KR101910755B1 - 엔진 장치 - Google Patents

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요시유키 산도우
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얀마 가부시키가이샤
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Abstract

내관(187)의 내구멍면에 요소 성분의 결정 덩어리가 형성되는 것을 저감할 수 있고, 상기 요소 결정 덩어리의 성장 등으로 상기 내관(187)의 배기 저항이 증대하는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 한 엔진 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 엔진(1)의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관(39)과, 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 SCR 케이스(29)를 구비하고, 요소 혼합관(39)의 출구측에 상기 SCR 케이스(29)의 입구측을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 2중관 구조의 외관(186)과 내관(187)으로 요소 혼합관(39)을 형성함과 아울러, 2중 케이스 구조의 내측 케이스(136)체와 외측 케이스(137)체로 SCR 케이스(29)를 형성하는 구조이며, 내측 케이스(136)체의 배기가스 입구(133)에 외관(186)의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, SCR 케이스(29)의 내부에 내관(187)의 배기가스 출구측 단부를 돌출하여 설치시킨 것이다.

Description

엔진 장치{ENGINE DEVICE}
본원발명은 농업 기계(트랙터, 콤바인) 또는 건설 기계(불도저, 유압 셔블, 로더) 등에 탑재하는 디젤 엔진 등의 엔진 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 배기가스 중에 포함된 입자상 물질(매연, 파티큘레이트) 또는 배기가스 중에 포함된 질소산화물질(NOx) 등을 제거하는 배기가스 정화 장치가 탑재된 엔진 장치에 관한 것이다.
종래부터 디젤 엔진의 배기 경로 중에 배기가스 정화 장치(배기가스 후처리 장치)로서 디젤 파티큘레이터 필터를 내설한 케이스(이하, DPF 케이스라고 함)와, 요소 선택 환원형 촉매를 내설한 케이스(이하, SCR 케이스라고 함)를 설치하고, DPF 케이스와 SCR 케이스에 배기가스를 도입하여 디젤 엔진으로부터 배출된 배기가스를 정화 처리하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1~3 참조).
일본특허 제4703260호 공보 일본특허 제4605205호 공보 일본특허 제5020185호 공보
특허문헌 1 또는 2와 같이 배기가스에 요소수를 혼입시키는 배기 연결관을 구비하고, 배기 연결관에 플랜지를 통해 SCR 케이스의 배기 입구를 접속시키는 구조에서는 SCR 케이스를 용이하게 조립할 수 있음과 아울러, 특허문헌 3과 같이 2중관 구조의 외관과 내관으로 배기 연결관을 형성하는 구조에서는 엔진으로부터 SCR 케이스에 공급되는 배기가스의 온도 저하를 방지할 수 있다.
그러나, 2중관 구조의 배기 연결관에 플랜지를 통해 SCR 케이스의 배기 입구를 접속시킬 경우, 배기 연결관의 플랜지 연결부가 국소적으로 냉각되어 내관 연결부의 온도 저하로 요소 결정 덩어리가 생성되기 쉬워 배기 저항을 증대시키는 원인이 되는 등의 문제가 있다.
그래서, 본원발명은 이들의 현상황을 검토하여 개선을 실시한 엔진 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본원발명의 엔진 장치는 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과, 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 SCR 케이스를 구비하고, 상기 요소 혼합관의 출구측에 상기 SCR 케이스의 입구측을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 2중관 구조의 외관과 내관으로 상기 요소 혼합관을 형성함과 아울러, 2중 케이스 구조의 내측 케이스체와 외측 케이스체로 상기 SCR 케이스를 형성하는 구조이며, 상기 내측 케이스체의 배기가스 입구에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 상기 SCR 케이스의 내부에 상기 내관의 배기가스 출구측 단부를 돌출하여 설치시킨 것이다.
상기 엔진 장치에 있어서, 상기 내측 케이스체의 입구 개구보다 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 대경으로 형성하고, 상기 내측 케이스체의 외주면에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 용접 고정한 것으로 해도 좋다.
상기 엔진 장치에 있어서, 상기 내측 케이스체의 입구 개구부에 배기가스 입구관의 배기가스 출구측을 고착하고, 상기 외관의 배기가스 출구측 단부에 상기 배기가스 입구관의 배기가스 입구측을 고착함과 아울러, 상기 내관의 배기가스 출구측 단부에 연장관의 배기가스 입구측을 연결시키고, 상기 내측 케이스체의 내부에 상기 연장관의 배기가스 출구측을 돌출하여 설치시킨 것으로 해도 좋다.
