JP5910592B2

JP5910592B2 - エンジンユニット

Info

Publication number: JP5910592B2
Application number: JP2013194001A
Authority: JP
Inventors: 浩司西嶋; 花本　貴博; 貴博花本; 俊樹鶴見; 浦　真也; 真也浦; 敏雄遠藤
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2033-09-19
Also published as: JP2015058813A

Description

本発明は、自走式作業用車両に搭載されるエンジンユニットに関する。

従来より、自走式作業用車両には車両の駆動源としてのエンジンシステムが搭載されているとともに、車体の所定の部位にエンジンを収容するためのエンジン収容部が設けられている。また、エンジン収容部内はエンジンの駆動に伴い高温となるため、エンジン収容部内に収容されている各種機器の熱害を抑制するべく、および、エンジンの吸気系機器が高温となりエンジンに吸入される空気温度が高くなることによりエンジン性能が悪化するのを抑制するべく、エンジン収容部内の熱気を掃気することが行われている。

例えば、特許文献１には、キャブの後方にエンジン収容部が配置された自走式作業用車両であって、エンジン収容部の前端面にエンジン収容部内に前方から空気を導入するための導風口が形成されているとともに、エンジン収容部の底板にエンジン収容部内の空気をエンジン収容部の外側に排出するための排出口が形成されており、導風口を介して前方からエンジン収容部内に空気が導入され、この空気がエンジン収容部に収容されているエンジン本体等を冷却した後、前記排出口を介してエンジン収容部の下方に排出されるものが開示されている。

特開２０１０−１７９７０７号公報

前記のように、エンジン収容部の前端部にエンジン収容部に空気を導入するための導風口が形成されるとともにエンジン収容部の底板にエンジン収容部内の空気を排出するための排出口が形成されたものでは、エンジン収容部の前方に設けられたキャブ等によって外気を十分にエンジン収容部内に流入させることができない、また、排出口を介して一旦エンジン収容部外に放出された高温の空気が上昇してエンジン収容部に再流入するため、エンジン収容部内の温度を十分に低下できず、各種機器の熱害を十分に抑制することができない、また、吸気温度が高くなりエンジン性能を十分に高めることができないおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、エンジン収容部内の温度を十分に低下することのできるエンジンユニットの提供を目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、自走式作業用車両に搭載されるエンジンユニットであって、エンジン本体を有するエンジンシステムと、前記エンジン本体を収容するエンジン収容部と、前記エンジン収容部内の熱を当該エンジン収容部の外側に放出するための放熱部とを備え、前記エンジン収容部は、当該エンジン収容部の車両前後方向後端部に設けられて車両前後方向後方に開口してこのエンジン収容部の車両前後方向後方からこのエンジン収容部内に空気を導入する導風口と、当該エンジン収容部の上部の車両前後方向前端部に設けられて上方に開口してこのエンジン収容部内の空気をこのエンジン収容部の上方に排出するための排出口とを有し、前記放熱部は、前記エンジン収容部の車両前後方向前端部の上方に設けられており、前記排出口を通って前記エンジン収容部から上方に排出された空気が流入する空間が内側に形成された形状を有するとともに、前記排出口を通って前記エンジン収容部からこの放熱部内に流入した空気を車両前後方向後方に向かって放出するための放出口を有し、前記エンジンシステムは、前記エンジン本体に接続されて当該エンジン本体に吸気を導入するための吸気導入部を有し、前記吸気導入部は、当該吸気導入部の上流端部に設けられて当該吸気導入部内に空気を導入するための吸入口を有し、前記吸入口を備えた前記吸気導入部の上流端部は、前記エンジン収容部の車両前後方向後端部の上方であって前記エンジン収容部の外側かつ前記放熱部から後方に離間した位置に配置されていることを特徴とするエンジンユニットを提供する（請求項１）。

この構造によれば、エンジン収容部内の温度をより低くすることができるとともに、吸気の温度を低く抑えて吸気効率を高く維持することができる。

具体的には、この構造では、エンジン収容部にエンジン収容部の外側の空気すなわち外気を導入するための導風口がエンジン収容部の後端部において後方に開口しているとともに、エンジン収容部内の空気を最終的に外部に排出する放熱部がエンジン収容部の前端部の上方に設けられている。そのため、エンジン収容部の前方に設けられるキャブ等に妨害されることなくエンジン収容部内により多くの外気を流入させることができ、かつ、この外気をエンジン収容部の後端から前端まで通過させてエンジン本体と十分に接触させることができるとともに、エンジン収容部内の高温の空気を上方に放出してこの空気がエンジン収容部に再流入するのを抑制することができ、エンジン収容部内の温度をより確実に低下させることができる。また、この構造では、放熱部に形成された放出口が後方に開口しているので、エンジン収容部内を前方に向かって進んだ後エンジン収容部の上方に位置する放熱部に向かって上方に進む外気を円滑にエンジン収容部および放熱部の外側に放出することができ、エンジン収容部内の掃気性を高めてエンジン収容部内をより効果的に冷却することができる。

