JP6147213B2 - エンジン装置 - Google Patents

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本願発明は、ディーゼルエンジンが搭載される建設機械(ブルドーザ、油圧ショベル、ローダー)または農業機械(トラクタ、コンバイン)または発電機またはコンプレッサなど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)等を除去する排気ガス浄化装置が設置されたエンジン装置に関するものである。
従来より、エンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置(ディーゼルパティキュレートフィルタ)を設け、排気ガス浄化装置の酸化触媒又はスートフィルタ等によって、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスを浄化処理する技術を開発されている(例えば特許文献1参照)。また、近年では、環境対策のため、建設機械や農業機械などの作業機械の分野においても、その機械に使用されるディーゼルエンジンに、排気ガス浄化装置を設けることが求められている(例えば特許文献2参照)。
排気ガス浄化装置に設けた酸化触媒は、適正な酸化処理を行うべく、排気ガスを所定の温度に調整するため、排気ガス浄化装置内の排ガス温度を測定している。また、スートフィルタは、捕集した粒子状物質の堆積による目詰まりが発生するため、排気ガス浄化装置では、上記目詰まりを排気ガス圧力により感知し、堆積した粒子状物質を強制的に燃焼させる。そのため、排気ガス浄化装置には、排気ガス温度及び排気ガス圧力それぞれを測定する温度センサ及び圧力センサといった電気部品が取り付けられる。
特開2000−145430号公報 特開2007−182705号公報 特開2010−043572号公報
ところで、排気ガス浄化装置を設けた場合、エンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置を消音器(マフラ)に代えて単に配置したのでは、消音器に比べて排気ガス浄化装置が格段に重い。そのため、特許文献2に開示される建設機械における消音器の支持構造を、排気ガス浄化装置の支持構造に流用したとしても、排気ガス浄化装置を安定的に組付けできないという問題がある。
また、排気ガス浄化装置の内側を高温の排ガスが流れるため、排気ガス浄化ケースが高温の熱源となる。従って、排気ガス浄化装置に設ける圧力センサや温度センサといった電気部品は、特許文献3に開示されるように排気ガス浄化ケース近傍に設置されるとき、排気ガス浄化装置からの輻射熱の影響を受ける。そのため、排気ガス浄化装置に付属させる電気部品は、排気ガス浄化装置やエンジンからの熱により故障する恐れがある。特に、温度センサ及び圧力センサの故障が発生した場合、排気ガス浄化装置の状態を確認できないため、装置内の目詰まりが解消されずに、結果、エンジンストールの発生などといった不具合を発生させてしまう。
そこで、本願発明は、これらの現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供しようとするものである。
本願発明は、エンジンと、エンジンからの排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の状態を検出する電気部品と、エンジン用の冷却水を循環させる冷却水循環機構と、を備えるエンジン装置において、前記排気ガス浄化装置の排気ガス浄化ケースに連結した支持ブラケットが、前記電気部品を前記排気ガス浄化装置の外側位置で支持するとともに、前記支持ブラケットに冷却水配管が設けられており、前記冷却水循環機構の循環する冷却水の一部を流すとともに前記エンジン外部に配管されるホースと前記冷却水配管が連結されており、前記冷却水配管が、前記電気部品と前記排気ガス浄化装置の間となる位置に配置されているものである。
上記エンジン装置において、前記排気ガス浄化装置は、その長手方向が前記エンジンのクランク軸に対して直行する方向となるように、前記エンジンの前後一側部に設けられたフライホイールハウジング上に配置されているものとしてもよい
本発明によると、エンジンと、エンジンからの排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の状態を検出する電気部品と、エンジン用の冷却水を循環させる冷却水循環機構と、を備えるエンジン装置において、前記冷却水循環機構の循環する冷却水の一部が、前記電気部品を冷却するものであるから、前記排気ガス浄化装置及び前記エンジンからの熱による影響を低減でき、加熱による前記電気部品の故障を抑制できる。
本発明によると、前記排気ガス浄化装置の排気ガス浄化ケースに連結した支持ブラケットで、前記電気部品を支持するとともに、前記支持ブラケットに、前記冷却水循環機構の循環する冷却水の一部を流す冷却水配管を設けたものであるから、前記冷却水循環機構の配管に前記冷却水配管を組み込むだけで、簡単に前記電気部品の冷却機構を構成できる。また、前記電気部品に対して、前記支持ブラケットにより前記排気ガス浄化装置からの輻射熱を低減させた上で、前記冷却水配管を流れる冷却水により、前記排気ガス浄化装置による前記支持ブラケットへの伝導熱を抑制できる。
本発明によると、前記電気部品を前記排気ガス浄化装置の外側位置で支持する一方、前記冷却水配管を前記電気部品と前記排気ガス浄化装置の間となる位置に配置するものであるから、前記電気部品を前記排気ガス浄化装置から離れた位置に配置することで、前記電気部品に対して、排気ガス浄化ケースからの伝導熱だけでなく輻射熱の影響を低減することができるため、加熱による前記電気部品の故障を抑制できる。
本発明によると、前記排気ガス浄化装置は、その長手方向が前記エンジンのクランク軸に対して直行する方向となるように、前記エンジンの一側部に設けられたフライホイールハウジング上に配置されているものであるから、前記エンジンの側面に取付け高さをコンパクトに形成できるものでありながら、高剛性の前記フライホイールハウジングに固定するため、重量物となる前記排気ガス浄化装置の支持構造を高剛性に構成できる。
本願発明のディーゼルエンジンの右側面図である。 同左側面図である。 同平面図である。 同背面図である。 同正面図である。 本願発明のディーゼルエンジンの背面斜視図である。 同平面斜視図である。 同正面斜視図である。 図8の部分拡大図である。 図3の部分拡大図である。 排気ガス浄化装置の外観斜視図である。 排気ガス浄化装置の組立構成を示す図3の部分拡大図である。 排気ガス浄化装置の組立(分解)説明図である。 フライホイールハウジング上の取付部の構成を説明するための拡大図である。 ディーゼルエンジンを搭載した作業機械の一例となる、定置型作業機の斜視図である。 図13に示す定置型作業機の機筐を断面した平面図である。 同機筐を断面した側面図である。 本願発明の別実施例となるディーゼルエンジンの右側面図である。 本願発明のディーゼルエンジンを搭載した作業機械の別例となる、トラクタの側面図である。 同トラクタの平面図である。
以下、図1〜図17を参照して、本願発明のエンジン装置及び当該エンジン装置を備える作業機械の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、本実施形態における作業機械として、定置型作業機を一例に挙げ、その構成の詳細を説明する。