(발명의 효과)
본원발명에 의하면 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과, 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 SCR 케이스를 구비하고, 상기 요소 혼합관의 출구측에 상기 SCR 케이스의 입구측을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 2중관 구조의 외관과 내관으로 상기 요소 혼합관을 형성함과 아울러, 2중 케이스 구조의 내측 케이스체와 외측 케이스체로 상기 SCR 케이스를 형성하는 구조이며, 상기 내측 케이스체의 배기가스 입구에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 상기 SCR 케이스의 내부에 상기 내관의 배기가스 출구측 단부를 돌출하여 설치시킨 것이기 때문에 상기 내관이 외기와 접촉하는 것을 저지할 수 있고, 상기 내관의 내구멍면에 요소 성분의 결정 덩어리가 형성되는 것을 저감할 수 있다. 상기 요소 결정 덩어리의 성장 등으로 상기 내관의 배기 저항이 증대하는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
본원발명에 의하면 상기 내측 케이스체의 입구 개구보다 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 대경으로 형성하고, 상기 내측 케이스체의 외주면에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 용접 고정한 것이기 때문에 상기 내측 케이스체의 외주면 중, 상기 내측 케이스체의 입구 개구 가장자리로부터 이간시킨 외주면에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 접합할 수 있다. 즉, 상기 내측 케이스체의 변형 등을 방지하면서 상기 내측 케이스체의 외주면에 상기 외관(배기가스 출구측 단부)을 용접 가공으로 간단히 고착할 수 있음과 아울러, 상기 내측 케이스체의 입구 개구 가장자리로부터 이간시켜서 상기 내측 케이스체 외주면에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 고강성으로 연결할 수 있어 상기 내측 케이스체 외주면과 상기 외관의 배기가스 출구측 단부의 연결 강도를 향상할 수 있다.
본원발명에 의하면 상기 내측 케이스체의 입구 개구부에 배기가스 입구관의 배기가스 출구측을 고착하고, 상기 외관의 배기가스 출구측 단부에 상기 배기가스 입구관의 배기가스 입구측을 고착함과 아울러, 상기 내관의 배기가스 출구측 단부에 연장관의 배기가스 입구측을 연결시키고, 상기 내측 케이스체의 내부에 상기 연장관의 배기가스 출구측을 돌출하여 설치시킨 것이기 때문에 상기 SCR 케이스와 외관의 연결부(배기가스 입구관)에 상기 내관(배기가스)을 접촉시키는 일 없이 상기 SCR 케이스에 상기 요소 혼합관을 접속할 수 있고, 상기 SCR 케이스 입구(요소 혼합관과의 접합부) 부근에서의 요소 결정 덩어리의 형성을 방지할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태를 나타내는 디젤 엔진의 좌측면도이다.
도 2는 동 좌측면도이다.
도 3은 동 정면도이다.
도 4는 동 배면도이다.
도 5는 동 평면도이다.
도 6은 동 상부의 배기가스 정화 장치를 부착한 배면으로부터 보았을 때 설명도이다.
도 7은 동 상부의 배기가스 정화 장치를 분리한 배면으로부터 보았을 때 설명도이다.
도 8은 동 상부의 배기가스 정화 장치를 부착한 우측면으로부터 보았을 때 설명도이다.
도 9는 동 상부의 배기가스 정화 장치를 분리한 우측면으로부터 보았을 때 설명도이다.
도 10은 배기가스 정화 장치의 좌측면도이다.
도 11은 배기가스 정화 장치의 우측면도이다.
도 12는 배기가스 정화 장치의 우측단면 설명도이다.
도 13은 배기가스 정화 장치의 지지대부의 분해 설명도이다.
도 14는 배기가스 정화 장치의 지지대부의 단면 설명도이다.
도 15는 제 2 케이스와 요소 혼합관의 단면 설명도이다.
도 16은 요소 혼합관의 단면 설명도이다.
도 17은 배기가스 정화 장치와 실린더 헤드 지지부의 배면 설명도이다.
