JP6608167B2

JP6608167B2 - エンジン装置

Info

Publication number: JP6608167B2
Application number: JP2015100966A
Authority: JP
Inventors: 英治山下; 匡孝光田; 陽介盛山
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2019-11-20
Anticipated expiration: 2035-05-18
Also published as: JP2016217209A

Description

本願発明は、農作業用のトラクタ又は土木作業用のホイルローダといった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。

従来から、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）等の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装置を設けることによって、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が知られている。この種のＥＧＲ装置を搭載したエンジン装置が特許文献１に開示されている。

前記従来のＥＧＲ装置では、エンジンの排気マニホールドから分岐した還流管路が吸気マニホールドに接続されている。排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を還流管路経由で吸気マニホールドに供給することによって、ＥＧＲガスと吸気側からの新気とが混合され、該混合ガスがエンジンの各気筒内（吸気行程の気筒内）に導入される。

特開２０１４−０１３０２６号公報

特許文献１に記載のエンジン装置は、エンジンの排気ガスの一部（ＥＧＲガス）と新気とを混合させて吸気マニホールドに供給するＥＧＲ本体ケースと、エアクリーナにＥＧＲ本体ケースを連通させる吸気スロットル部材と、排気マニホールドにＥＧＲクーラを介して接続される再循環排気ガス管と、再循環排気ガス管にＥＧＲ本体ケースを連通させるＥＧＲバルブ部材とを備えている。すなわち、吸気マニホールドには、ＥＧＲ本体ケースを介して吸気スロットル部材が連結されている。ＥＧＲ本体ケースには、再循環排気ガス管の出口側が接続される。再循環排気ガス管の入口側は、ＥＧＲクーラを介して排気マニホールドに接続される。

このように、特許文献１に記載のエンジン装置においては、ＥＧＲ本体ケース、吸気スロットル部材、再循環排気ガス管、ＥＧＲバルブ部材などが吸気マニホールドの近傍に配置されているため、特に吸気スロットル部材が邪魔になって、エンジンルームをより省スペース化できないという問題があった。

本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題としている。

請求項１の発明は、作業車両のエンジンルーム内に搭載されるエンジン装置であって、吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドに新気を供給する吸気スロットル部材とを備え、前記吸気マニホールドには、ＥＧＲ本体ケース及び吸気ベンドを介して前記吸気スロットル部材が連結され、前記吸気スロットル部材内の吸気弁の開度を調節することによって、前記ＥＧＲ本体ケースへの新気の供給量が調節されるように構成されるとともに、前記吸気ベンドは、管本体部と、前記管本体部の上端に設けられた入口側フランジと、前方側である前記ＥＧＲ本体ケース側に設けられた出口側フランジとを備え、前記吸気ベンドの前記入口側フランジと前記出口側フランジは、前記管本体部の管軸に直交する略正方形の形態を有するとともに、前記入口側フランジの管軸周りの角度が前記出口側フランジの管軸周りの角度とは異なるように、前記吸気ベンドは前記出口側フランジに対して前記入口側フランジを管軸周りに角度を捻った形状となるように構成し、エンジン出力軸に沿った方向を前後方向とし、前記エンジン出力軸に垂直な方向を左右方向とするとともに、前記入口側フランジには、前記吸気スロットル部材が連結され、前記吸気スロットル部材がエンジンの右方向かつ後方向きに張り出して設けられ、前記吸気スロットル部材の前記吸気弁を開閉させるためのアクチュエータ部分の外側面が平面で構成され、前記外側面は、前記エンジン出力軸に沿った前記前後方向と前記エンジン出力軸に垂直な前記左右方向のいずれの方向に対しても平行でないように、前記吸気スロットル部材の取付角度を、他の部材との干渉を避けるように、前記吸気ベンドの前記管本体部の管軸回りに回転させて傾けて取り付けた、というものである。

本発明によれば、吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドに新気を供給する吸気スロットル部材とを備え、前記吸気スロットル部材は、他の部材との干渉を避けるように当該吸気スロットル部材の管軸周りに傾けて搭載されているため、吸気スロットル部材の管軸周りの角度を、他の部材と干渉しないような角度にすることができる。その結果、エンジンルームを省スペース化したり、エンジンへの各部材の組み付け作業を容易化したりすることができる。

本発明によれば、前記吸気スロットル部材の外側の主面（吸気弁を開閉させるためのアクチュエータ部分の外側面）が、エンジン出力軸に沿った前後方向とエンジン出力軸に垂直な左右方向のいずれの方向に対しても平行ではないから、吸気スロットル部材の上下方向周りの角度を、他の部材と干渉しないような角度にすることができる。その結果、エンジンルームを省スペース化したり、エンジンへの各部材の組み付け作業を容易化したりすることができる。