この構造では、吸気導入部の上流端部が、エンジン収容部の車両前後方向後端部の上方であってエンジン収容部の車両前後方向前端部の上方に設けられた放熱部から後方に離間した位置に配置されている。そのため、吸気導入部の上流端部が、エンジン収容部内の熱気および放熱部から放熱された高温の空気に晒されるのを抑制することができ、吸気導入部の上流端部の温度を低く維持して吸気効率を高く維持することができる。
また、本発明において、前記吸入口は、車両前後方向後方に開口しているが好ましい（請求項２）。
この構造では、吸気導入部の上流端部に設けられて吸気導入部内に空気を導入する吸入口が後方に開口しているため、前記のように吸気導入部の上流端部を放熱部の後方に設けたにも係らず、吸入口内に放熱部から放出された高温の空気が流入するのを抑制することができ、高い吸気効率を維持することができる。

本発明において、前記エンジン収容部内のうち前記導風口よりも前方となる位置に配置されて、当該導風口を介して前記エンジン収容部の外側の空気をこのエンジン収容部内に吸引するためのファンを有し、前記吸入口は、車両前後方向において前記導風口とほぼ同じ位置に配置されているのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、ファンの吸引力によってエンジン収容部内に外気をより多く導入してエンジン本体をより確実に冷却することができるとともに、ファンの吸引力により導風口の周囲に形成される前方向きの空気の流れを利用して吸入口へよりスムーズに空気を導くことができ、吸気量をより確実に確保することができる。

また、本発明において、前記吸気導入部の上流端部と前記放熱部との間に配置されて、当該吸気導入部の上流端部を前記放熱部側から覆う遮熱部を有するのが好ましい（請求項４）。

このようにすれば、吸気導入部の上流端部が放熱部から放出された高温の空気により温められるのを抑制することができ、吸気効率をより確実に高めることができる。

また、本発明において、前記エンジンシステムは、過給機と、前記エンジン本体に接続されて当該エンジン本体から排出された排ガスを大気中に放出するための排気管とを有し、前記過給機は、前記吸気導入部の途中に設けられて回転することで前記エンジン本体に導入される空気を圧縮するコンプレッサと、前記排気管の途中に設けられて前記コンプレッサを回転させるためのタービンとを有し、前記過給機は、前記エンジン収容部内のうち車両前後方向において前記吸気導入部の上流端部よりも前方となる位置に、前記コンプレッサが前記タービンよりも車両前後方向後方となる姿勢で配置されており、前記吸気導入部のうち前記コンプレッサよりも上流側の部分は、当該コンプレッサから前記エンジン収容部の車両前後方向後端部の上方に配置された前記吸気導入部の上流端部に向かって後方に延びているのが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、コンプレッサがタービンの前方に位置している場合に比べて、コンプレッサと吸気導入部の上流端との距離が短くなるため、吸気抵抗を小さく抑えて吸気効率をより一層高めることができるとともに、吸気導入部のうちコンプレッサよりも上流側の部分の形状を簡素化することができる。

また、前記構成において、前記エンジンシステムは、前記排気管のうち前記タービンよりも下流に設けられて当該排気管内を通過する排ガスを浄化するための浄化装置を有し、前記浄化装置は、平面視または側面視で前記エンジン本体と重複する位置に、車両前後方向に延びてその前側が上流側となる姿勢で配置されており、前記排気管のうち前記タービンと前記浄化装置との間に介在する部分は、前記タービンから前方に向かって延びた後後方に曲がって前記浄化装置に接続されているのが好ましい（請求項６）。

このようにすれば、浄化装置を含むエンジンシステム全体の車両前後方向の長さを短くすることができるとともに、排気管のうちタービンから浄化装置に向かう部分の構造を簡素化することができる。

また、前記構成において、前記浄化装置は、前記エンジン収容部よりも上方に配置されており、前記エンジン収容部は、上方に開口して、前記エンジン本体から前記浄化装置に向かう前記排気管が挿通される排気管挿通孔を有するのが好ましい（請求項７）。

このようにすれば、高温の浄化装置がエンジン収容部内に収容される場合に比べてエンジン収容部内の温度を低く抑えることができる上に、排気管挿通孔を通じてエンジン収容部内の高温の空気をエンジン収容部外に放出することができ、エンジン収容部内の温度をより低くすることができる。

また、前記構成において、前記浄化装置は、前記エンジン収容部の放熱部の後方に配置されているのが好ましい（請求項８）。

このようにすれば、放熱部から排出されるエンジン収容部内の空気によって浄化装置を冷却することができる。

また、前記構成において、前記エンジン収容部の上方に設けられて、前記浄化装置を内側に収容する触媒収容部を有し、前記触媒収容部は、前記排気管挿通孔と連通しているのが好ましい（請求項９）。

このようにすれば、エンジン収容部の上方に配置される吸気導入部の上流端部が浄化装置周辺の熱気に晒されるのを抑制してこの上流端部の温度を低く維持することができるとともに、排気管挿通孔を通ってエンジン収容部内から流入した空気によって浄化装置を冷却することができる。

以上説明したように、本発明によれば、エンジン収容部内の温度を十分に低下することができる。

本発明の実施形態に係るエンジンユニットが適用されるクレーン車の概略側面図である。図１の一部を示した概略平面図である。図１の一部であるエンジンユニットを示した概略斜視図である。図３に示したエンジンユニットを反対側から見た概略斜視図である。図３に示したエンジンユニットの内部構造を示した概略側面図である。図３に示したエンジンユニットの内部構造を示した概略側面図である。図３に示したエンジンユニットの内部構造を示した概略平面図である。図３に示したエンジンユニットの内部構造を示した概略後面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