도 18은 배기가스 정화 장치와 실린더 헤드 지지부의 정면 설명도이다.
도 19는 요소 혼합관의 요소 분사부의 분해 설명도이다.
도 20은 요소 혼합관의 요소 분사부의 단면 설명도이다.
도 21은 디젤 엔진을 탑재한 트랙터의 좌측면도이다.
도 22는 동 평면도이다.
도 23은 디젤 엔진을 탑재한 작업 차량의 측면도이다.
도 24는 동 작업차량의 평면도이다.
이하에 본 발명을 구체화한 제 1 실시형태를 도면(도 1~도 20)에 의거하여 설명한다. 도 1은 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(6)가 설치된 좌측면도, 도 2는 디젤 엔진(1)의 흡기 매니폴드(3)가 설치된 우측면도, 도 3은 디젤 엔진(1)의 냉각 팬(24)이 설치된 정면도이다. 또한, 배기 매니폴드(6)가 설치된 측을 디젤 엔진(1)의 좌측면으로 칭하고, 흡기 매니폴드(3)가 설치된 측을 디젤 엔진(1)의 우측면으로 칭하고, 냉각 팬(24)이 설치된 측을 디젤 엔진(1)의 정면으로 칭한다.
도 1~도 5를 참조하면서 디젤 엔진(1)의 전체 구조에 대하여 설명한다. 도 1~도 5에 나타내는 바와 같이 디젤 엔진(1)의 실린더 헤드(2)의 일측면에는 흡기 매니폴드(3)가 배치되어 있다. 실린더 헤드(2)는 엔진 출력축(4)(크랭크축)과 피스톤(도시 생략)이 내장된 실린더 블록(5)에 상재되어 있다. 실린더 헤드(2)의 타측면에 배기 매니폴드(6)가 배치되어 있다. 실린더 블록(5)의 정면과 배면으로부터 엔진 출력축(4)의 전단과 후단을 돌출시키고 있다.
도 1~도 5에 나타내는 바와 같이 실린더 블록(5)의 배면에 플라이휠 하우징(8)을 고착하고 있다. 플라이휠 하우징(8) 내에 플라이 휠(9)을 설치한다. 엔진 출력축(4)의 후단측에 플라이 휠(9)을 축지지시키고 있다. 플라이 휠(9)을 개재하여 디젤 엔진(1)의 동력을 인출하도록 구성하고 있다. 또한, 실린더 블록(5)의 하면에는 오일 팬(11)이 배치되어 있다.
도 2~도 5에 나타내는 바와 같이 흡기 매니폴드(3)에는 재순환용의 배기가스를 도입하는 배기가스 재순환 장치(EGR)(15)를 배치한다. 에어 클리너(16)(도 21 참조)가 흡기 매니폴드(3)에 접속된다. 에어 클리너(16)로 제진·정화된 외부 공기는 흡기 매니폴드(3)로 보내져 디젤 엔진(1)의 각 기통에 공급되도록 구성하고 있다.
상기 구성에 의해 디젤 엔진(1)으로부터 배기 매니폴드(6)로 배출된 배기가스의 일부가 배기가스 재순환 장치(15)를 개재하여 흡기 매니폴드(3)로부터 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 환류됨으로써 디젤 엔진(1)의 연소 온도가 내려가 디젤 엔진(1)으로부터의 질소산화물(NOx)의 배출량이 저감되며, 또한 디젤 엔진(1)의 연료 소 비율이 향상된다.
또한, 실린더 블록(5) 내와 라디에이터(19)(도 21 참조)에 냉각수를 순환시키는 냉각수 펌프(21)를 구비한다. 디젤 엔진(1)의 냉각 팬(24) 설치측에 냉각수 펌프(21)를 배치한다. 엔진 출력축(4)에 V벨트(22) 등을 통해 냉각수 펌프(21) 및 냉각 팬(24)을 연결하고, 냉각수 펌프(21) 및 냉각 팬(24)을 구동한다. 냉각수 펌프(21)로부터 배기가스 재순환 장치(15)의 EGR 쿨러(18)를 개재하여 실린더 블록(5) 내에 냉각수를 보내주는 한편, 냉각 팬(24)풍으로 디젤 엔진(1)을 냉각하도록 구성하고 있다.