本発明によれば、前記吸気スロットル部材は、少なくとも吸気ベンドを介して前記吸気マニホールドに連通されており、前記吸気ベンドは、管本体部と、当該管本体部の入口端及び出口端にそれぞれ設けられた略正方形の入口側フランジ及び出口側フランジとを備え、前記吸気スロットル部材は、前記入口側フランジに連結されており、前記入口側フランジの管軸周りの角度が、前記出口側フランジの管軸周りの角度とは異なっているから、既存の前記吸気スロットル部材を流用しつつも、吸気スロットル部材の管軸周りの角度を、他の部材と干渉しないような角度にすることができる。

本発明において、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置をさらに備え、前記排気ガス浄化装置は、排気ガスを浄化するフィルタと、前記フィルタを内設する内側ケースと、前記内側ケースを内包する外側ケースと、前記内側ケースと前記外側ケースの間の空間に設けられた環状支持部材とを含み、前記環状支持部材には、当該環状支持部材によって二分される前記空間を連通させる水抜き穴が形成されているようにすれば、内側ケースに伝わる外側ケースの応力（機械振動や変形力）を、環状支持部材にて低減できるようにしつつも、内側ケースと外側ケースの間の空間に溜まる水を、環状支持部材によって二分された一方の空間から他方の空間へと移動させることができ、排気ガス浄化装置の水抜き性がよくなる。

トラクタの左側面図である。トラクタの平面図である。エンジン部の正面図である。エンジン部の右側面図である。エンジン部の平面図である。吸気スロットル部材、吸気ベンド及びＥＧＲ本体ケースの分離斜視図である。排気ガス浄化装置を左前斜め下方から見た外観斜視図である。排気ガス浄化装置の左右方向に垂直な断面を示す断面図である。排気ガス浄化装置の前後方向に垂直な断面を示す断面図である。

以下に、本発明を具体化した実施形態について、作業車両であるトラクタを例に挙げて、図面に基づいて説明する。

まず始めに、図１及び図２を参照しながら、トラクタの概要について説明する。トラクタ１の走行機体２は、左右一対の前車輪３と後車輪４とで支持されている。走行機体２の前部に搭載したディーゼルエンジン５（以下、単にエンジンという）にて後車輪４（前車輪３）を駆動することにより、トラクタ１は前後進走行するように構成されている。エンジン５はボンネット６にて覆われている。走行機体２の上面にはキャビン７が設置され、該キャビン７の内部には、操縦座席８と、前車輪３を操向操作する操縦ハンドル９とが配置されている。キャビン７の底部下側に、エンジン５に燃料を供給する燃料タンク１１が設けられている。

走行機体２は、前バンパ１２及び前車軸ケース（図示省略）を設けるエンジンフレーム１４と、エンジンフレーム１４の後部に固定する左右の機体胴部フレーム１６とにより構成されている。機体胴部フレーム１６の後部には、エンジン５からの回転動力を適宜変速して後車輪４（前車輪３）に伝達するためのミッションケース（図示省略）が搭載されている。後車輪４は、ミッションケースの外側面から外向きに突出するように装着された後車軸ケース（図示省略）を介して、ミッションケースに取り付けられている。左右の後車輪４の上方は、機体胴部フレーム１６に固定されたフェンダ１９にて覆われている。

図示は省略するが、ミッションケースの後部上面には、作業部としてのロータリ耕耘機を昇降動させるための油圧式昇降機構が着脱可能に取り付けられている。ロータリ耕耘機は、ミッションケースの後部に、二点リンク機構を介して連結される。ミッションケースの後側面には、ロータリ耕耘機にＰＴＯ駆動力を伝達するためのＰＴＯ軸が後ろ向きに突設されている。

次に、図３〜図５を参照しながら、実施形態におけるコモンレール式のエンジン５の概略構造について説明する。なお、以下の説明では、冷却ファン５６配置側を前側、フライホイル（図示省略）配置側を後側、排気マニホールド５４配置側を左側、吸気マニホールド５３配置側を右側と称し、これらを便宜的に、エンジン５における四方及び上下の位置関係の基準としている。

図３〜図５に示すように、トラクタ１（作業車両）に搭載されるエンジン５は、連続再生式の排気ガス浄化装置５０（ＤＰＦ）を備えている。排気ガス浄化装置５０によって、エンジン５から排出される排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）が除去されると共に、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）が低減される。