ここでは、本発明の実施形態に係るエンジンユニット５が、クレーン車（自走式作業用車両）１に搭載された場合について説明する。図１は、クレーン車１の概略平面図である。図２は、図１に示したクレーン車１の後側部分を示した概略平面図である。以下、クレーン車１の車両前後方向を単に前後方向といい、車幅方向を左右方向といい、図２の右側を単に右側、図１の左側を単に左側という場合がある。

図１に示すように、クレーン車１は、左右それぞれ４個の車輪２が設けられた移動式クレーン車であり、このクレーン車１には、車輪２を駆動するためのエンジンシステム１０を備えたエンジンユニット５が搭載されている。クレーン車１の左右中央には、クレーン部３が配置されており、このクレーン部３の右側であって、クレーン車１の右前側部分には、キャブ４が設けられている。エンジンユニット５は、クレーン車１の右後側部分であってキャブ４の後方に搭載されている。

エンジンユニット５は、エンジンシステム１０に加えて、エンジン収容部５２と、放熱部５４と、触媒収容部５６と、遮蔽部５８とを有する。

図３、図４は、エンジンユニット５を示した概略斜視図である。図５、図６は、エンジンユニット５の内部構造を示した概略側面図である。図７は、エンジンユニット５の内部構造を示した概略平面図である。図８は、エンジンユニット５の内部構造を示した概略後面図である。これら図５〜図８において、エンジンユニット５のうちエンジン収容部５２、放熱部５４、触媒収容部５６、遮蔽部５８の各壁、および後述する雨よけ用カバー５７は、鎖線で示している。

本実施形態では、図６等に示すように、エンジンシステム１０は、少なくとも、エンジン本体１１と、吸気導入部２０と、排気管３０と、コンプレッサ１２ｂおよびタービン１２ａを含む過給機１２と、排ガスを浄化する浄化装置であって排ガス中の粒子状物質を捕集するＤＰＦ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ）３５とを有する。吸気導入部２０は、エンジン本体１１に接続されてエンジン本体１１に吸気を導入するためのものである。排気管３０は、エンジン本体１１に接続されてエンジン本体１１からの排ガスを大気中に放出するためのものである。ＤＰＦ３５は、エンジン本体１１からの排ガスに含まれる微粒子を除去するためのものであり、排気管３０の途中に設けられている。過給機１２のコンプレッサ１２ｂは、回転することでエンジン本体１１に導入される空気を圧縮するものであり、吸気導入部２０の途中に設けられている。過給機１２のタービン１２ａは、エンジン本体１１からの排ガスのエネルギを利用してコンプレッサ１２ｂを回転させるものであり、排気管３０の途中に設けられている。詳細には、タービン１２ａは、ＤＰＦ３５よりも上流側に設けられている。

エンジン収容部５２内には、エンジン本体１１が収容されている。エンジン収容部５２は、前部に設けられた上下左右に延びる前壁５２ａと、後部に設けられてエンジン本体１１を後方から覆う上下左右に延びる後壁５２ｅと、これら前壁５２ａと後壁５２ｅの左右両縁間にわたってそれぞれ延びる右壁５２ｂおよび左壁５２ｃと、エンジン本体１１を上方から覆う水平方向に延びる天壁５２ｄとを有し、これら壁部５２ａ〜５２ｅで囲まれた領域内にエンジン本体１１を収容するエンジンルームを区画している。天壁５２ｄは、前壁５２ａの上縁よりも後方の位置から後壁５２ｅの上縁まで延びており、エンジン収容部５２の上部前端部には、右壁５２ｂから左壁５２ｃにわたって上方に開口する排出口５２ｆが形成されている。エンジン収容部５２は、キャブ４の後方に、その前壁５２ａがキャブ４の後面に対向する姿勢で設けられている。

エンジン収容部５２内には、エンジン本体１１および過給機１２に加えて、少なくとも、ファン４１と、ラジエータ４２とが収容されている。ファン４１は、エンジン収容部５２の外側の空気をこのエンジン収容部５２内に吸引するためのものである。ラジエータ４２は、エンジン本体１１に供給される冷却液を冷却するためのものである。

エンジン収容部５２の後壁５２ｅには、エンジン収容部５２内に外気を導入するための導風口５２ｇが開口している。本実施形態では、図３等に示すように、後壁５２ｅに、左右に延びる長方形の導風口５２ｇが上下に複数形成されている。

ファン４１とラジエータ４２とは、導風口５２ｇが形成されたエンジン収容部５２の後壁５２ｅの前方に配置されている。具体的には、ラジエータ４２は、上下方向に延びる箱状を有し、この後壁５２ｅのすぐ前方にこの後壁５２ｅに沿う姿勢で配置されている。ファン４１は、ラジエータ４２のすぐ前方に配置されている。

エンジン本体１１は、ファン４１の前方に配置されている。本実施形態では、エンジン本体１１は、多気筒のディーゼルエンジンであり、エンジン収容部５２内に、車両前後方向に気筒が並ぶ姿勢すなわ縦置き姿勢で配置されている。また、エンジン本体１１は、エンジン本体１１に設けられて気筒内に吸気を導入するインテークマニホールドがエンジン本体１１の後側部分に位置し、気筒から排気を導出するエギゾーストマニホールドがエンジン本体１１の前側部分に位置するように配置されている。なお、前述のように、ここでは、車両前後方向を単に前後方向といっており、エンジン本体１１の後側部分とは、エンジン本体１１のうち車両前後方向の後側部分をいい、エンジン本体１１の前側部分とは、エンジン本体１１のうち車両前後方向の前側部分をいう。