도 1~도 5에 나타내는 바와 같이 상기 디젤 엔진(1)의 각 기통으로부터 배출된 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치(27)로서 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 입자상 물질을 제거하는 디젤 파티큘레이터 필터(DPF)로서의 제 1 케이스(28)와, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 요소 선택 촉매 환원(SCR) 시스템으로서의 제 2 케이스(29)를 구비한다. 도 5에 나타내는 바와 같이 DPF 케이스로서의 제 1 케이스(28)에는 산화 촉매(30)와, 매연 필터(31)가 내설된다. SCR 케이스로서의 제 2 케이스(29)에는 요소 선택 촉매 환원용의 SCR 촉매(32)와, 산화 촉매(33)가 내설된다.
디젤 엔진(1)의 각 기통으로부터 배기 매니폴드(6)로 배출된 배기가스는 배기가스 정화 장치(27) 등을 경유하여 외부로 인출된다. 배기가스 정화 장치(27)에 의해 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)나 입자상 물질(PM)이나 질소산화물질(NOx)을 저감하도록 구성하고 있다.
도 3~도 5에 나타내는 바와 같이 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)는 평면으로부터 볼 때, 디젤 엔진(1)의 출력축(크랭크축)(4)과 교차하는 직교 방향으로 길게 연장된 장척 원통형상으로 구성하고 있다. 제 1 케이스(28)의 통형상 양측(배기가스 이동 방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 DPF 입구관(34)과, 배기가스를 배출하는 DPF 출구관(35)을 설치하고 있다. 마찬가지로 제 2 케이스(29)의 양측(배기가스 이동 방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 SCR 입구관(36)과, 배기가스를 배출하는 SCR 출구관(37)을 설치하고 있다.
또한, 배기 매니폴드(6)의 배기가스 출구에 디젤 엔진(1)에 공기를 강제적으로 보내주는 과급기(38)와, 배기 매니폴드(6)에 볼트 체결하는 배기가스 출구관(7)을 배치하고 있다. 과급기(38)와 배기가스 출구관(7)을 개재하여 배기 매니폴드(6)에 DPF 입구관(34)을 연통시키고, 디젤 엔진(1)의 배기가스를 제 1 케이스(28) 내로 도입한다. 한편, 후술하는 요소 혼합관(39)을 개재하여 DPF 출구관(35)에 SCR 입구관(36)을 접속시키고, 제 1 케이스(28)의 배기가스를 제 2 케이스(29) 내로 도입하도록 구성하고 있다. 또한, DPF 출구관(35)과, 요소 혼합관(39)은 볼트 체결시키는 DPF 출구측 플랜지체(41)로 착탈 가능하게 접속되어 있다. 또한, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)은 용접 가공으로 일체적으로 접속되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 디젤 엔진(1)의 다기통분의 각 인젝터(도시 생략)에 도 21(도 22)에 나타내는 연료 탱크(45)를 접속하는 연료 펌프(42)와 커먼 레일(43)을 구비한다. 실린더 헤드(2)의 흡기 매니폴드(3) 설치측에 커먼 레일(43)과 연료 필터(44)를 배치하고, 흡기 매니폴드(3) 하방의 실린더 블록(5)에 연료 펌프(42)를 배치하고 있다. 또한, 상기 각 인젝터는 전자 개폐 제어형의 연료 분사 밸브(도시 생략)를 갖는다.
연료 탱크(45) 내의 연료가 연료 필터(44)를 개재하여 연료 펌프(42)에 흡입되는 한편, 연료 펌프(42)의 토출측에 커먼 레일(43)이 접속되고, 원통형상의 커먼 레일(43)이 디젤 엔진(1)의 각 인젝터에 각각 접속되어 있다. 또한, 연료 펌프(42)로부터 커먼 레일(43)로 압송되는 연료 중 잉여분은 연료 탱크(45)로 리턴되고, 고압의 연료가 커먼 레일(43) 내에 일시 저류되어 커먼 레일(43) 내의 고압 연료가 디젤 엔진(1)의 각 기통(실린더) 내부에 공급된다.