まず、図1〜図14を参照して、本願発明のエンジン装置について、後述の定置型作業機等の作業機械に原動機として搭載されるディーゼルエンジン1を例に挙げて、以下に説明する。上記したように、ディーゼルエンジン1は、排気絞り装置65を介して接続される排気ガス浄化装置2を備える。排気ガス浄化装置2は、ディーゼルエンジン1の排気ガス中の粒子状物質(PM)の除去に加え、ディーゼルエンジン1の排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を低減する作用を備える。
ディーゼルエンジン1は、エンジン出力用クランク軸3とピストン(図示省略)を内蔵するシリンダブロック4を備える。シリンダブロック4にシリンダヘッド5を上載している。シリンダヘッド5の左側面に吸気マニホールド6を配置する。シリンダヘッド5の右側面に排気マニホールド7を配置する。シリンダヘッド5の上側面にヘッドカバー8を配置する。シリンダブロック4の後側面に冷却ファン9を設ける。シリンダブロック4の前側面にフライホイールハウジング10を設ける。フライホイールハウジング10内にフライホイール11を配置する。クランク軸3(エンジン出力軸)にフライホイール11を軸支する。作業車両(バックホウやフォークリフト等)の作動部に、クランク軸3を介してディーゼルエンジン1の動力を取出すように構成している。
また、シリンダブロック4の下面にはオイルパン12を配置する。オイルパン12内には潤滑油が貯留されている。オイルパン12内の潤滑油は、シリンダブロック4内における左側面寄りの部位に配置されたオイルポンプ(図示省略)にて吸引され、シリンダブロック4の左側面に配置されたオイルクーラ18並びにオイルフィルタ13を介して、ディーゼルエンジン1の各潤滑部に供給される。各潤滑部に供給された潤滑油は、その後オイルパン12に戻される。オイルポンプ(図示省略)はクランク軸3の回転にて駆動するように構成されている。オイルクーラ18は冷却水にて潤滑油を冷却するためのものである。
オイルクーラ18は、シリンダブロック4の左側面に、オイルパン12の上方に取り付けられている。オイルクーラ18は、冷却水配管18a,18bが接続されており、その内部を冷却水が循環する構造を有する。オイルフィルタ13は、オイルクーラ18の左側に重なるようにして設置されている。すなわち、互いに左右で連結したオイルフィルタ13及びオイルクーラ18が、オイルパン12の上方となる位置で、シリンダブロック4の左側面から外側(左側)に突出するように設置される。
シリンダブロック4の左側面のうちオイルフィルタ13の上方(吸気マニホールド6の下方)には、燃料を供給するための燃料供給ポンプ14を取付ける。電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ(図示省略)を有する4気筒分の各インジェクタ15をディーゼルエンジン1に設ける。各インジェクタ15に、燃料供給ポンプ14及び円筒状のコモンレール16及び燃料フィルタ(図示省略)を介して、作業車両に搭載される燃料タンク(図示省略)を接続する。
前記燃料タンクの燃料が燃料供給ポンプ14からコモンレール16に圧送され、高圧の燃料がコモンレール16に蓄えられる。各インジェクタ15の燃料噴射バルブをそれぞれ開閉制御することによって、コモンレール16内の高圧の燃料が各インジェクタ15からディーゼルエンジン1の各気筒に噴射される。
シリンダブロック4の後面右寄りの部位には、冷却水循環用の冷却水ポンプ21が冷却ファン9のファン軸と同軸状に配置されている。クランク軸3の回転にて、冷却ファン駆動用Vベルト22を介して、冷却ファン9と共に冷却水ポンプ21が駆動される。作業車両に搭載されるラジエータ24内の冷却水が、冷却水ポンプ21の駆動にて、冷却水ポンプ21に供給される。そして、シリンダブロック4及びシリンダヘッド5に冷却水が供給され、ディーゼルエンジン1を冷却する。なお、冷却水ポンプ21の右側方にはオルタネータ23が設けられている。
シリンダブロック4の左右側面に機関脚取付け部19がそれぞれ設けられている。各機関脚取付け部19には、防振ゴムを有するとともに機体フレーム94の左右側壁に連結された機関脚体(図示省略)がそれぞれボルト締結される。ディーゼルエンジン1は、各機関脚体(図示省略)を介して、作業車両における走行機体の機体フレーム94に防振支持される。これにより、ディーゼルエンジン1の振動が、機体フレーム94へ伝達することを抑止できる。
さらに、EGR装置26(排気ガス再循環装置)を説明する。突出する吸気マニホールド6の入口部に、EGR装置26(排気ガス再循環装置)を介してエアクリーナ32を連結する。新気(外部空気)が、エアクリーナ32から、EGR装置26を介して吸気マニホールド6に送られる。EGR装置26は、ディーゼルエンジンの排気ガスの一部(排気マニホールドからのEGRガス)と新気(エアクリーナ32からの外部空気)とを混合させて吸気マニホールド6に供給するEGR本体ケース27(コレクタ)と、エアクリーナ32に吸気管33を介してEGR本体ケース27を連通させる吸気スロットル部材28と、排気マニホールド7にEGRクーラ29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30と、再循環排気ガス管30にEGR本体ケース27を連通させるEGRバルブ部材31とを備えている。
すなわち、吸気マニホールド6と新気導入用の吸気スロットル部材28とがEGR本体ケース27を介して接続されている。そして、EGR本体ケース27には、排気マニホールド7から延びる再循環排気ガス管30の出口側が連通している。EGR本体ケース27は長筒状に形成されている。吸気スロットル部材28は、EGR本体ケース27の長手方向の一端部にボルト締結されている。EGR本体ケース27の下向きの開口端部が、吸気マニホールド6の入口部に着脱可能にボルト締結されている。
また、再循環排気ガス管30の出口側が、EGRバルブ部材31を介してEGR本体ケース27に連結されている。再循環排気ガス管30の入口側は、EGRクーラ29を介して排気マニホールド7の下面側に連結されている。再循環排気ガス管30は、フライホイールハウジング10上方で、シリンダヘッド5の前面を迂回するように配管される。また、EGRバルブ部材31内の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27へのEGRガスの供給量を調節する。
上記の構成により、エアクリーナ32から吸気スロットル部材28を介してEGR本体ケース27内に新気(外部空気)を供給する一方、排気マニホールド7からEGRバルブ部材31を介してEGR本体ケース27内にEGRガス(排気マニホールドから排出される排気ガスの一部)を供給する。エアクリーナ32からの新気と、排気マニホールド7からのEGRガスとが、EGR本体ケース27内で混合された後、EGR本体ケース27内の混合ガスが吸気マニホールド6に供給される。すなわち、ディーゼルエンジン1から排気マニホールド7に排出された排気ガスの一部が、吸気マニホールド6からディーゼルエンジン1に還流されることによって、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1からのNOx(窒素酸化物)の排出量が低減される。