過給機１２は、エンジン収容部５２内であって、エンジン本体１１の左側面に、タービン１２ａとコンプレッサ１２ｂとを連結するタービンシャフトが前後に延び、かつ、タービン１２ａ、コンプレッサ１２ｂがこの順で前後に並ぶように配置されている。

吸気導入部２０のうちコンプレッサ１２ｂよりも下流側の部分は、コンプレッサ１２ｂから上方に延びた後、後方に折れ曲がって後方に延び、その後、さらに上方に折れ曲がって上方に延びて、エンジン収容部５２の天壁５２ｄを突き抜けて、この天壁５２ｄよりも上方にまで延びている。すなわち、エンジン収容部５２の天壁５２ｄには、その左後端部であってコンプレッサ１２ｂよりも後方の位置に、吸気導入部２０を挿通するための吸気導入部挿通孔５２ｈが形成されており、吸気導入部２０は、この吸気導入部挿通孔５２ｈが形成された部分まで上方および後方に延びた後、この吸気導入部挿通孔５２ｈを通って上方に延びている。さらに、吸気導入部２０は、この吸気導入部挿通孔５２ｈを通って天壁５２ｄよりも上方に延びた後、左に傾斜しつつ上方に延び、その後右に折れて右方に延びている。吸気導入部２０のうち、このエンジン収容部５２の天壁５２ｄよりも上方に位置する部分は、吸気導入部挿通孔５２ｈが形成されたエンジン収容部５２の天壁５２ｄの左端部と右端部とにわたって延びている。エンジン収容部５２の天壁５２ｄよりも上方に位置する部分の右側部分には、エアクリーナ２２が設けられている。

エアクリーナ２２は、円柱状であって左右に延びる姿勢で天壁５２ｄの後端部上方に配置されている。エアクリーナ２２の左側部分の外周面からは、エアクリーナ２２内に空気を導入するためのエアクリーナ導入部２２ａが後方に延びている。詳細には、このエアクリーナ導入部２２ａは、エアクリーナ２２の左側部分の後面から後斜め下方に向かって延びている。エアクリーナ導入部２２ａの後端からは、吸入口カバー２３が後方に延びている。この吸入口カバー２３は、エアクリーナ導入部２２ａを、このエアクリーナ導入部２２ａと前後方向に連通した状態で囲む箱状部材である。吸入口カバー２３は、上下左右に伸びる後面２３ａを有し、この吸入口カバー２３の後面２３ａには、吸入口カバー２３、エアクリーナ導入部２２ａおよびエアクリーナ２２ひいては吸気導入部２０及びエンジン本体１１に空気を導入するための吸入口２３ｂが後方に向かって開口している。このように、本実施形態では、この吸入口カバー２３が、吸気導入部２０の上流端部であって吸入口２３ｂが形成された部分として機能している。

本実施形態では、前記のように、過給機１２が、タービン１２ａが前、コンプレッサ１２ｂが後ろとなるように配置されているとともに、吸入導入部２０の上流端部がエンジン収容部５２の後端部の上方に配置されて、吸気導入部２０のうちタービン１２ａよりも上流側の部分が、コンプレッサ１２ｂからこの吸気導入部２０の上流端部の吸入口カバー２３に向かって後方に延びている。そのため、吸気導入部２０のうちこのコンプレッサ１２ｂよりも上流側の部分の長さが短く抑えられており、これにより、吸気抵抗が小さく抑えられている。

排気管３０のうちタービン１２ａよりも下流側の部分は、タービン１２ａから上方に延びた後、前方に折れ曲がって前方に延び、その後、さらに上方に折れ曲がって上方に延びて、エンジン収容部５２の天壁５２ｄを突き抜けて、この天壁５２ｄよりも上方まで延びている。すなわち、エンジン収容部５２の天壁５２ｄには、その左側かつ前後中央よりも前寄りの部分であってタービン１２ａよりも前方の位置に、排気管３０を挿通するための排気管挿通孔５２ｉが形成されており、排気管３０は、この排気管挿通孔５２ｉが形成された部分まで上方および前方に延びた後、この排気管挿通孔５２ｉを通って上方に延びている。さらに、排気管３０は、この排気管挿通孔５２ｉを通ってエンジン収容部５２の天壁５２ｄよりも上方に延びた後、後方に折れ曲がって後方に延びている。排気管３０は、エンジン収容部５２の後端部まで延びている。

ＤＰＦ３５は、排気管３０のうちエンジン収容部５２の天壁５２ｄよりも上方に位置する部分に設けられている。ＤＰＦ３５は円柱部材であり、その上流側が前方を向く姿勢で、エンジン収容部５２の天壁５２ｄよりも上方に位置して前後方向に延びる排気管３０の途中に介設されている。

本実施形態では、このように、ＤＰＦ３５が、その上流端が前方を向くようにしてエンジン収容部５２の天壁５２ｄの上方において前後方向に延びるよう配置されており、ＤＰＦ３５は、エンジン本体１１の上方においてエンジン本体１１に並列されている。そのため、ＤＰＦ３５をエンジン本体１１よりも前方または後方に配置する場合に比べてエンジンシステム１０全体の前後方向の長さが短くされている。さらに、ＤＰＦ３５がこのように配置されているとともに、過給機１２が、タービン１２ａが前、コンプレッサ１２ｂが後ろとなるように配置されていることに伴って、排気管３０のうちタービン１２ａよりも下流側の部分の長さが短くされており、排気抵抗が小さく抑えられている。