상기 구성에 의해 상기 연료 탱크(45)의 연료가 연료 펌프(42)에 의해 커먼 레일(43)에 압송되어 고압의 연료가 커먼 레일(43)에 축적됨과 아울러, 상기 각 인젝터의 연료 분사 밸브가 각각 개폐 제어됨으로써 커먼 레일(43) 내의 고압의 연료가 디젤 엔진(1)의 각 기통에 분사된다. 즉, 상기 각 인젝터의 연료 분사 밸브를 전자 제어함으로써 연료의 분사 압력, 분사 시기, 분사 기간(분사량)을 고정밀도로 컨트롤할 수 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)으로부터 배출되는 질소산화물(NOx)을 저감할 수 있다.
또한, 도 1~도 14를 참조하여 상기 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 부착 구조를 설명한다. 도 2, 도 4, 도 13, 도 17, 도 18에 나타내는 바와 같이 실린더 헤드(2)의 전면 중 우측 모서리부에 하단측을 볼트(81) 체결하는 전방부 지지 다리체(82)와, 실린더 헤드(2)의 좌측면 중 앞측 모서리부에 하단측을 볼트(83) 체결하는 측부 지지 다리체(84)와, 실린더 헤드(2)의 후면에 하단측을 볼트(85) 체결하는 후방부 지지 다리체(86)를 구비하고, 실린더 헤드(2)에 각 지지 다리체(82, 84, 86)를 세워서 설치시킨다. 판금 가공으로 형성한 직사각형상의 지지대(87)를 구비하고, 각 지지 다리체(82, 84, 86)의 상단측에 지지대(87)의 측면 및 상면측을 볼트(88) 체결시키고 있다. 또한, 배기가스 출구관(7)에 대향하여 설치하는 지지대(87)의 상면에 평판형상의 위치 결정체(89)를 용접 고정시킴과 아울러, 상향으로 개구시킨 배기가스 출구관(7)의 평탄한 배기가스 출구면(7a)과 평행하게 배기가스 출구관(7)에 평탄한 위치 결정 단차부(7b)를 형성하고, 위치 결정 단차부(7b)에 위치 결정체(89)의 평판형상 하면의 일부를 면접촉시켜 배기가스 출구관(7)에 위치 결정체(89)를 위치 결정 볼트(90)로 체결하고 있다. 배기가스 출구관(7)(위치 결정 단차부(7b)의 평탄한 상면)과, 위치 결정체(89)의 평탄한 하면의 면접촉으로 디젤 엔진(1)에 대하여 지지대(87)의 상면이 대략 수평이 되도록 구성하고 있다.
도 1~도 14, 도 17, 도 18에 나타내는 바와 같이 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 평행하게 배치시키는 협지체로서 한쌍의 좌 케이스 고정체(95) 및 우 케이스 고정체(96)와, 양단측에 체결 볼트를 설치한 4개의 체결 밴드(97)를 구비한다. 좌 케이스 고정체(95) 및 우 케이스 고정체(96)의 후방측 재치부(95a, 96a)에 좌우 한쌍의 체결 밴드(97)로 제 1 케이스(28)를 착탈 가능하게 고착시킴과 아울러, 좌 케이스 고정체(95) 및 우 케이스 고정체(96)의 전방측 재치부(95b, 96b)에 좌우 한쌍의 체결 밴드(97)에서 제 2 케이스(29)를 착탈 가능하게 고착시킨다. 따라서, 좌우 방향으로 장척인 원통형상의 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)가 디젤 엔진(1)의 상면측에 평행하게 배치되는 것이며, 디젤 엔진(1) 상면 후방측(후방측 재치부(95a, 96a))에 제 1 케이스(28)가 위치하고, 디젤 엔진(1) 상면 전방측(전방측 재치부(95b, 96b))에 제 2 케이스(29)가 위치한다. 디젤 엔진(1)의 상면측에 후방측 재치부(95a, 96a)보다 전방측 재치부(95b, 96b)를 낮게 형성하고, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 지지 높이를 상이하게 하여 디젤 엔진(1) 상면의 낮은 위치에 요소 혼합관(39)을 지지하고, 디젤 엔진(1)의 상면측 높이를 낮게 형성 가능하게 구성하고 있다.