上記のようにEGRクーラ29が配置されるとき、排気マニホールド7にEGRガス取出し管61を一体的に形成する。また、排気マニホールド7に管継ぎ手部材62をボルト締結する。EGRクーラ29のEGRガス入口部をEGRガス取出し管61にて支持すると共に、再循環排気ガス管30を接続する管継ぎ手部材62にて、EGRクーラ29のEGRガス出口部を支持することにより、EGRクーラ29はシリンダブロック4(具体的には左側面)から離間して配置される。
また、管継ぎ手部材62と連結された再循環排気ガス管30は、排気ガス浄化装置2の浄化入口管36の下側を潜るようにして、シリンダヘッド5前面に向かって配管される。即ち、再循環排気ガス管30と浄化入口管36とが、フライホイールハウジング10の上方で、浄化入口管36が上側となるように交差する。従って、シリンダヘッド5前方におけるフライホイールハウジング10上方では、再循環排気ガス管30がシリンダヘッド5の右側面から左側面に向かって延説される一方、浄化入口管36が、再循環排気ガス管30の上方を跨ぐように、前後方向に延説される。
このように、シリンダブロック4の右側面には、排気マニホールド7の下方に、EGRガス冷却用のEGRクーラ29を配置している。従って、エンジン1の一側面に沿わせて、排気マニホールド7とEGRクーラ29をコンパクトに設置できる。そして、ディーゼルエンジン1の右側方(排気マニホールド7側)に、EGRクーラ29及び排気絞り装置65に冷却水ポンプ21を接続する冷却水配管経路を設ける。これにより、冷却水ポンプ21からの冷却水は、ディーゼルエンジン1の水冷部に供給されるだけでなく、その一部をEGRクーラ29及び排気絞り装置65に送るように構成されている。
また、シリンダヘッド5の右側方において、ディーゼルエンジン1の排気圧を高める排気絞り装置65を備える。排気マニホールド7の排気出口を上向きに開口させている。排気マニホールド7の排気出口は、ディーゼルエンジン1の排気圧を調節するための排気絞り装置65を介して、エルボ状の中継管66に着脱可能に連結されている。排気絞り装置65は、排気絞り弁を内蔵する絞り弁ケース68と、排気絞り弁を開動制御するモータ(アクチュエータ)からの動力伝達機構などを内蔵するアクチュエータケース69と、絞り弁ケース68にアクチュエータケース69を連結する水冷ケース70を有する。前記動力伝達機構により、前記モータは、その回転軸が、絞り弁ケース68内の排気絞り弁の回転軸とギア等で連動可能に構成される。
排気マニホールド7の排気出口に絞り弁ケース68を上載し、絞り弁ケース68に中継管66を上載し、4本のボルトにて排気マニホールド7の排気出口体に絞り弁ケース68を介して中継管66を締結する。排気マニホールド7の排気出口体に絞り弁ケース68の下面側が固着される。絞り弁ケース68の上面側に中継管66の下面側開口部が固着される。排気ガス浄化装置2の浄化入口管36に中継管66の横向き開口部を連結する。
従って、上記した排気ガス浄化装置2に、中継管66及び排気絞り装置65を介して排気マニホールド7が接続される。排気マニホールド7の出口部から、絞り弁ケース68及び中継管66を介して排気ガス浄化装置2内に移動した排気ガスは、排気ガス浄化装置2にて浄化されたのち、浄化出口管37からテールパイプ135に移動して、最終的に機外に排出されることになる。
また、中継管66は、排気絞り装置65と排気ガス浄化装置2の排気入口管36との間となる位置に、排気マニホールド7と連結する連結支持部66xを備える。連結支持部66xは、中継管66の外周面より排気マニホールド7に向かって突出させた翼状のプレートで構成されており、排気マニホールド7の右側面で締結されている。中継管66は、排気入口を排気絞り装置65を介して排気マニホールド7の排気出口と連結するとともに、排気ガスが排気入口管36に向かって流れる管部を排気マニホールド7の側面と連結して、排気マニホールド7により支持される。従って、中継管66は、高剛性の排気マニホールド7に支持されており、中継管66を介した排気ガス浄化装置2との支持構造を高剛性に構成できる。
上記の構成により、排気ガス浄化装置2における差圧センサ44にて検出された圧力差に基づいて排気絞り装置65の前記モータを作動させることにより、スートフィルタ40の再生制御が実行される。すなわち、スート(すす)がスートフィルタ40に堆積したときは、排気絞り装置65の排気絞り弁を閉動する制御にて、ディーゼルエンジン1の排気圧を高くすることにより、ディーゼルエンジン1から排出される排気ガス温度を高温に上昇させ、スートフィルタ40に堆積したスート(すす)を燃焼する。その結果、スートが消失し、スートフィルタ40が再生する。
また、負荷が小さく排気ガスの温度が低くなり易い作業(スートが堆積し易い作業)を継続して行っても、排気絞り装置65を排気圧の強制上昇にて排気昇温機構として作用させて、スートフィルタ40を再生でき、排気ガス浄化装置2の排気ガス浄化能力を適正に維持できる。また、スートフィルタ40に堆積したスートを燃やすためのバーナー等も不要になる。また、エンジン1始動時も、排気絞り装置65の制御にてディーゼルエンジン1の排気圧を高くすることにより、ディーゼルエンジン1からの排気ガスの温度を高温にして、ディーゼルエンジン1の暖機を促進できる。
上記したように、排気絞り装置65が、上向きに開口させた排気マニホールド7の排気出口に、絞り弁ケース68の排気ガス取入れ側を締結することで、中継管66が、絞り弁ケース68を介して排気マニホールド7に接続される。したがって、高剛性の排気マニホールド7に排気絞り装置65を支持でき、排気絞り装置65の支持構造を高剛性に構成できるものでありながら、例えば排気マニホールド7に中継管66を介して絞り弁ケース68を接続する構造に比べ、排気絞り装置65の排気ガス取入れ側の容積を縮小し、排気マニホールド7内の排気圧を高精度に調節できる。例えば、排気ガス浄化装置2などに供給する排気ガスの温度を、排気ガスの浄化に適した温度に簡単に維持できる。
また、排気マニホールド7の上面側に絞り弁ケース68を締結し、絞り弁ケース68の上面側にエルボ状の中継管66を締結し、排気マニホールド7に対して絞り弁ケース68と中継管66を多層状に配置し、最上層部の中継管66に排気管72を連結している。したがって、排気絞り装置65の支持姿勢を変更することなく、また中継管66の仕様を変更することなく、例えば排気ガス浄化装置2の取付け位置などに合わせて中継管66の取付け姿勢(排気管72の連結方向)を変更できる。
また、排気マニホールド7の排気出口を上向きに開口し、排気マニホールド7の上面側に絞り弁ケース68を設け、絞り弁ケース68の上面側に絞り弁ガス出口を形成すると共に、絞り弁ケース68の下方に、排気マニホールド7を挟んで、EGRガス冷却用のEGRクーラ29を配置している。したがって、エンジン1の一側面に沿わせて、排気マニホールド7と、排気絞り装置65と、EGRクーラ29をコンパクトに設置できる。
このように、ディーゼルエンジン1は、排気絞り装置65の上面側に中継管66を締結し、排気マニホールド7に対して排気絞り装置65と中継管66を多層状に配置し、最上層部の中継管66に排気絞り装置65の排気ガス入口を連結している。従って、排気マニホールド7と排気ガス浄化装置2の間に、排気絞り装置65をコンパクトに近接配置でき、限られたエンジン設置スペースに排気絞り装置65をコンパクトに組付けることができる。また、中継管66の形状を変更するだけで排気ガス浄化装置2を所定位置に容易に配置できる。