図７等に示すように、排気管３０およびＤＰＦ３５は、天壁５２ｂの左側部分の上方に配置されており、この排気管３０の後端部の右側にエアクリーナ２２が配置されている。前述のように、吸気導入部２０は、エンジン収容部５２の天壁５２ｄの左後端部に形成された吸気導入部挿通孔５２ｈを通って天壁５２ｄの上方に延びている。そのため、図７および図８に示すように、この天壁５２ｄの左後端部の上方では、排気管３０と吸気導入部２０とが交差している。具体的には、前述のように、吸気導入部２０は、吸気導入部挿通孔５２ｈを通って天壁５２ｄよりも上方に延びた後、左に傾斜しつつ上方に延び、その後右に折れており、排気管３０は、ＤＰＦ３５から後方に延びた後、吸気導入部２０の傾斜部分の上方において、吸気導入部２０を避けるようにして左側すなわち吸気導入部２０から離間する方向に傾斜しつつ後方に向かい、その後、後方に折れ曲がって天壁５２ｂの左縁に沿って後方に延びている。

触媒収容部５６は、ＤＰＦ３５を収容する部分である。触媒収容部５６は、エンジン収容部５２の上方左側部分に設けられて前後方向に延びる箱状を有する。具体的には、触媒収容部５６は、その前部に設けられてエンジン収容部５２の天壁５２ｄから上方に延びる前壁５６ａと、この前壁５６ａの上縁からエンジン収容部５２の天壁５２ｄと平行に後方に延びる天壁５６ｄと、前壁５６ａの左右両縁からそれぞれ後方に延びるとともにエンジン収容部５２の天壁５２ｄから上方に延びる右壁５６ｂおよび左壁５６ｃと、後部に設けられて右壁５６ｂ、左壁５６ｃ、天壁５６ｄの後縁とエンジン収容部５２の天壁５２ｄとにわたって延びる後壁５６ｅとを有する。触媒収容部５６の前壁５６ａは、排気管挿通孔５２ｉよりも前方に位置しており、触媒収容部５６は、排気管挿通孔５２ｉと連通した状態でこの排気管挿通孔５２ｉより前方の位置から後方に延びている。触媒収容部５６は、排気管３０と吸気導入部２０とが交差する部分の直前、具体的には、エアクリーナ２２の前端部が位置する付近までのびており、触媒収容部５６内には、ＤＰＦ３５とともに、排気管３０のうち排気管挿通孔５２ｉを通ってエンジン収容部５２の天壁５２ｂよりも上方に延びた部分のほぼ全体が収容されている。

触媒収容部５６の右壁５２ｂおよび左壁５２ｃには、それぞれこれら壁を貫通する複数の冷却用孔５６ｆが形成されている。これら冷却用孔５６ｆは、触媒収容部５６内の熱気を外部に排出するためのものであり、特に高温となるＤＰＦ３５と対向する位置に設けられている。詳細には、左壁５２ｄには、ＤＰＦ３５と対向する部分全体にわたって冷却用孔５６ｆが形成されており、右壁５２ｃに形成された冷却用孔５６ｆはＤＰＦ３５の前端部分と対向する部分に設けられている。

放熱部５４は、エンジン収容部５２の排出口５２ｆを通じて放熱部５４内に流入した高温の空気を外部に放出することで、エンジン収容部５２内の熱をエンジン収容部５２外に放出する部分であり、エンジン収容部５２の排出口５２ｆを覆う形状を有し、その内側には、排出口５２ｆと連通して排出口５２ｆからエンジン収容部５２外に排出された高温の空気が流入する空間が形成されている。具体的には、放熱部５４は、箱状部材であって、エンジン収容部５２の天壁５２ｄの前端部およびこの天壁５２ｄの上方に、エンジン収容部５２の上前端部に形成された排出口５２ｆと上下に連通した状態で配置されている。具体的には、放熱部５４は、その前部に位置する前壁５４ａと、この前壁５４ａの上縁から後方に延びる天壁５４ｄと、前壁５４ａの左右両縁からそれぞれ後方に延びる右壁５４ｂおよび左壁５４ｃと、後部に位置して天壁５４ｄ、右壁５４ｂ、左壁５４ｃの後縁にわたって延びる後壁５４ｅとを有する。前壁５４ａは、エンジン収容部５２の前壁５２ａの上縁からこれと連続して上方に延びている。右壁５４ｂは、エンジン収容部５２の右壁５２ｂの上縁前端部からこれと連続して上方に延びている。左壁５４ｃは、エンジン収容部５２の左壁５２ｃの上縁前端部からこれと連続して上方に延びている。後壁５４ｅは、エンジン収容部５２の天壁５２ｄの上縁から上方に延びている。

放熱部５４の後壁５４ｅには、エンジン収容部５２内の空気を外部に放出するための放出口５４ｆが開口している。本実施形態では、図３等に示すように、この後壁５４ｅにはルーバーが形成されており、複数の放出口５４ｆが開口している。具体的には、後壁５４ｅの左右両側に、左右に延びる長方形の放出口５４ｆが上下に複数形成されている。これら放出口５４ｆは、放熱部５４の後壁５４ｅの左右全体にわたって形成されており、エンジン収容部５２内の高温の空気は、放熱部５４の後壁５４ｅのほぼ全体から後方に排出される。