도 6~도 14에 나타내는 바와 같이 좌 케이스 고정체(95) 및 우 케이스 고정체(96) 전후 단부에 전후 지지 프레임체(98)를 부착 위치(지지 자세) 조절 가능하게 볼트(99) 체결시키고, 우 케이스 고정체(96)의 측면에 측부 지지 프레임체(105)를 부착 위치(지지 자세) 조절 가능하게 볼트(106) 체결시키고, 좌우 케이스 고정체(95, 96)와 전후 지지 프레임체(98)와 측부 지지 프레임체(105)를 사각 프레임형상으로 연결시키고, 지지대(87)의 상면에 전후 지지 프레임체(98)와 측부 지지 프레임체(105)를 볼트(100) 체결시켜 좌우 케이스 고정체(95, 96)와 체결 밴드(97)를 개재하여 지지대(87)의 상면에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 고착시켜 배기 정화 유닛으로서의 배기가스 정화 장치(27)를 구성하고 있다.
즉, 도 6~도 10에 나타내는 바와 같이 복수의 협지체로서 4개의 체결 밴드(97)를 구비한다. 체결 밴드(97)는 띠형상의 체결 밴드 본체(97a)와, 체결 밴드 본체(97a)의 양단측에 고착하는 체결 볼트(97b)를 갖는다. 제 1 케이스(28) 또는 제 2 케이스(29)에 체결 밴드 본체(97a)를 권취시킨 상태로 좌 케이스 고정체(95) 및 우 케이스 고정체(96)의 볼트 구멍(95c, 96c)에 체결 볼트(97b)의 선단측을 감삽시키고, 그 체결 볼트(97b)의 선단측에 체결 너트(97c)를 나사 부착시켜 좌 케이스 고정체(95) 및 우 케이스 고정체(96)의 후방측 재치부(95a, 96a)에 좌우 2개의 체결 밴드(97)를 개재하여 제 1 케이스(28)를 고착시킴과 아울러, 좌 케이스 고정체(95) 및 우 케이스 고정체(96) 전방측 재치부(95b, 96b)에 좌우 2개의 체결 밴드(97)를 개재하여 제 2 케이스(29)를 고착시켜 좌우 방향으로 장척인 원통형상의 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 디젤 엔진(1)의 상면측으로 옆으로 넘어진 자세로 평행하게 배치하고 있다.
또한, 좌 케이스 고정체(95)의 전단측과 우 케이스 고정체(96)의 후단측에 좌우의 유닛 행잉 부재(91)를 볼트(92) 체결시키고, 좌우 케이스 고정체(95, 96)와 전후 지지 프레임체(98)의 사각 프레임의 대각선 위치에 좌우의 유닛 행잉 부재(91)를 배치하고, 호이스트 또는 체인 블록 등의 하역 기계를 사용하여 좌우의 유닛 행잉 부재(91)를 개재하여 배기가스 정화 장치(27)를 매달아 이동할 수 있게 구성하고 있다. 한편, 디젤 엔진(1)의 실린더 헤드(2)의 좌측 전방부와 배면부에 전후의 엔진 행잉 부재(102, 103)를 볼트(104) 체결시키고, 호이스트 또는 체인 블록 등의 하역 기계를 사용하여 전후의 엔진 행잉 부재(102, 103)를 개재하여 디젤 엔진(1)을 매달아 이동할 수 있게 구성하고 있다.
이어서, 도 3, 도 15, 도 16을 참조하여 제 2 케이스(29)와 요소 혼합관(39)의 구조를 설명한다. 도 3, 도 15에 나타내는 바와 같이 요소의 가수분해로 암모니아를 형성시키는 직관상부(145)와, 직관상부(145)의 배기 상류측 단부에 형성하는 요소수 분사부(146)와, 엘보관상부(185)로 상기 요소 혼합관(39)을 형성하고 있다. DPF 출구관(35)의 배기가스 출구측에 요소수 분사부(146)의 배기가스 입구측을 DPF 출구측 플랜지체(41)로 볼트 체결시킴과 아울러, 요소수 분사부(146)의 배기가스 출구측에 직관상부(145)의 배기가스 입구측을 용접 고정시키고, 직관상부(145)의 배기가스 출구측에 엘보관상부(185)의 배기가스 입구측을 용접 고정시켜 제 1 케이스(28)로부터 요소 혼합관(39)으로 배기가스를 이동시키도록 구성하고 있다.