ディーゼルエンジン1の右側方(排気マニホールド7側)に設けた冷却水配管経路について、説明する。冷却水ポンプ21に一端が接続された冷却水戻りホース(冷却水ポンプ吸入側配管)75の他端に、水冷ケース70の冷却水出口管76を接続する。水冷ケース70の冷却水入口管77と一端が接続された中継ホース(EGRクーラ吐出側配管)78の他端に、EGRクーラ29の冷却水排水口を接続する。そして、EGRクーラ29の冷却水取入れ口が冷却水取出しホース(EGRクーラ吸入側配管)79を介してシリンダブロック4に接続されている。
即ち、冷却水ポンプ21に、EGRクーラ29及び排気絞り装置65が直列に接続されている。そして、前記各ホース75,78,79などにて形成する冷却水流通経路中では、冷却水ポンプ21とEGRクーラ29の間に排気絞り装置65が配置される。EGRクーラ29の下流側に、排気絞り装置65が位置している。冷却水ポンプ21からの冷却水の一部は、シリンダブロック4からEGRクーラ29を介して排気絞り装置65に供給され、循環することになる。
また、水冷ケース70は、冷却水出口管76及び冷却水入口管77それぞれを、その背面側(ファン9側)から冷却水ポンプ21に向かって突出させている。即ち、冷却水出口管76及び冷却水入口管77の先端が冷却水ポンプ21に向くように、水冷ケース70が絞り弁ケース68よりも後側(ファン9側)に配置される。これにより、水冷ケース70の冷却水出口管76を冷却水ポンプ21に接近させて配置でき、戻りホース75を短尺に形成できる。そして、冷却水出口管76が、冷却水入口管77の上側(排気絞り出口側)に配置されている。
上述のように、クランク軸3を挟んで、吸気マニホールド6側にオイルクーラ18が、排気マニホールド7側に後述するEGRクーラ29がそれぞれ配置されている。すなわち、平面視において、ディーゼルエンジン1のクランク軸3を挟んで吸気マニホールド6側にオイルクーラ18が配置されており、排気マニホールド7側にEGRクーラ29が配置されているから、EGRクーラ29用の冷却水流通系統とオイルクーラ18用の冷却水流通系統とが、クランク軸3を挟んで左右両側に振り分けられることになる。このため、それぞれの冷却水流通系統の配置が分かり易く、組付け作業性やメンテナンス性を向上できる。
排気絞り装置65は、絞り弁ケース68における排気絞り弁の回転軸線方向(アクチュエータケース69内におけるモータの回転軸線方向)65aがヘッドカバー8の右側面に対して斜行するように、冷却ファン9側(後方)に向かってヘッドカバー8の右側面から離間させて配置されている。従って、絞り弁ケース68の左側前端が、ヘッドカバー8の右側面に対して最近接するとともに、アクチュエータケース69の右側後端がヘッドカバー8の右側面から最も離れた位置となる。
すなわち、ディーゼルエンジン1の右側面に対して、排気絞り装置65を平面視で斜設させ、ヘッドカバー8の右側面と排気絞り装置65の内側面(左側面)との間に、間隙8aを形成している。そのため、排気絞り装置65は、その背面側(冷却ファン9側)において、冷却水用配管(冷却水戻りホース75及び冷却水中継ホース78)との接続部(冷却水出口管76及び冷却水入口管77)を外向きに形成できる。従って、ディーゼルエンジン1の右側面に近接させて排気絞り装置65をコンパクトに支持できるものでありながら、前記冷却水用配管が機械振動にてディーゼルエンジン1と接触して損傷するのを容易に防止できる。
排気絞り装置65において、アクチュエータケース69が絞り弁ケース68に対して右側に配置され、水冷ケース70の後端左側に、冷却水出口管76及び冷却水入口管77が上下に配置されている。すなわち、水冷ケース70の背面側(ファン9側)において、アクチュエータケース69の左側面とヘッドカバー8の右側面との間に、冷却水戻りホース75及び冷却水中継ホース78を配管させるのに十分な空間を確保できる。従って、冷却水戻りホース75及び冷却水中継ホース78が機械振動にてエンジン本体と接触して損傷するのを容易に防止できる。
排気マニホールド7は、圧力取出し口83に排気圧センサパイプ85を接続した構成を備える。すなわち、排気マニホールド7の上面に設けられた圧力取り出し口83は、ヘッドカバー8の右側面に沿って延設された排気圧センサパイプ85の一端と接続されている。また、ヘッドカバー8の後端側(冷却水ポンプ21側)に、排気圧力センサ84が設置されており、この排気圧力センサ84が、可とう性ゴムホースなどで構成される排気圧ホース86(接続部品)を介して、排気圧センサパイプ85の他端と接続される。
すなわち、排気圧センサパイプ85は、ヘッドカバー8と排気絞り装置65との間の間隙8aを通過するように延設している。従って、排気マニホールド7の圧力取り出し口83から排気圧力センサ84までの接続経路を他の構成部品を迂回させることなく、排気圧センサパイプ85を短尺に形成でき、排気圧センサパイプ85及び接続部品の防振構造を簡略化できる。また、間隙8aは、ヘッドカバー8に最も近接する水冷ケース70の左端面とヘッドカバー8との間の空間も確保されている。そのため、冷却水配管(冷却水戻りホース75及び冷却水中継ホース78)を排気圧センサパイプ85に対して間隔をおいて並設できる。従って、上記冷却水配管が機械振動にてエンジン本体と接触して損傷するのを容易に防止できる。
圧力取り出し口83は、排気マニホールド7の上面において、シリンダヘッド5と中継管66の間となる位置に配置されている。また、排気マニホールド7の上面には、圧力取り出し口83よりも外側(中継管66側)に、排気マニホールド7内の排気ガス温度を測定するガス温度センサ82が付設されている。ガス温度センサ82の電気配線87は、ヘッドカバー8の前端(フライホイール9側)上部を通過させて、左側面のコネクタに接続されている。
ラジエータ24は、ディーゼルエンジン1の後方において、冷却ファン9と対向する位置に、ファンシュラウド(図示省略)を介して配置される。また、ラジエータ24の前面には、冷却ファン9と対向するよう、オイルクーラ25が配置される。このように、ラジエータ24及びオイルクーラ25は、ディーゼルエンジン1の後方の冷却ファン9に対向する位置において、その放熱量が小さい順に、冷却風の吐き出し方向に向けて一列に配置される。従って、冷却ファン9が回転駆動することで、ディーゼルエンジン1後方から外気を吸引することにより、熱交換器であるラジエータ24及びオイルクーラ25はそれぞれ、外気(冷却風)が吹き付けられ、空冷されることになる。
次いで、図9〜図14を参照して、排気ガス浄化装置2について説明する。排気ガス浄化装置2は、浄化入口管36及び浄化出口管37を有する排気ガス浄化ケース38を備える。この排気ガス浄化ケース38は、左右方向に長く延びた円筒形状に構成される。そして、排気ガス浄化ケース38の右側(排気ガス移動方向上流側)及び左側(排気ガス移動方向下流側)それぞれに、浄化入口管36及び浄化出口管37それぞれが設けられる。
また、排気ガス浄化装置2は、フライホイールハウジング10上で固定されて、シリンダヘッド5及びヘッドカバー8前方に配置される。このとき、浄化入口管36が、排気ガス浄化ケース38における円筒形状側面の右側後方に設けられる。そして、浄化入口管36は、再循環排気ガス管30を跨ぐように、後方に向かって斜め上方に屈曲した形状とされ、中継管66と着脱可能にボルト締結される。一方、浄化出口管37は、排気ガス浄化ケース38の円筒形状側面の左側下方に設けられ、テールパイプ135が接続される。