エンジン５は、エンジン出力軸（クランク軸）とピストン（いずれも図示省略）とを内蔵するシリンダブロック５１を備える。シリンダブロック５１上にシリンダヘッド５２を搭載している。シリンダヘッド５２の右側面に吸気マニホールド５３を配置する。シリンダヘッド５２の左側面に排気マニホールド５４を配置する。すなわち、エンジン５においてエンジン出力軸に沿う両側面に、吸気マニホールド５３と排気マニホールド５４とを振り分けて配置する。シリンダブロック５１の前面に、冷却ファン５６を設ける。エンジン出力軸の前端側からＶベルト７２を介して、冷却ファン５６に回転動力を伝達する。

シリンダブロック５１の後面にフライホイルハウジング５７を設ける。フライホイルハウジング５７内にフライホイルを配置する。エンジン出力軸の後端側にフライホイルを軸支する。エンジン出力軸からフライホイルを介してミッションケースに向けてエンジン５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５１の下面にはオイルパン５９を配置すると共に、シリンダブロック５１の右側面にオイルフィルタ６０を配置している。

シリンダブロック５１の右側面のうちオイルフィルタ６０の上方（吸気マニホールド５３の下方）には、燃料を供給するための燃料供給ポンプ９０を取付ける。エンジン５の各気筒に配置した電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ付きのインジェクタ（図示省略）に、燃料供給ポンプ９０及び円筒状のコモンレール９１及び燃料フィルタ９２を介して、燃料タンク１１内の燃料を供給するように構成している。

燃料タンク１１の燃料が燃料フィルタ９２を介して燃料供給ポンプ９０からコモンレール９１に圧送され、高圧の燃料がコモンレール９１に蓄えられる。エンジン５の各気筒に配置されたインジェクタ（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９１内の高圧の燃料がエンジン５の各気筒に噴射される。即ち、前記エンジン５の各インジェクタの燃料噴射バルブを電子制御することによって、燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）を高精度にコントロールでき、エンジン５から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減できるように構成している。

一方、吸気マニホールド５３の入口部には、ＥＧＲ装置７６（排気ガス再循環装置）を介してエアクリーナ１４５を連結する。ＥＧＲ装置７６は主としてエンジン５の右側、具体的にはシリンダヘッド５２の右側方に配置されている。エアクリーナ１４５に吸い込まれた新気（外部空気）は、エアクリーナ１４５にて除塵及び浄化された後、エアクリーナ１４５から吸気中継管１４６及びＥＧＲ装置７６を介して吸気マニホールド５３に送られ、エンジン５の各気筒に供給される。

ＥＧＲ装置７６は、エンジン５の排気ガスの一部（ＥＧＲガス）と新気とを混合させて吸気マニホールド５３に供給するＥＧＲ本体ケース２７と、吸気中継管１４６にＥＧＲ本体ケース２７を連通させる吸気スロットル部材２８及び吸気ベンド２９と、排気マニホールド５４にＥＧＲクーラ（図示省略）を介して接続される再循環排気ガス管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５３には、ＥＧＲ本体ケース２７及び吸気ベンド２９を介して吸気スロットル部材２８が連結されている。吸気スロットル部材２８内の吸気弁の開度を調節することによって、ＥＧＲ本体ケース２７への新気の供給量が調節される。ＥＧＲ本体ケース２７には、再循環排気ガス管３０の出口側を接続する。再循環排気ガス管３０の入口側は、ＥＧＲクーラを介して排気マニホールド５４に接続する。ＥＧＲバルブ部材３１内のＥＧＲ弁の開度を調節することによって、ＥＧＲ本体ケース２７へのＥＧＲガスの供給量が調節される。なお、ＥＧＲ本体ケース２７は、吸気マニホールド５３に着脱可能にボルト締結される。

上記の構成において、エアクリーナ１４５から吸気スロットル部材２８及び吸気ベンド２９を介してＥＧＲ本体ケース２７内に新気を供給する一方、排気マニホールド５４からＥＧＲ本体ケース２７内にＥＧＲガスを供給する。エアクリーナ１４５からの新気と排気マニホールド５４からのＥＧＲガスとがＥＧＲ本体ケース２７内で混合された後、当該混合ガスが吸気マニホールド５３に供給される。エンジン５から排気マニホールド５４に排出された排気ガスの一部を吸気マニホールド５３からエンジン５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、エンジン５からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量が低減する。

図６に示すように、吸気スロットル部材２８は、吸気ベンド２９を介してＥＧＲ本体ケース２７に連結されている。吸気スロットル部材２８は、その管軸が上下方向（鉛直方向）に沿うようにして配置されており、吸気スロットル部材２８の上端は吸気中継管１４６に連結され、吸気スロットル部材２８の下端は吸気ベンド２９に連結される。