도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이 엘보관상부(185)는 원통을 길이 방향으로 2분할한 한쌍의 반분할 통체로 형성하는 엘보 외관(186)을 갖고, 엘보 외관(186)의 반분할 통체의 길이 방향의 단부를 외측을 향해서 절곡하여 상기 부에 접합 플랜지부(186a)를 형성하고 있다. 마찬가지로 엘보관상부(185)는 원통을 길이 방향으로 2분할한 한쌍의 반분할 통체로 형성하는 엘보 내관(187)을 갖고, 엘보 내관(187)의 반분할 통체의 길이 방향의 단부를 외측을 향해서 절곡하여 상기 부에 접합 플랜지부(187a)를 형성한다. 그리고, 엘보 외관(186)의 접합 플랜지부(186a)에서 엘보 내관(187)의 접합 플랜지부(187a)를 협지하여 용접 고정하고, 엘보관상부(185)의 엘보 외관(186) 및 엘보 내관(187)을 일체적으로 형성한다.
도 15에 나타내는 바와 같이 요소 혼합관(39)의 직관상부(145)은 2중관 구조의 혼합 외관(188)과 혼합 내관(189)을 갖고 있다. 혼합 외관(188)의 파이프 길이보다 혼합 내관(189)의 파이프 길이를 단척으로 형성한다. 엘보관상부(185)의 엘보 외관(186) 배기 입구측의 원통형상 개구로부터 엘보 내관(187)의 배기 입구측을 돌출시키고, 혼합 외관(188)의 배기 출구측에 엘보 외관(186)의 배기 입구측을 용접 고정시킴과 아울러, 혼합 내관(189)의 배기 출구측에 엘보 내관(187)의 배기 입구측을 용접 고정시켜 직관상부(145)의 배기가스 출구측에 엘보관상부(185)의 배기 입구측을 연결한다. 즉, 요소 혼합관(39)의 배기 출구측에 엘보관상부(185)의 배기 입구측을 일체적으로 연결하고 있다.
또한, 엘보관상부(185)의 엘보 외관(186) 배기 출구측의 원통형상 개구로부터 엘보 내관(187)의 배기 출구측을 돌출시키고, SCR 입구관(36)의 배기 입구측에 엘보 외관(186)의 배기 출구측을 용접 고정함과 아울러, 엘보 내관(187)의 배기 출구측에 연장관(190)의 배기가스 입구측을 용접 고정시키고 있다.
또한, 도 15에 나타내는 바와 같이 제 2 케이스(29)는 내측 케이스(136) 및 외측 케이스(137)로 2중 통구조로 형성한다. 내측 케이스(136) 내에 요소 선택 촉매 환원용의 SCR 촉매(32)와 산화 촉매(33)가 수용된다. 내측 케이스(136)의 외주측과 외측 케이스(137)의 내주측은 링형상의 박판제 지지체(138) 등을 통해 연결되어 있다. 내측 케이스(136)의 외주측과 외측 케이스(137)의 내주측 사이에 내열 섬유제의 케이스 단열재(139)를 충전하고 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이 내측 케이스(136) 및 외측 케이스(137)의 일단측(배기 상류측의 단부)에 입구측 덮개체(135)를 용접 고정한다. 내측 케이스(136) 및 외측 케이스(137)의 통형상 개구부의 일단측을 입구측 덮개체(135)에 의해 가로막고 있다. 또한, SCR 촉매(32) 수납부와 입구측 덮개체(135) 사이의 내측 케이스(136) 및 외측 케이스(137)에 배기가스 입구(133, 134)를 형성한다. 내측 케이스(136)의 배기가스 입구(133)보다 외측 케이스(137)의 배기가스 입구(134)를 대경으로 형성하고, 내측 케이스(136)의 배기가스 입구(133) 외주측에 SCR 입구관(36)의 배기가스 출구측을 용접 고정하고 있다.
즉, 내측 케이스(136)의 입구 개구보다 엘보관상부(185)의 내관(187)을 소경으로 형성하는 한편, SCR 입구관(36)의 입구 개구보다 SCR 입구관(36)의 출구 개구를 대경으로 형성하는 것이며, 외측 케이스(137)의 배기가스 입구(134)에 SCR 입구관(36)을 관통시켜 내측 케이스(136) 내에 SCR 입구관(36) 내부를 연통하고 있다. SCR 촉매(32)와 입구측 덮개체(135) 사이의 내측 케이스(136) 내부에 제 2 케이스(29)의 배기가스 공급실(140)을 형성하고, SCR 입구관(36)의 배기가스 출구측으로 돌출시킨 연장관(190)의 배기가스 입구측으로부터 배기가스 공급실(140) 내부를 향해 엘보관상부(185)의 내관(187)의 배기가스 출구측을 돌출시킨다.