遮蔽部５８は、放熱部５４の放出口５４ｆから後方に放出された高温の空気が、この放熱部５４の後方に位置する吸気導入部２０に直接あたるのを回避するためのものであり、吸入口２３ｂが形成された吸入口カバー２３およびこの吸入口カバー２３に連設されるエアクリーナ導入部２２ａおよびこのエアクリーナ導入部２２ａが形成されたエアクリーナ２２の左側部分を覆っている。具体的には、遮蔽部５８は、前部に位置してエンジン収容部５２の天壁５２ｄから上方に延びる前壁（遮熱部）５８ａと、この前壁５８ａの左右両縁から後方にそれぞれ延びる右壁５８ｂおよび左壁５８ｃと、前壁５８ａの上縁から後方に延びる天壁５８ｄと、後部に位置して天壁５８ｂ、右壁５８ｂ、左壁５８ｃの後縁にわたって延びる後壁５８ｅとを有する。遮蔽部５８は、触媒収容部５６よりも右側に設けられており、遮蔽部５８の前壁５８ａは、触媒収容部５６の後端よりわずかに前方の位置に配置されている。本実施形態では、この前壁５８ａは、触媒収容部５６の後端よりわずかに前方の位置から上斜め後方に傾斜している。遮蔽部５８の後壁５８ｅには、吸入口２３ｂが形成された吸入口カバー２３の後面２３ａを外部に露出させる開口部５８ｆが形成されている。遮蔽部５８の左壁５８ｃには、吸気導入部２０のうちエアクリーナ２２よりも下流側の部分が挿通される開口部５８ｇが形成されており、吸気導入部２０は、この開口部５８ｇを通じてエアクリーナ２２から左側に延びている。また、遮蔽部５８は、前記のように、エアクリーナ２２のうち吸入口カバー２３が位置する左側部分を主として覆っており、エアクリーナ２２の右端部は遮蔽部５８の外側に露出している。すなわち、遮蔽部５８の右壁５８ｂには、開口部５８ｈが形成されており、エアクリーナ２２の右端部は、この開口部５８ｈを通して遮蔽部５８の外部に露出している。

なお、本実施形態では、触媒収容部５６の後方および遮蔽部５８の左側であって、吸気導入部２０と排気管３０とが交差する部分に、これら吸気導入部２０および排気管３０を覆う雨よけ用カバー５７が設けられている。また、エンジン収容部５２および遮蔽部５８内には、前記に説明した以外の種々の機器が収容されている。例えば、エンジン収容部５２と放熱部５４とにわたってオイルタンク４３が配設されている。

次に、以上のように構成された本実施形態に係るエンジンユニット５のエンジン収容部５２内の冷却および吸気に関する作用効果について説明する。

前述のように、このエンジンシステム収容部５では、図３等に示したように、エンジン収容部５２内に外気を導入するための導風口５２ｇがエンジン収容部５２の後壁５２ｅに後方に開口するよう形成され、エンジン収容部５２内の高温の空気を排出するための放熱部５４がエンジン収容部５２の前端上方に設けられるとともに放出口５４ｆがこの放熱部５４の後壁５４ｅに後方に向かって開口している。そのため、図６の破線矢印に示すように、外気は、後方から前方に向かってエンジン収容室５２内に導入される。そして、この外気は、エンジン本体１１等を冷却しつつ前方に向かって進みエンジン収容部５２の前端部で後方に湾曲しつつ上昇して放熱部５４の放出口５４ｆから後方に向かって排出される。排出された空気は、触媒収容部５６に当たってこの触媒収容部５６ひいては触媒収容部５６内のＤＰＦ３５を冷却しつつ後方および上方に移動して大気中に拡散していく。なお、エンジン収容部５２から排出される空気は、ＤＰＦ３５よりも低温であるため、この空気によりＤＰＦ３５は冷却される。また、エンジン収容部５２内の高温の空気の一部は、排気管連通孔５２ｉ内を通ってエンジン収容部５２外に排出される。排気管連通孔５２ｉを通って上方に移動した高温の空気は、触媒収容部５６内に導入され、ＤＰＦ３５を冷却しつつ、触媒収容部５６に形成された冷却用孔５６ｆを通じて外部に排出される。

このように、本実施形態では、導風口５２ｇがエンジン収容部５２の後端に形成され、放熱部５４がエンジン収容部５２の前端に設けられているため、キャブ４に邪魔されることなくエンジン収容部５２内により多くの外気を流入させることができるとともに、導風口５２ｇから導入された空気を、エンジン収容部５２の前端に移動するまでの間十分にエンジン本体１１等と接触させることができる。また、放熱部５４に形成された放出口５４ｆが後方に向かって開口しているため、図６の破線矢印で示したように、エンジン収容部５２内を前方に向かって進んだ後放熱部５４に向かって後方に湾曲しつつ上方に移動した高温の空気を円滑に外部に放出することができる。これらより、本実施形態では、エンジン収容部５２内の温度を十分に低下させることができ、エンジン収容部５２内に収容されている各種機器の熱害を抑制することができるとともに、エンジンの吸気系機器の温度を低下させてエンジン性能を高めることができる。