吸気ベンド２９は、管本体部２９ａ、入口側フランジ２９ｂ及び出口側フランジ２９ｃを備えている。入口側フランジ２９ｂ及び出口側フランジ２９ｃは、いずれも略正方形であり、それらの四隅にはボルトを挿入する孔が形成されている。入口側フランジ２９ｂは、吸気ベンド２９の上端に設けられており、吸気スロットル部材２８にボルト締結される。出口側フランジ２９ｃは、吸気ベンド２９の前方に設けられており、ＥＧＲ本体ケース２７にボルト締結される。

吸気ベンド２９において、入口側フランジ２９ｂの管軸周りの角度は、出口側フランジ２９ｃの管軸周りの角度とは異なっている。すなわち、入口側フランジ２９ｂを、管軸に対して垂直な状態を保ったまま、管軸に沿って出口側フランジ２９ｃの位置まで移動させた場合に、管軸から見た入口側フランジ２９ｂの四隅の方向は、管軸から見た出口側フランジ２９ｃの四隅の方向とは異なっている。言い換えると、吸気ベンド２９は、出口端（出口側フランジ２９ｃ）に対して入口端（入口側フランジ２９ｂ）を管軸周りに数十度捻った形状となっている。その結果、入口側フランジ２９ｂに締結される吸気スロットル部材２８も、管軸周りに数十度捻った状態でエンジン５に搭載される。

つまり、仮に吸気ベンド２９の入口端を捻っていない状態（すなわち、略正方形の入口側フランジ２９ｂの各辺が前後方向または左右方向に対して平行な状態）であれば、吸気スロットル部材２８の外側の主面２８ａ（吸気弁を開閉させるためのアクチュエータ部分の外側面）は前後方向または左右方向に対して平行となるが、本実施形態では、吸気ベンド２９の入口端を捻っているので、吸気スロットル部材２８の外側の主面２８ａは前後方向と左右方向のいずれの方向に対しても平行ではない。

なお、図３〜図５に示すように、吸気スロットル部材２８は、エンジン５の右後方に張り出しているので、ボンネット６や、エンジンルーム側とキャビン７内部（オペレータが搭乗する操縦空間）側とを区画する遮蔽板に干渉しやすい位置にある。また、吸気スロットル部材２８の周囲には、ＥＧＲバルブ部材３１や再循環排気ガス管３０などが存在する。そこで、上記の構成により、吸気スロットル部材２８の上下方向周りの角度を、これらの他の部材と干渉しないような角度にすることができる。その結果、エンジンルームを省スペース化したり、エンジン５への各部材の組み付け作業を容易化したりすることができる。

エンジン５の上面側のうち排気マニホールド５４の上方、すなわちシリンダヘッド５２の左側方で排気マニホールド５４の上方には、排気ガス浄化装置５０を配置する。排気ガス浄化装置５０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り、エンジン出力軸と平行な前後方向に長く延びた略円筒形状に、排気ガス浄化装置５０の外形状を構成している。

次いで、図７〜図９を参照して、排気ガス浄化装置５０について説明する。排気ガス浄化装置５０は、エンジン出力軸（クランク軸）と平行な前後方向に長く延びた略円筒形状に構成され、排気マニホールド５４上に配置される。排気ガス浄化装置５０の排気上流側（排気ガス移動方向の上流側）の外周部には、浄化入口管３６が設けられている。そして、排気ガス浄化装置５０の排気ガス取入れ側である浄化入口管３６が、エンジン５の排気マニホールド５４に着脱可能にボルト締結される。排気ガス浄化装置５０の排気ガス排出側には浄化出口管３７が設けられている。

図８に示す如く、排気ガス浄化装置５０は、耐熱金属材料製である浄化ケーシングとしての排気ガス浄化ケース（ＤＰＦケーシング）３８に、円筒型の内側ケース３０４，３２０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とを直列に並べて収容した構造になっている。そして、排気ガス浄化ケース３８の後側部分を消音器４１にて形成し、消音器４１に設けられた浄化出口管３７が、テールパイプ８０と連結される。

上記の構成において、エンジン５の排気ガスは、エンジン５の排気マニホールド５４から、排気ガス浄化ケース３８内のディーゼル酸化触媒３９側に流入し、ディーゼル酸化触媒３９からスートフィルタ４０側に移動して浄化処理される。排気ガス中の粒子状物質は、スートフィルタ４０における各セル間の多孔質形状の仕切り壁を通り抜けできない。すなわち、排気ガス中の粒子状物質はスートフィルタ４０に捕集される。その後、ディーゼル酸化触媒３９及びスートフィルタ４０を通過した排気ガスが、消音器４１及びテールパイプ８０を通じて外部に放出される。