排気ガス浄化ケース38の内部に、二酸化窒素(NO2)を生成する白金等のディーゼル酸化触媒39(ガス浄化体)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40(ガス浄化体)とを、排気ガスの移動方向に沿って直列に並べている。なお、排気ガス浄化ケース38の一側部を消音器41にて形成し、消音器41には、テールパイプ135と連結される浄化出口管37を設けている。
上記の構成により、ディーゼル酸化触媒39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40内に一側端面(取入れ側端面)から供給される。ディーゼルエンジン1の排気ガス中に含まれた粒子状物質(PM)は、スートフィルタ40に捕集されて、二酸化窒素(NO2)によって連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン1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1の排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)の含有量が低減される。
また、サーミスタ形の上流側ガス温度センサ42と下流側ガス温度センサ43が、排気ガス浄化ケース38に付設される。ディーゼル酸化触媒39のガス流入側端面の排気ガス温度を、上流側ガス温度センサ42にて検出する。ディーゼル酸化触媒のガス流出側端面の排気ガス温度を、下流側ガス温度センサ43にて検出する。
さらに、排気ガス浄化ケース38に、排気ガス圧力センサとしての差圧センサ44を付設する。スートフィルタ40の上流側と下流側間の排気ガスの圧力差を、差圧センサ44にて検出する。スートフィルタ40の上流側と下流側間の排気圧力差に基づき、スートフィルタ40における粒子状物質の堆積量が演算され、スートフィルタ40内の詰り状態を把握できるように構成している。
電気配線コネクタ51を一体的に設けた差圧センサ44は、ガス温度センサ42,43の電気配線コネクタ52,53と共に、略L字板状のセンサブラケット(センサ支持体)46に支持される。このセンサブラケット46は、出口挟持フランジ45における一方の円弧体に形成されたセンサ支持部56に、着脱可能に取り付けられる。すなわち、センサ支持部56は、浄化入口管36側から最も遠い消音側の出口挟持フランジ45の一部に形成されている。そして、円弧体のセンサ支持部56にセンサブラケット46の鉛直板部をボルト締結することによって、消音側の出口挟持フランジ45にセンサブラケット46が着脱可能に取り付けられる。なお、センサブラケット46は、出口挟持フランジ45に限らず、排気ガス浄化ケース38を組み立てる際に締結される中央挟持フランジなどの別の挟持フランジに締結されるものとしてもよい。
差圧センサ44には、上流側センサ配管47と下流側センサ配管48の一端側がそれぞれ接続される。排気ガス浄化ケース38内のスートフィルタ40を挟むように、上流側と下流側の各センサ配管ボス体49,50が排気ガス浄化ケース38に配置される。各センサ配管ボス体49,50に、上流側センサ配管47と下流側センサ配管48の他端側がそれぞれ接続される。
上記の構成により、スートフィルタ40の流入側の排気ガス圧力と、スートフィルタ40の流出側の排気ガス圧力の差(排気ガスの差圧)が、差圧センサ44を介して検出される。スートフィルタ40に捕集された排気ガス中の粒子状物質の残留量が排気ガスの差圧に比例するから、スートフィルタ40に残留する粒子状物質の量が所定以上に増加したときに、差圧センサ44の検出結果に基づき、スートフィルタ40の粒子状物質量を減少させる再生制御(例えば排気温度を上昇させる制御)が実行される。また、再生制御可能範囲以上に、粒子状物質の残留量がさらに増加したときには、排気ガス浄化ケース38を着脱分解して、スートフィルタ40を掃除し、粒子状物質を人為的に除去するメンテナンス作業が行われる。
センサブラケット46は、センサ支持部56との接続部46a(鉛直板部)に対して屈曲させたセンサ載置部46bで、差圧センサ44及びコネクタ52,53を支持している。センサ載置部46bは、排気ガス浄化ケース38の外周面と対向する下面に、差圧センサ44におけるセンサ配管47,48との配管連結部分を突出させており、該配管連結部分を囲むように冷却水配管54を配置する。センサ載置部46bは、排気ガス浄化ケース38の外周面に対して外側となる上面で、差圧センサ44及びコネクタ51〜53を支持する。
センサブラケット46は、排気ガス浄化装置2に対して外側となる面で、差圧センサ44及びコネクタ51〜53を支持して、排気ガス浄化装置2からの輻射熱を遮断する。従って、差圧センサ44及びコネクタ51〜53を排気ガス浄化装置2から離れた位置に配置することで、これらの電気部品に対して、排気ガス浄化ケース38からの輻射熱の影響を低減し、加熱による故障を抑制できる。
ディーゼルエンジン1は、後述するように、冷却水ポンプ21によりディーゼルエンジン1各部に冷却水を循環させる冷却水循環機構を有している。そして、前記冷却水循環機構の循環する冷却水の一部が、センサブラケット46の冷却水配管54を流れる。エンジン冷却水を冷却水配管54に流して、センサブラケット46に対する排気ガス浄化装置2からの伝導熱を抑制でき、センサブラケット46で支持する電気部品に対する熱による故障を抑制できる。
センサブラケット46は、差圧センサ44及びコネクタ51〜53の支持する面の反対側となる面に冷却水配管54を配置している。すなわち、センサブラケット46は、排気ガス浄化ケース38に対して離れた面で、差圧センサ44及びコネクタ51〜53を支持する一方、排気ガス浄化ケース38に近い面に冷却水配管54を配置している。センサブラケット46は、差圧センサ44及びコネクタ51〜53と排気ガス浄化ケース38との間となる位置に、冷却水配管54を配置する。従って、差圧センサ44及びコネクタ51〜53と排気ガス浄化装置2との間に冷却水を流す構成とすることで、これらの電気部品に対して、排気ガス浄化ケース38からの伝導熱だけでなく輻射熱の影響を低減することができる。
ディーゼルエンジン1の左側方(吸気マニホールド6側)に設けた冷却水配管経路について、説明する。冷却水ポンプ21に一端が接続された冷却水吐出ホース(冷却水ポンプ吐出側配管)18aの他端に、オイルクーラ18の冷却水取り入れ口を接続する。オイルクーラ18の冷却水排水口と一端が接続された中継ホース(オイルクーラ吐出側配管)18bの他端に、センサブラケット46に設けた冷却水配管54の冷却水取り入れ口を接続する。そして、冷却水配管54の冷却水排水口が、中継ホース(シリンダブロック供給側配管)18cを介してシリンダブロック4に接続されている。
即ち、オイルクーラ18とセンサブラケット46の冷却水配管54と、冷却水ポンプ21に直列に接続されている。そして、前記各ホース18a〜18cなどにて形成する冷却水流通経路中では、冷却水ポンプ21とシリンダブロック4との間にオイルクーラ18とセンサブラケット46の冷却水配管54とが配置される。オイルクーラ18の下流側であって、シリンダブロック4の上流側に、センサブラケット46の冷却水配管54が位置している。冷却水ポンプ21からの冷却水の一部は、オイルクーラ18から、センサブラケット46の冷却水配管54を介してシリンダブロック4に供給されることになる。