また、ＤＰＦ３５がエンジン収容部５２の外側に設けられているため、ＤＰＦ３５の熱によってエンジン収容部５２内の温度が上昇するのが回避されているとともに、このＤＰＦ３５をエンジン収容部５２外に配置するためにエンジン収容部５２の天壁５２ｄに形成された排気管連通孔５２ｉを通じても、エンジン収容部５２内の高温の空気がエンジン収容部５２外に排出されるため、より一層エンジン収容部５２内の温度を低下させることができる。そして、前述のように、放熱部５４の後方にＤＰＦ３５が配置されていることで、放熱部５４から排出された空気によってＤＰＦ３５を冷却することができる。

また、本実施形態では、前述のように、吸入口カバー２３すなわち吸気導入部２０の上流端部がエンジン収容部５２の天壁５２ｄの後端部上方に設けられており、エンジン収容部５２の外側、かつ、放熱部５４から離間した位置に設けられている。そのため、吸入口２３ｂ付近がエンジン収容部５２内の熱気および放熱部５４から放熱された高温の空気に晒されて高温となり、吸気が高温となるのが抑制されており、これによっても吸気性能が高められている。

ここで、このように、吸入口２３ｂが形成された吸気導入部２０の上流端部をエンジン収容部５２の天壁５２ｄの後端部上方に設ければ、この上流端部がエンジン収容部５２内の熱気および放熱部５４から放熱された高温の空気に晒されて高温となるのが抑制されるという効果を得ることができる。また、前述のように、エンジン収容部５２内に外気を導入するための導風口５２ｇをエンジン収容部５２の後壁５２ｅに形成し、かつ、エンジン収容部５２内の高温の空気を排出するための放熱部５４をエンジン収容部５２の前端上方に設けるとともに放出口５４ｆを放熱部５４の後壁５４ｅに形成することで、エンジン収容部５２内の冷却効果および吸気性能を高めることができる。

また、本実施形態では、前記のような吸気導入部２０の上流端部が放熱部５４の後方に配置されて放出口５４ｆが後方に開口するという構造を有しつつ、吸気導入部２０の上流端部に形成された吸入口２３ｂが、放熱部５４が位置する前側に向かってではなく反対の後方に向かって開口しているため、放熱部５４から排出された高温の空気の一部が吸気導入部２０の上流端部側に向かって流れることに伴いこの高温の空気が吸入口２３ｂから吸気導入部２０内に流入するのを回避することができ、吸入口２３ｂから吸気導入部２０内に流入する空気の温度を低く抑えて高いエンジン性能を維持することができる。

しかも、本実施形態では、遮蔽部５８によって吸気導入部２０の上流端部が覆われている。特に、遮蔽部５８の前壁５８ａが放熱部５４と吸気導入部２０の上流端部との間に介在している。そのため、放熱部５４からの高温の空気によって吸気導入部２０の上流端部が温められるのが回避され、これによっても、低い吸気温度を維持することができる。

また、本実施形態では、ＤＰＦ３５が触媒収容部５６内に収容されているため、、ＤＰＦ３５が吸気導入部２０の上流端部とともにエンジン収容部５２の上方に配置されることでＤＰＦ３５によって吸気導入部２０の上流端部が温められるおそれがあるにも係らず、ＤＰＦ３５周囲の熱気が吸気導入部２０の上流端部に悪影響を及ぼすことがより確実に回避されている。特に、前述のように、触媒収容部５６の冷却用孔５６ｆが、主として触媒収容部５６のうち吸気導入部２０の上流端部と反対側の左壁５６ｃに形成されており、前記悪影響が生じるのが確実に回避されている。

さらに、本実施形態では、エンジン収容部５２の後面５２ｅのすぐ前方にファン４１が設けられて、吸入口２３ｂが開口する吸気カバー２３の後面２３ａが、このエンジン収容部５２の後面５２ｅに沿って配置されている。そのため、ファン４１の吸引力を吸入口２３ｂにも及ぼすことができ、吸入口２３ｂを通して吸気導入部２０内により多くの空気を導入することができる。すなわち、ファン４１の駆動に伴いエンジン収容部５２の後面５２ｅの周囲の空気の流れは前方向きとされ、この流れによって吸入口２３ｂにより多くの空気が導入される。

以上のように、本実施形態に係る構造によれば、エンジン収容部５２内の温度をより低くすることができるとともに、吸気の温度を低くして吸気効率を高く維持することができる。

ここで、前記実施形態では、過給機１２をタービン１２ａ、コンプレッサ１２ｂがこの順で前後に並ぶように配置した場合について説明したが、過給機１２の配置はこれに限らない。ただし、このように配置すれば、吸気導入部２０のうちコンプレッサ１２ｂよりも上流側の部分の長さを短くして構造を簡素化できるとともに吸気抵抗を小さく抑えて吸気性能を高めることができる。

また、前記ＤＰＦ３５の位置は前記に限らない。ただし、ＤＰＦ３５を、タービン１２ａの下流に設けるとともに、平面視または側面視で前記エンジン本体１１と重複する位置に、車両前後方向に延びてその前側が上流側となる姿勢で配置すれば、エンジンシステム全体の前後方向の長さを短くすることができるとともに、排気管３０のうちタービン１２ａよりも下流側の部分の長さを短くして構造を簡素化できるとともに排気抵抗を小さく抑えることができる。また、浄化装置として、ＤＰＦ３５以外のものが用いられてもよい。