排気ガスがディーゼル酸化触媒３９及びスートフィルタ４０を通過する際に、排気ガスの温度が再生可能温度（例えば約３００℃程度）を超えていれば、ディーゼル酸化触媒３９の作用によって、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）が不安定なＮＯ２（二酸化窒素）に酸化される。そして、ＮＯ２がＮＯに戻る際に放出するＯ（酸素）によって、スートフィルタ４０に捕集された粒子状物質が酸化除去される。なお、スートフィルタ４０に粒子状物質が堆積した場合は、再生可能温度以上に排気ガス温度を保持すれば粒子状物質が酸化除去されるため、スートフィルタ４０の粒子状物質の捕集能力が回復する（スートフィルタ４０が再生する）ことになる。

図８に示すように、ディーゼル酸化触媒３９は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒内側ケース３０４内に設けられている。触媒内側ケース３０４は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒外側ケース３０５内に設けられている。すなわち、ディーゼル酸化触媒３９の外側に、セラミックファイバー製でマット状の触媒断熱材３０６を介して、触媒内側ケース３０４を被嵌させている。ディーゼル酸化触媒３９と触媒内側ケース３０４の間に触媒断熱材３０６を圧入して、ディーゼル酸化触媒３９を保護している。また、触媒内側ケース３０４の外側に、断面略Ｓ字状の環状の薄板製支持体３０７を介して触媒外側ケース３０５を被嵌させている。触媒外側ケース３０５は前述の排気ガス浄化ケース３８を構成する要素の１つである。触媒内側ケース３０４に伝わる触媒外側ケース３０５の応力（機械振動や変形力）は、薄板製支持体３０７にて低減されることになる。

触媒内側ケース３０４及び触媒外側ケース３０５の一側端部には円板状の触媒内蓋体３０８が溶接固定されている。触媒内蓋体３０８の外面側には、触媒内蓋体３０８を外側から覆う触媒外蓋体３０９が溶接固定されている。そして、ディーゼル酸化触媒３９のガス流入側端面３９ａと触媒内蓋体３０８とが、一定距離だけ離間させてあり、ガス流入側端面３９ａと触媒内蓋体３０８との間に排気ガス流入空間３１１が形成される。更に、触媒内側ケース３０４及び触媒外側ケース３０５には、排気ガス流入空間３１１に臨む排気ガス流入口３１２を開口させている。触媒外側ケース３０５における排気ガス流入口３１２の開口縁は、触媒内側ケース３０４に向けて折り曲げ形成している。前記折り曲げ縁によって、触媒内側ケース３０４の開口縁と触媒外側ケース３０５の開口縁の間の隙間を閉鎖しているから、触媒内側ケース３０４と触媒外側ケース３０５の間に排気ガスが流入するのを防止できる。

この排気ガス流入口３１２が形成された触媒外側ケース３０５の外側面に浄化入口管３６を配置している。浄化入口管３６は上向きに開口した半割筒型に形成されており、大径側である矩形状の上向き開口端部３６ｂが、排気ガス流入口３１２を覆い且つ触媒外側ケース３０５の長手（前後）方向に延びるようにして触媒外側ケース３０５の外側面に溶接固定されている。従って、浄化入口管３６の排気ガス出口側である上向き開口端部３６ｂは、触媒外側ケース３０５の排気ガス流入口３１２に連通接続されている。浄化入口管３６のうち触媒外側ケース３０５の長手中途部寄りにある前端部には、排気ガス入口側として、小径真円状の下向き開口端部３６ａを開口させている。下向き開口端部３６ａに入口フランジ体３１７が溶接固定されている。入口フランジ体３１７は、排気マニホールド５４の排気ガス排出側に着脱可能にボルト締結されている。

浄化入口管３６の後端部側が触媒外側ケース３０５の排気ガス流入口３１２を外側から覆っている。浄化入口管３６の前端部に、排気ガス入口側としての下向き開口端部３６ａが形成されている。すなわち、排気ガス流入口３１２に対して浄化入口管３６の下向き開口端部３６ａは、排気ガス浄化ケース３８における排気ガス下流側にオフセットして設けられている（触媒外側ケース３０５の前側に位置をずらして設けられている）。また、浄化入口管３６の上向き開口端部３６ｂは、排気ガス流入口３１２を覆い且つ触媒外側ケース３０５の長手（前後）方向に延びるようにして触媒外側ケース３０５の外側面に溶接固定されている。このため、触媒外側ケース３０５の外側面と浄化入口管３６の管壁２０１内側面とによって、排気ガスの導入通路を形成している。

