と小径孔(28)とを左右に重ね、これらの重なった位置にブラケット付設用締結具(25)を挿通させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項12から請求項16のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向、クランク軸中心軸線(16)と直交するエンジン本体(1)の幅方向を左右方向として、
支持ブラケット(12a)(12b)を支持ステー(2)(3)にブラケット取付用締結具(14a)(14b)で取り付け、支持ブラケット(12a)(12b)と支持ステー(2)(3)の少なくとも一方にブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を設け、この位置調節孔(29)でブラケット取付用締結具(14a)(14b)の少なくとも前後方向と左右方向の位置を調節できるようにした、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項17に記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
ブラケット取付用締結具(14a)(14b)の位置調節孔(29)を前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とで構成し、支持ステー(2)(3)と支持ブラケット(12a)(12b)のいずれか一方に前後方向長孔(30)を、他方に左右方向長孔(31)をそれぞれ設け、
前後方向長孔(30)と左右方向長孔(31)とを交差状に上下に重ね、これらの交差位置にブラケット取付用締結具(14a)(14b)を挿通させた、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項18のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
排気処理装置(4)にDPF(17)を収容するに当たり、
クランク軸中心軸線(16)の伸びる方向を前後方向として、エンジン本体(1)の前部にエンジン冷却ファン(18)を配置し、
シリンダヘッド(19)の上部に組み付けたヘッドカバー(20)の上方で、エンジン冷却ファン(18)の上端部(21)よりも高い位置に排気処理装置(4)を配置した、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。 - 請求項1から請求項19のいずれかに記載した排気処理装置付きエンジンにおいて、
エンジン本体(1)側のエンジン排気出口フランジ(22)上に排気処理装置(4)の排気入口フランジ(23)を載置した、ことを特徴とする排気処理装置付きエンジン。
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