また、前記実施形態のように、ＤＰＦ３５をエンジン収容部５２の天壁５２ｄよりも上方に配置して、この天壁５２ｄに、エンジン本体１１からＤＰＦ３５に向かう排気管３０が挿通される排気管挿通孔５２ｉを形成すれば、前述のように、ＤＰＦ３５によりエンジン収容部５２内の温度が上昇するのを回避できるとともに、排気管挿通孔５２ｉを通じてエンジン収容部５２内の高温の空気をエンジン収容部５２外に放出することができ、エンジン収容部５２の温度をより低くすることができる。

１０エンジンシステム
１１エンジン本体
１２過給機
２０吸気導入部
２３ｂ吸入口
３０排気管
３５ＤＰＦ（浄化装置）
４１ファン
５２エンジン収容部
５２ｆ排出口
５２ｇ導風口
５４放熱部
５４ｆ放出口
５６触媒収容部
５８遮蔽部
５８ａ遮熱部

Claims

自走式作業用車両に搭載されるエンジンユニットであって、
エンジン本体を有するエンジンシステムと、
前記エンジン本体を収容するエンジン収容部と、
前記エンジン収容部内の熱を当該エンジン収容部の外側に放出するための放熱部とを備え、
前記エンジン収容部は、当該エンジン収容部の車両前後方向後端部に設けられて車両前後方向後方に開口してこのエンジン収容部の車両前後方向後方からこのエンジン収容部内に空気を導入する導風口と、当該エンジン収容部の上部の車両前後方向前端部に設けられて上方に開口してこのエンジン収容部内の空気をこのエンジン収容部の上方に排出するための排出口とを有し、
前記放熱部は、前記エンジン収容部の車両前後方向前端部の上方に設けられており、前記排出口を通って前記エンジン収容部から上方に排出された空気が流入する空間が内側に形成された形状を有するとともに、前記排出口を通って前記エンジン収容部からこの放熱部内に流入した空気を車両前後方向後方に向かって放出するための放出口を有し、
前記エンジンシステムは、前記エンジン本体に接続されて当該エンジン本体に吸気を導入するための吸気導入部を有し、
前記吸気導入部は、当該吸気導入部の上流端部に設けられて当該吸気導入部内に空気を導入するための吸入口を有し、
前記吸入口を備えた前記吸気導入部の上流端部は、前記エンジン収容部の車両前後方向後端部の上方であって前記エンジン収容部の外側かつ前記放熱部から後方に離間した位置に配置されていることを特徴とするエンジンユニット。
請求項１に記載のエンジンユニットにおいて、
前記吸入口は、車両前後方向後方に開口していることを特徴とするエンジンユニット。
請求項２に記載のエンジンユニットにおいて、
前記エンジン収容部内のうち前記導風口よりも前方となる位置に配置されて、当該導風口を介して前記エンジン収容部の外側の空気をこのエンジン収容部内に吸引するためのファンを有し、
前記吸入口は、車両前後方向において前記導風口とほぼ同じ位置に配置されていることを特徴とするエンジンユニット。
請求項２または３に記載のエンジンユニットにおいて、
前記吸気導入部の上流端部と前記放熱部との間に配置されて、当該吸気導入部の上流端部を前記放熱部側から覆う遮熱部を有することを特徴とするエンジンユニット。
請求項２〜４のいずれかに記載のエンジンユニットにおいて、
前記エンジンシステムは、過給機と、前記エンジン本体に接続されて当該エンジン本体から排出された排ガスを大気中に放出するための排気管とを有し、
前記過給機は、前記吸気導入部の途中に設けられて回転することで前記エンジン本体に導入される空気を圧縮するコンプレッサと、前記排気管の途中に設けられて前記コンプレッサを回転させるためのタービンとを有し、
前記過給機は、前記エンジン収容部内のうち車両前後方向において前記吸気導入部の上流端部よりも前方となる位置に、前記コンプレッサが前記タービンよりも車両前後方向後方となる姿勢で配置されており、
前記吸気導入部のうち前記コンプレッサよりも上流側の部分は、当該コンプレッサから前記エンジン収容部の車両前後方向後端部の上方に配置された前記吸気導入部の上流端部に向かって後方に延びていることを特徴とするエンジンユニット。
請求項５に記載のエンジンユニットにおいて、
前記エンジンシステムは、前記排気管のうち前記タービンよりも下流に設けられて当該排気管内を通過する排ガスを浄化するための浄化装置を有し、
前記浄化装置は、平面視または側面視で前記エンジン本体と重複する位置に、車両前後方向に延びてその前側が上流側となる姿勢で配置されており、
前記排気管のうち前記タービンと前記浄化装置との間に介在する部分は、前記タービンから前方に向かって延びた後後方に曲がって前記浄化装置に接続されていることを特徴とするエンジンユニット。
請求項６に記載のエンジンユニットにおいて、
前記浄化装置は、前記エンジン収容部よりも上方に配置されており、
前記エンジン収容部は、上方に開口して、前記エンジン本体から前記浄化装置に向かう前記排気管が挿通される排気管挿通孔を有することを特徴とするエンジンユニット。
請求項７に記載のエンジンユニットにおいて、
前記浄化装置は、前記放熱部の後方に配置されていることを特徴とするエンジンユニット。
請求項７または８に記載のエンジンユニットにおいて、
前記エンジン収容部の上方に設けられて、前記浄化装置を内側に収容する触媒収容部を有し、
前記触媒収容部は、前記排気管挿通孔と連通していることを特徴とするエンジンユニット。