上記したように、ディーゼルエンジン1の冷却水経路の一部に、センサブラケット46における冷却水配管54を組み込んだ構成としている。従って、センサブラケット46に取り付けられるセンサ44やコネクタ51〜53は、冷却水配管54を流れる冷却水によって、ディーゼルエンジン1や排気ガス浄化装置2からの排熱に基づく加温が防止される。具体的には、排気ガス浄化ケース38からの伝導熱だけでなく、排気ガス浄化装置2及びディーゼルエンジン1からの輻射熱の影響を低減でき、加熱による差圧センサ44の検出本体やコネクタ51〜53の故障を抑制できる。
次に、排気ガス浄化装置2の取付け構造を説明する。排気ガス浄化装置2における排気ガス浄化ケース38は、下流側の出口挟持フランジ45に連結脚体(左ブラケット)80がボルト締結により着脱可能に取り付けられるとともに、固定脚体(右ブラケット)81が溶接固着される。このとき、連結脚体80の取り付けボス部が、出口挟持フランジ45の円弧体に設けられた貫通穴付きの脚体締結部に、ボルト締結されて取り付けられる。また、固定脚体81が、浄化入口管36側で、排気ガス浄化ケース38の外周面に対して溶接で固着される。すなわち、固定脚体81が、排気ガス浄化ケース38の入口側(上流側)に設置され、連結脚体80が、排気ガス浄化ケース38の出口側(下流側)に設置される。なお、連結脚体80は、出口挟持フランジ45に限らず、排気ガス浄化ケース38を組み立てる際に締結される中央挟持フランジなどの別の挟持フランジに締結されるものとしてもよい。
この排気ガス浄化ケース38の外周に設けられた連結脚体80及び固定脚体81それぞれが、フライホイールハウジング10の上面側に形成された浄化装置取付け部(DPF取付け部)89にボルト締結される。つまり、排気ガス浄化装置2は、連結脚体80及び固定脚体81によって、高剛性部材であるフライホイールハウジング10上に安定的に連結支持される。従って、排気ガス浄化装置2をエンジン1の振動系に含めるものの、エンジン1の構成部品の一つとして、高剛性部品であるフライホイールハウジング10に排気ガス浄化装置2を強固に連結でき、エンジン1の振動による排気ガス浄化装置2の損傷を防止できる。エンジン1の製造場所で排気ガス浄化装置2をエンジン1に組み込んで出荷できる。また、エンジン1の排気マニホールド7に排気ガス浄化装置2を至近距離で連通できるから、排気ガス浄化装置2を適正温度に維持し易く、高い排気ガス浄化性能を維持できる。
上述したように、排気ガス浄化装置(DPF)2は、耐熱金属材料製のDPFケーシング(排気ガス浄化ケース)38に、円筒型の内側ケース(図示省略)を介して、例えば白金等のディーゼル酸化触媒39とハニカム構造のスートフィルタ40が直列に並べて収容された構造である。排気ガス浄化装置2は、支持体としてのフランジ側ブラケット脚(連結脚体)80とケーシング側ブラケット脚(固定脚体)81を介して、フライホイールハウジング10に取付けられている。この場合、フランジ側ブラケット脚80の一端側は、DPFケーシング38の外周側にフランジ45を介して着脱可能にボルト締結されている。ケーシング側ブラケット脚81の一端側は、DPFケーシング38の外周面に一体的に溶接固定されている。
一方、フランジ側ブラケット脚80の他端側は、フライホイールハウジング10の上面(DPF取付け部)に、先付けボルト90と後付けボルト91にて着脱可能に締結される。即ち、フランジ側ブラケット脚80にボルト貫通孔90a,91aを開設する。DPF取付け部89にネジ孔90b,91bを上向きに開設する。DPF取付け部89の扁平な上面にケーシング側ブラケット脚81を載せ、ネジ孔90b,91bにボルト貫通孔90a,91aを介して先付けボルト91及び後付けボルト91を締結させ、フライホイールハウジング10上面にフランジ側ブラケット脚80を介して排気ガス浄化装置2を着脱可能に固定させるように構成している。
また、ケーシング側ブラケット脚81の他端側は、フライホイールハウジング10上面のDPF取付け部89に、2本の後付けボルト91にて着脱可能に締結される。即ち、ケーシング側ブラケット脚81にボルト貫通孔91aを開設する。DPF取付け部89にネジ孔91bを上向きに開設する。DPF取付け部89の扁平な上面にケーシング側ブラケット脚81を載せ、ネジ孔91bにボルト貫通孔91aを介して後付けボルト91を締結させて、フライホイールハウジング10上面にケーシング側ブラケット脚81を介して排気ガス浄化装置2を着脱可能に固定させるように構成している。
さらに、フランジ側ブラケット脚80の他端側には、ボルト貫通孔90aに先付けボルト90を係入させるための切欠き溝92が形成されている。ディーゼルエンジン1に排気ガス浄化装置2を組付けるときに、切欠き溝92の開口部が先頭に位置するように、フランジ側ブラケット脚80の前端縁に切欠き溝92が開放されている。なお、切欠き溝92の開放縁部は、末広がり状(先広がり状)のテーパに形成されている。
上記の構成により、ディーゼルエンジン1に排気ガス浄化装置2を組付ける場合、先ず、フライホイールハウジング10上面のDPF取付け部89にネジ孔90bを介して先付けボルト90を不完全に螺着させる。DPF取付け部89上面から、フランジ側ブラケット脚80の板厚以上に先付けボルト90の頭部が離反した状態で、DPF取付け部89に先付けボルト90を支持させる。そして、作業者が両手で排気ガス浄化装置2を持上げて、先付けボルト90の頭部に切欠き溝92を介してフランジ側ブラケット脚80のネジ孔90bを係止させ、フライホイールハウジング10上面に排気ガス浄化装置2を仮止めする。その状態で排気ガス浄化装置2から作業者が両手を離すことができる。
その後、フランジ側ブラケット脚80とケーシング側ブラケット脚81とを、3本の後付けボルト91によってフライホイールハウジング10上面のDPF取付け部89に締結させる。一方、埋込みボルト36xと入口フランジ用ナット36yを介して、中継管66に入口フランジ体36aを締結させ、中継管66に排気ガス入口管(浄化入口管)36を固着させる。
次いで、フライホイールハウジング10上面のDPF取付け部89に先付けボルト90を完全に締結させて、中継管66の排気ガス出口側とフライホイールハウジング10上面とに排気ガス浄化装置2を着脱可能に固着させ、ディーゼルエンジン1に排気ガス浄化装置2を組付ける作業を完了する。なお、DPFケーシング38の着脱方向の前面側に、切欠き溝92を介してフランジ側ブラケット脚80の前側縁にボルト差込み用のボルト貫通孔90aを開放したから、先付けボルト90を不完全な締結(半固定)姿勢に仮止め装着した状態で、DPFケーシング38を両手で持ち上げて、ディーゼルエンジン1(又は本機)の取付け部位、即ちフライホイールハウジング10上面に移動させることによって、その先付けボルト90に切欠き溝92を介してボルト貫通孔90aを係合できる。
排気浄化装置2が取り付けられたディーゼルエンジン1を、その上面から視たとき、DPF取付け部89における先付けボルト90の取付け位置が、再循環排気ガス管61の配管位置と重なる。一方、DPF取付け部89における後付けボルト91の取付け位置は、再循環排気ガス管61の配管位置と重なっていない。即ち、DPF取付け部89におけるネジ孔90bは、シリンダヘッド5前方に配管される再循環排気ガス管61の下側に配置されるが、平面視において、ネジ孔91bは、再循環排気ガス管61の配管位置から外れた位置に配置される。