上記の構成において、エンジン５の排気ガスが、排気マニホールド５４から浄化入口管３６に入り、浄化入口管３６から排気ガス流入口３１２を介して排気ガス流入空間３１１に入り、ディーゼル酸化触媒３９に対して、ガス流入側端面３９ａから供給される。フィルタの一つであるディーゼル酸化触媒３９の酸化作用によって二酸化窒素（ＮＯ２）が生成される。

また、フィルタの一つであるスートフィルタ４０は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ内側ケース３２０内に設ける。フィルタ内側ケース３２０は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ外側ケース３２１内に設ける。すなわち、スートフィルタ４０の外側に、セラミックファイバー製でマット状のフィルタ断熱材３２２を介して、フィルタ内側ケース３２０を被嵌させている。フィルタ外側ケース３２１は、触媒外側ケース３０５と共に、前述した排気ガス浄化ケース３８を構成する要素の１つである。なお、スートフィルタ４０とフィルタ内側ケース３２０の間にフィルタ断熱材３２２を圧入して、スートフィルタ４０を保護している。

なお、触媒内側ケース３０４は、稜線が直線の円筒状に形成されている。触媒内側ケース３０４の排気ガス上流側の端部と排気ガス下流側の端部とは略同一径の円筒であり、一体形状になっている。さらに、触媒内側ケース３０４の外周に溶接固定する薄板状リング形の触媒側接合フランジ３２５と、フィルタ内側ケース３２０の外周に溶接固定する薄板状リング形のフィルタ側接合フランジ３２６を備える。触媒側接合フランジ３２５とフィルタ側接合フランジ３２６とは、断面が略Ｌ字のドーナツ形状に形成されている。

触媒内側ケース３０４における下流側端部には、触媒側接合フランジ３２５の内周側を溶接固定している。触媒外側ケース３０５の外周側（放射方向）に向けて、触媒側接合フランジ３２５の外周側を突出させている。触媒側接合フランジ３２５の折り曲げ角部は、階段状の段部３２５ａになっている。触媒外側ケース３０５における排気ガス下流側の端部が触媒側接合フランジ３２５の段部３２５ａに溶接固定されている。

一方、フィルタ内側ケース３２０の外周のうち長手中途部（排気ガス移動方向の中途部）に、フィルタ側接合フランジ３２６の内周側を溶接固定している。フィルタ外側ケース３２１の外周側（放射方向）に向けて、フィルタ側接合フランジ３２６の外周側を突出させている。フィルタ側接合フランジ３２６の折り曲げ角部も、階段状の段部３２６ａになっている。フィルタ外側ケース３２１における排気ガス上流側の端部が、フィルタ側接合フランジ３２６の段部３２６ａに溶接固定されている。なお、フィルタ内側ケース３２０は、稜線が直線の円筒状に形成されている。フィルタ内側ケース３２０の排気ガス上流側の端部と排気ガス下流側の端部とは略同一径の円筒であり、一体形状になっている。

ガスケット３２４を介して突き合わせた触媒側接合フランジ３２５とフィルタ側接合フランジ３２６とが、各外側ケース３０５，３２１の外周側を囲う一対の厚板状の中央挟持フランジ３５１，３５２によって、排気ガス移動方向の両側から挟まれた状態で、ボルト締結される。すなわち、ボルト３２７及びナット３２８で各中央挟持フランジ３５１，３５２を締結して、各中央挟持フランジ３５１，３５２が各接合フランジ３２５，３２６を挟持することで、触媒外側ケース３０５とフィルタ外側ケース３２１とが着脱可能に連結される。

そして、各中央挟持フランジ３５１，３５２及び各接合フランジ３２５，３２６を介して、触媒外側ケース３０５の排気ガス下流側の端部にフィルタ外側ケース３２１の排気ガス上流側の端部を連結した状態では、ディーゼル酸化触媒３９とスートフィルタ４０との間に触媒下流側空間３２９が形成される。すなわち、ディーゼル酸化触媒３９のガス流出側端面３９ｂと、スートフィルタ４０（フィルタ内側ケース３２０）の取入れ側端面４０ａとが、所定間隔だけ離れて対峙することになる。

上記の構成において、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４０ａ）から供給される。エンジン５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。エンジン５の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、エンジン５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。

エンジン５が排出した排気ガス音を減衰させる消音器４１は、図８に示すように、二重筒構造の消音内側ケース３３１及び消音外側ケース３３２を備える。消音内側ケース３３１の他端側（排気上流側の端部）に仕切蓋体３３６が溶接固定されている。消音内側ケース３３１及び消音外側ケース３３２の一端側（排気下流側の端部）には消音内蓋体３３３が溶接固定されている。消音内蓋体３３３の外端面側には、消音内蓋体３３３を外側から覆う消音外蓋体３３４が溶接固定されている。消音外側ケース３３２は、触媒外側ケース３０５及びフィルタ外側ケース３２１と共に、前述した排気ガス浄化ケース３８を構成する。