従って、作業者は、DPF取付け部89に先付けボルト90を仮止めする際は、再循環排気ガス管61の下側に位置するネジ孔90bに先付けボルト90に螺着させるものの、排気浄化装置2の取付け前なので、ディーゼルエンジン1の前側(フライホイールハウジング10前方)から容易に取り付けることができる。そして、先付けボルト90の仮止め後、脚体(ブラケット脚)80,81の下面をDPF取付け部89の上面に沿わせることで、ディーゼルエンジン1の前側(フライホイールハウジング10前方)からシリンダヘッド5前面に向かって、排気浄化装置2をスライドさせる。即ち、先付けボルト90が切欠き溝92を通るようにして、排気浄化装置2をスライドさせて、DPF取付け部89上に脚体(ブラケット脚)80,81を設置する。
これにより、フランジ側ブラケット脚80のボルト貫通孔90aを先付けボルト90に係止させた状態で、排気浄化装置2がDPF取付け部89上に載置される。このとき、DPF取付け部89のネジ孔91bの上側に、脚体(ブラケット脚)80,81のボルト貫通孔91aが位置することとなる。そして、作業者は、ディーゼルエンジン1の上側から、上下に重なって連通しているボルト貫通孔91a及びネジ孔91bの位置を、再循環排気ガス管61の周囲となる位置で確認できる。即ち、ボルト貫通孔91a及びネジ孔91bが、平面視で再循環排気ガス管61と重ならない位置となるため、ボルト貫通孔91a及びネジ孔91bの真上から後付けボルト91を挿入して締結できる。
上記のように組みつけるとき、作業者は、DPFケーシング38から手を離した状態で、後付ボルト91(ボルト)を締付けてフランジ側ブラケット脚80及びケーシング側ブラケット脚81を締結できる。なお、前記と逆の手順にて、排気ガス浄化装置2を取外すことができる。その結果、排気ガス浄化装置2(DPFケーシング38)は、前記各ブラケット脚80,81と中継管66とにより、高剛性部材であるフライホイールハウジング10の上部で、ディーゼルエンジン1の前部に安定良く連結支持できる。また、1人の作業者によって、ディーゼルエンジン1への排気ガス浄化装置2の着脱作業を実行できる。
このように、ディーゼルエンジン1は、排気ガスを処理する排気ガス浄化ケース2を備え、ディーゼルエンジン1の上面側に排気ガス浄化装置2を配置している。そして、ディーゼルエンジン1または排気ガス浄化装置2の一方に仮止め係止体90を設け、他方に仮止め係止ノッチ92を設ける構造であって、ディーゼルエンジン1の付設部品の下方側に仮止め係止体87または仮止め係止ノッチ92を配置している。従って、付設部品から外れた位置で排気ガス浄化装置2の後付けボルト91を締結でき、排気ガス浄化装置2の着脱作業性を向上できる。
ディーゼルエンジン1は、フライホイールハウジング10上に排気ガス浄化装置2を搭載する構造であって、ディーゼルエンジン1と排気ガス浄化装置2の間に付設部品としての再循環排気ガス管61を延設している。従って、ディーゼルエンジン1の側面(正面側側面)に再循環排気ガス管61を迂回させて取付け高さをコンパクトに形成できる。そして、フライホイールハウジング10上面側に仮止め係止体90を介して排気ガス浄化装置2を仮止め支持して、締結作業性を向上できる。
また、ディーゼルエンジン1は、排気マニホールド7に排気スロットルバルブケース(絞り弁ケース)68を介して排気出口管(中継管)66を固着し、排気ガス浄化装置2の入口管36に排気出口管66を連結している。従って、排気出口管66の仕様を変更するだけで、排気ガス浄化装置2の取付け位置などを容易に変更でき、各種作業車両のエンジンルームスペースに簡単に対応させて、排気ガス浄化装置2が載置されたディーゼルエンジン1を搭載できる。
以下、図15〜図17を参照して、上記ディーゼルエンジン1を搭載した作業機について、図面に基づいて説明する。図15〜図17は、定置型作業機としてのエンジン発電機の説明図である。
図15〜図17を参照して、本実施形態の定置型作業機の構造を説明する。図15〜図17に示す如く、機枠台251上に四角箱形の機筐252を載置する。機枠台251上面のうち機筐252の内部中央にディーゼルエンジン1を設置する。ディーゼルエンジン1前面側の冷却ファン9設置側にラジエータ24を配置する。ディーゼルエンジン1背面側に後述する発電機268が配置され、発電機268設置側の機筐252側壁に操作パネル部257と外気取入れ口部258を設けている。
また、ディーゼルエンジン1の右側面側の吸気マニホールド6設置部に、外部空気を除塵・浄化するエアクリーナ32と、吸気マニホールド6からディーゼルエンジン1の各気筒に排気ガスの一部を還流させる排気ガス再循環装置(EGR)26を設ける。排気ガス再循環装置26と吸気管33を介して、吸気マニホールド6にエアクリーナ32を接続させ、エアクリーナ32からディーゼルエンジン1に新気を供給している。
一方、ディーゼルエンジン1の左側面側の排気マニホールド7設置部に、排気スロットルバルブ(排気絞り装置)65を設ける。排気スロットルバルブ65を介して排気マニホールド7に、フライホイールハウジング10上に固定された排気ガス浄化装置2の入口管36を接続させる。また、排気ガス浄化装置2がテールパイプ135に接続されており、ディーゼルエンジン1の排気ガスは、テールパイプ135から機筐252の外部に放出される。
ラジエータ24設置側の機筐252側壁に暖気排出口部259を設けると共に、ラジエータ24設置側の機枠台251上面に、ディーゼルエンジン1用の燃料タンク260を配置している。また、機筐252の側壁にドア270を開閉可能に設け、エアクリーナ32または排気ガス浄化ケース21のメンテナンス作業などを行う。作業者は、このドア270から機筐252内部に出入可能に構成できる
ディーゼルエンジン1のフライホイールハウジング10に作業機としての発電機268を取付けている。作業者が手動操作にて継断させるPTOクラッチ269を介して、ディーゼルエンジン1の出力軸(クランク軸)3に発電機268の駆動軸を連結させ、ディーゼルエンジン1にて発電機268を駆動する。発電機268の電力は、電気ケーブルにて遠隔場所の電動機器などの電源として供給するように構成している。なお、発電機268と同様に、ディーゼルエンジン1にて駆動するコンプレッサまたは油圧ポンプなどを設け、建築工事または土木工事などに使用する定置型作業機を構成することも可能である。
なお、本願発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、様々な態様に具体化できる。例えば、本発明の別の実施形態のエンジン装置として、図18に示すディーゼルエンジン1aのように、センサブラケット(センサ支持体)46に対して、ディーゼルエンジン1aの右側方(排気マニホールド7側)に設けた冷却水配管経路から冷却水を供給するものとしてもよい。図18に示すディーゼルエンジン1aにおけるセンサブラケット46への冷却水経路について、以下に説明する。
図18に示す如く、ディーゼルエンジン1aは、排気ガス浄化装置2における排気ガス浄化ケース38の右側端面(排気ガス移動方向上流側の蓋体)に、センサブラケット46を取り付けている。センサブラケット46は、排気ガス浄化装置2の長手方向(排気ガス移動方向)に沿って、排気ガス浄化ケース38よりも外側となる位置に配置されている。即ち、センサブラケット46を、排気ガス浄化装置2の右側端面で接続するとともに、排気ガス浄化装置2の右側端面よりも外側(右側)に配置する。