消音内側ケース３３１内の中途部には円板状の仕切蓋体３３６が溶接にて固着されている。消音内側ケース３３１内には、排気ガス移動方向と平行状に延びる一対の排気ガス導入管３３８が設けられている。各排気ガス導入管３３８の排気上流側は仕切蓋体３３６を貫通していて、フィルタ内側ケース３２０内（フィルタ下流側空間３４９、詳細は後述する）まで突出している。各排気ガス導入管３３８における排気上流側の端部は円板状の導入管蓋３３７にて塞がれている。各排気ガス導入管３３８には多数の連通穴３３９が形成されている。連通穴３３９は、各排気ガス導入管３３８において仕切蓋体３３６よりも排気上流側の箇所にも形成されている。各排気ガス導入管３３８は連通穴３３９を介して膨張室（共鳴室）３４５に連通している。膨張室３４５は、消音内側ケース３３１の内部（仕切蓋体３３６と消音内蓋体３３３との間）に形成されている。

消音内蓋体３３３には、各排気ガス導入管３３８の間に配置した浄化出口管３７を貫通させている。浄化出口管３７の排気上流側は仕切蓋体３３６によって閉塞されている。浄化出口管３７のうち消音内側ケース３３１内の箇所には、多数の排気穴３４６が形成されている。各排気ガス導入管３３８は、多数の連通穴３３９、膨張室３４５及び多数の排気穴３４６を介して、浄化出口管３７に連通している。浄化出口管３７の他端側にテールパイプ８０が接続される。上記の構成において、消音内側ケース３３１の両排気ガス導入管３３８内に入り込んだ排気ガスは、複数の連通穴３３９、膨張室３４５及び多数の排気穴３４６を介して浄化出口管３７を通過し、テールパイプ８０を介して消音器４１外に排出されることになる。

フィルタ内側ケース３２０の排気ガス下流側の端部に、薄板状リング形のフィルタ出口側接合フランジ３４０の内径側が溶接固定されている。フィルタ外側ケース３２１の外周側（半径外側、放射方向）に向けて、フィルタ出口側接合フランジ３４０の外径側を突出させている。フィルタ出口側接合フランジ３４０の外周側に、フィルタ外側ケース３２１の排気ガス下流側の端部が溶接固定されている。消音内側ケース３３１の排気ガス上流側の端部に、薄板状リング形の消音側接合フランジ３４１の内径側が溶接固定されている。消音外側ケース３３２の外周側（半径外側、放射方向）に向けて、消音側接合フランジ３４１の外径側を突出させている。消音側接合フランジ３４１の外周側に、消音外側ケース３３２の排気ガス上流側の端部が溶接固定されている。

ガスケット３２４を介して突き合わせたフィルタ出口側接合フランジ３４０と消音側接合フランジ３４１とが、各外側ケース３２１，３３２の外周側を囲う一対の厚板状の出口挟持フランジ３５３，３５４によって、排気ガス移動方向の両側から挟まれた状態で、ボルト締結される。すなわち、ボルト３４２及びナット３４３で各出口挟持フランジ３５３，３５４を締結して、各出口挟持フランジ３５３，３５４が各接合フランジ３４０，３４１を挟持することで、フィルタ外側ケース３２１と消音外側ケース３３２とが着脱可能に連結される。

このように構成される消音器４１は、消音内側ケース３３１の排気ガス上流側の端部が、消音外側ケース３３２の排気ガス上流側の端部（接合フランジ３４１）から突出するよう構成されている。すなわち、フィルタ外側ケース３２１に消音外側ケース３３２を連結した状態では、消音内側ケース３３１の排気ガス上流側の端部が、フィルタ外側ケース３２１の排気ガス下流側の端部（フィルタ出口側接合フランジ３４０）内に形成されたフィルタ下流側空間３４９に挿入される。

上記のように構成すると、各排気ガス導入管３３８の排気ガス移動方向の長さを確保しつつ、消音器４１（消音外側ケース３３２）の排気ガス移動方向の長さを短縮できることになる。従って、消音器４１を備えた排気ガス浄化装置５０において、排気ガス浄化装置５０全体としてのコンパクト化と、消音器４１における消音機能の維持向上とを両立できる。

図７及び図８に示すように、排気ガス浄化ケース３８をエンジン１に搭載した状態で各外側ケース３０５，３２１，３３２において少なくとも下部に位置する箇所には、内側ケース３０４，３２０，３３１と外側ケース３０５，３２１，３３２との間に溜まる水を排出させる第１水抜き穴３５７が形成されている。このように構成すると、排気ガス浄化ケース３８を、内側ケース３０４，３２０，３３１と外側ケース３０５，３２１，３３２との二重構造に構成して断熱性を確保したものでありながら、結露や雨水等によって内側ケース３０４，３２０，３３１と外側ケース３０５，３２１，３３２との間に溜まる水を第１水抜き穴３５７から排出でき、排気ガス浄化装置５０の水抜き性がよくなる。このため、排気ガス浄化装置５０の耐腐食性能の更なる向上に寄与できる。

なお、図８に詳細に示したように、触媒内側ケース３０４の外側に、断面略Ｓ字状の環状の薄板製支持体３０７を介して触媒外側ケース３０５を被嵌させているので、触媒内側ケース３０４と触媒外側ケース３０５との間の空間は、薄板製支持体３０７によって二分されている。そこで、触媒内側ケース３０４と触媒外側ケース３０５との間の空間のうち、薄板製支持体３０７よりも排気ガス上流側の空間に溜まる水を排出するために、薄板製支持体３０７には第２水抜き穴３６０が形成されている。すなわち、図８及び図９に示すように、排気ガス浄化ケース３８をエンジン５に搭載した状態で薄板製支持体３０７において少なくとも下部に位置する箇所には、第２水抜き穴３６０が形成されている。このように構成すると、触媒内側ケース３０４に伝わる触媒外側ケース３０５の応力（機械振動や変形力）を、薄板製支持体３０７にて低減できるようにしつつも、薄板製支持体３０７よりも排気ガス上流側において触媒内側ケース３０４と触媒外側ケース３０５との間に溜まる水を、薄板製支持体３０７に設けられた第２水抜き穴３６０を通じて、触媒外側ケース３０５に設けられた第１水抜き穴３５７から排出できる。

なお図９に示すように、薄板製支持体３０７には、第２水抜き穴３６０とは異なる位置に、別の穴３６１が形成されている。穴３６１は、排気ガス浄化ケース３８をエンジン１に搭載した状態で薄板製支持体３０７において上部に位置している。穴３６１が空気の通り道になることで、第２水抜き穴３６０を水が通り抜けやすくなる。

１トラクタ
５エンジン
６ボンネット
７キャビン
２７ＥＧＲ本体ケース
２８吸気スロットル部材
２９吸気ベンド
３０再循環排気ガス管
３１ＥＧＲバルブ部材
５０排気ガス浄化装置
５３吸気マニホールド
５４排気マニホールド
７６ＥＧＲ装置
１４５エアクリーナ
１４６吸気中継管
３０４触媒内側ケース
３０５触媒外側ケース
３５７第１水抜き穴
３６０第２水抜き穴
３６１穴

Claims

作業車両のエンジンルーム内に搭載されるエンジン装置であって、
吸気マニホールドと、
前記吸気マニホールドに新気を供給する吸気スロットル部材とを備え、
前記吸気マニホールドには、ＥＧＲ本体ケース及び吸気ベンドを介して前記吸気スロットル部材が連結され、
前記吸気スロットル部材内の吸気弁の開度を調節することによって、前記ＥＧＲ本体ケースへの新気の供給量が調節されるように構成されるとともに、
前記吸気ベンドは、管本体部と、前記管本体部の上端に設けられた入口側フランジと、前方側である前記ＥＧＲ本体ケース側に設けられた出口側フランジとを備え、前記吸気ベンドの前記入口側フランジと前記出口側フランジは、前記管本体部の管軸に直交する略正方形の形態を有するとともに、前記入口側フランジの管軸周りの角度が前記出口側フランジの管軸周りの角度とは異なるように、前記吸気ベンドは前記出口側フランジに対して前記入口側フランジを管軸周りに角度を捻った形状となるように構成し、
エンジン出力軸に沿った方向を前後方向とし、前記エンジン出力軸に垂直な方向を左右方向とするとともに、前記入口側フランジには、前記吸気スロットル部材が連結され、前記吸気スロットル部材がエンジンの右方向かつ後方向きに張り出して設けられ、
前記吸気スロットル部材の前記吸気弁を開閉させるためのアクチュエータ部分の外側面が平面で構成され、
前記外側面は、前記エンジン出力軸に沿った前記前後方向と前記エンジン出力軸に垂直な前記左右方向のいずれの方向に対しても平行でないように、前記吸気スロットル部材の取付角度を、他の部材との干渉を避けるように、前記吸気ベンドの前記管本体部の管軸回りに回転させて傾けて取り付けた、エンジン装置。