ディーゼルエンジン1aの右側方(排気マニホールド7側)に設けた冷却水配管経路について、説明する。冷却水ポンプ21に一端が接続された冷却水戻りホース(冷却水ポンプ吸入側配管)75の他端に、水冷ケース70の冷却水出口管76を接続する。水冷ケース70の冷却水入口管77と一端が接続された中継ホース(水冷ケース供給側配管)78aの他端に、センサブラケット46に設けた冷却水配管54の冷却水排水口を接続する。また、冷却水配管54の冷却水取り入れ口と一端が接続された中継ホース(EGRクーラ吐出側配管)78bの他端に、EGRクーラ29の冷却水排水口を接続する。そして、EGRクーラ29の冷却水取入れ口が冷却水取出しホース(EGRクーラ吸入側配管)79を介してシリンダブロック4に接続されている。
即ち、センサブラケット46の冷却水配管54が、冷却水ポンプ21に対して、EGRクーラ29及び排気絞り装置65と共に直列に接続されている。そして、前記各ホース75,78a,78b,79などにて形成する冷却水流通経路中では、冷却水ポンプ21とEGRクーラ29の間に排気絞り装置65とセンサブラケット46の冷却水配管54とが配置される。EGRクーラ29の下流側であって、排気絞り装置65の上流側に、センサブラケット46の冷却水配管54が位置している。冷却水ポンプ21からの冷却水の一部は、シリンダブロック4からEGRクーラ29を介し、センサブラケット46の冷却水配管54を流れた後、排気絞り装置65に供給され、循環することになる。
また、本願発明に係るエンジン装置は、前述のようなエンジン発電機に限らず、コンバイン、トラクタ等の農作業機や、フォークリフトカー、ホイールローダ、クレーン車等の特殊作業用車両のような各種作業機械に対して広く適用できる。以下に、図19及び図20を参照して、トラクタ280に上記ディーゼルエンジン1を搭載した構造を説明する。
図19及び図20に示す如く、トラクタ280の概要について説明する。実施形態におけるトラクタ280の走行機体282は、走行部としての左右一対の前車輪283と同じく左右一対の後車輪284とで支持されている。走行機体282の前部に搭載した動力源としてのコモンレール式のディーゼルエンジン1にて後車輪284及び前車輪283を駆動することにより、トラクタ280は前後進走行するように構成されている。エンジン1はボンネット286にて覆われている。
走行機体282の上面にはキャビン287が設置され、該キャビン287の内部には、操縦座席288と、かじ取りすることによって前車輪283の操向方向を左右に動かすようにした操縦ハンドル(丸ハンドル)289とが配置されている。キャビン287の底部より下側には、エンジン1に燃料を供給する燃料タンク291が設けられている。走行機体282の後部には、エンジン1からの回転動力を適宜変速して前後四輪283,283,284,284に伝達するためのミッションケース297が搭載されている。左右の後車輪284の上方は、走行機体282に固定されたフェンダ299にて覆われている。
このトラクタ280において、エンジン1は、キャビン287前方のボンネット286下側のエンジンルーム内に配置されるとともに、フライホイールハウジング10がキャビン287の前側に位置するように配置されている。そして、排気ガス浄化装置2がエンジン1の後方上側に配置される。すなわち、エンジン1の後方に設けたフライホイールハウジング10の上方に、排気ガス浄化装置2が配置される。また、エンジン1の前方には冷却ファン9に対峙する位置に、ラジエータ24、オイルクーラ25、及びエアクリーナ32それぞれが、配置される。
このように、キャビン287前方に配置される、エンジン1、排気ガス浄化装置2、ラジエータ24及びエアクリーナ32は、キャビン287の前側に配置されるボンネット286によって覆われる。そして、ボンネット286は、エンジン1や排気ガス浄化装置2へ作業者がアクセス可能となるように、開閉可能に構成される。また、エンジン1は、クランク軸3がトラクタ280の前後方向に沿うように配置されている。そして、排気ガス浄化装置2は、長手方向をトラクタ280の左右方向に沿うようにして、エンジン1のクランク軸3と長手方向が直交するように配置されている。
更に、本願発明における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。
1 ディーゼルエンジン
1a ディーゼルエンジン
2 排気ガス浄化装置
7 排気マニホールド
10 フライホイールハウジング
13 オイルフィルタ
18 オイルクーラ
18a 冷却水吐出ホース(冷却水配管)
18b 中継ホース(冷却水配管)
18c 冷却水供給ホース(冷却水配管)
29 EGRクーラ
30 再循環排気ガス管
36 浄化入口管
42 上流側ガス温度センサ
43 下流側ガス温度センサ
44 差圧センサ(排気ガス圧力センサ)
45 出口挟持フランジ
46 センサブラケット
47 上流側センサ配管
48 下流側センサ配管
49 センサ配管ボス体
50 センサ配管ボス体
51 電気配線コネクタ
52 電気配線コネクタ
53 電気配線コネクタ
54 冷却水配管
65 排気絞り装置
66 中継管
68 絞り弁ケース
69 アクチュエータケース
70 水冷ケース
75 冷却水戻りホース
76 冷却水出口管
77 冷却水入口管
78 中継ホース
78a 中継ホース
78b 中継ホース
79 冷却水取出しホース
80 連結脚体
81 固定脚体
82 ガス温度センサ
83 圧力取出し口
84 排気圧力センサ
85 排気圧センサパイプ
86 排気圧ホース

Claims (4)

  1. エンジンと、エンジンからの排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の状態を検出する電気部品と、エンジン用の冷却水を循環させる冷却水循環機構と、を備えるエンジン装置において、
    前記排気ガス浄化装置の排気ガス浄化ケースに連結した支持ブラケットが、前記電気部品を前記排気ガス浄化装置の外側位置で支持するとともに、
    前記支持ブラケットに冷却水配管が設けられており、前記冷却水循環機構の循環する冷却水の一部を流すとともに前記エンジン外部に配管されるホースと前記冷却水配管が連結されており、
    前記冷却水配管が、前記電気部品と前記排気ガス浄化装置の間となる位置に配置されていることを特徴とするエンジン装置。
  2. 前記支持ブラケットは、前記電気部品を支持する面の反対側となる面であって前記排気ガス浄化ケースに対向する面に前記冷却水配管を配置していることを特徴とする請求項1に記載のエンジン装置。
  3. 前記電気部品が差圧センサであって、前記支持ブラケットは、前記差圧センサを設置する載置部を備えており、
    前記載置部における前記排気ガス浄化ケースの外周面と対向する下面に、前記差圧センサにおけるセンサ配管との配管連結部分を突出させており、該配管連結部分を囲むように前記冷却水配管を配置することを特徴とする請求項2に記載のエンジン装置。
  4. 前記排気ガス浄化装置は、その長手方向が前記エンジンのクランク軸に対して直行する方向となるように、前記エンジンの前後一側部に設けられたフライホイールハウジング上に配置されており、前記排気ガス浄化装置の左右一側部に前記支持ブラケットが固定されるとともに、前記エンジンの左右一側部に設けたオイルクーラと連通する中継ホースが、前記冷却水配管と連通していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエンジン装置。
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