상기 구성에 의해 제 2 케이스(29)의 배기가스 공급실(140)은 SCR 촉매(32)의 배기가스 수용 단면과, SCR 촉매(32)의 대향면을 오목면형상으로 함몰시킨 입구측 덮개체(135) 사이에 형성된다. 엘보관상부(185)의 내관(187)으로부터 배기가스 공급실(140)에 요소수가 암모니아로서 혼합된 배기가스를 투입시키고, SCR 촉매(32) 및 산화 촉매(33) 내부에 상기 배기가스를 통과시켜 제 2 케이스(29)의 SCR 출구관(37)으로부터 배출되는 배기가스 중의 질소산화물질(NOx)을 저감시킨다.
도 1, 도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이 엔진(1)의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관(39)과, 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 SCR 케이스로서의 제 2 케이스(29)를 구비하고, 요소 혼합관(39)의 출구측에 제 2 케이스(29)의 입구측을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 2중관 구조의 엘보 외관(186)과 엘보 내관(187)으로 요소 혼합관(39)을 형성함과 아울러, 2중 케이스 구조의 내측 케이스(136)체와 외측 케이스(137)체로 제 2 케이스(29)를 형성하는 구조이며, 내측 케이스(136)체의 배기가스 입구(133)에 엘보 외관(186)의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 제 2 케이스(29)의 내부에 엘보 내관(187)의 배기가스 출구측 단부를 돌출하여 설치시키고 있다. 따라서, 엘보 내관(187)이 외기와 접촉하는 것을 저지할 수 있고, 엘보 내관(187)의 내구멍면에 요소 성분의 결정 덩어리가 형성되는 것을 저감할 수 있다. 상기 요소 결정 덩어리의 성장 등으로 엘보 내관(187)의 배기 저항이 증대하는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이 내측 케이스(136)체의 입구 개구보다 엘보 외관(186)의 배기가스 출구측 단부를 대경으로 형성하고, 내측 케이스(136)체의 외주면에 엘보 외관(186)의 배기가스 출구측 단부를 용접 고정하고 있다. 따라서, 내측 케이스(136)체의 외주면 중, 내측 케이스(136)체의 입구 개구 가장자리로부터 이간시킨 외주면에 엘보 외관(186)의 배기가스 출구측 단부를 접합할 수 있다. 즉, 내측 케이스(136)체의 변형 등을 방지하면서 내측 케이스(136)체의 외주면에 엘보 외관(186)(배기가스 출구측 단부)을 용접 가공으로 간단히 고착할 수 있음과 아울러, 내측 케이스(136)체의 입구 개구 가장자리로부터 이간시켜서 내측 케이스(136)체 외주면에 엘보 외관(186)의 배기가스 출구측 단부를 고강성으로 연결할 수 있어 내측 케이스(136)체 외주면과 엘보 외관(186)의 배기가스 출구측 단부의 연결 강도를 향상할 수 있다.
도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이 엘보 외관(186)과 엘보 내관(187)을 2분할 구조로 형성하고, 엘보 외관(186)의 2분할 접합부에서 엘보 내관(187)의 2분할 접합부를 사이에 두고 일체적으로 구성하고 있다. 따라서, 엘보 내관(187)의 지지 부재를 특별히 설치할 필요가 없고, 관 구조를 간략화하여 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구 부근에 요소 성분의 결정 덩어리가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 엘보 외관(186)으로부터 제 2 케이스(29) 내부로 돌출시키는 엘보 내관(187)의 배기가스 출구측 단부와, 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구 개구 가장자리의 접촉 등을 용이하게 방지할 수 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이 상기 내측 케이스(136)체의 입구 개구부에 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)의 배기가스 출구측을 고착하고, 엘보 외관(186)의 배기가스 출구측 단부에 SCR 입구관(36)의 배기가스 입구측을 고착함과 아울러, 엘보 내관(187)의 배기가스 출구측 단부에 연장관(190)의 배기가스 입구측을 연결시키고, 상기 내측 케이스(136)체의 내부에 연장관(190)의 배기가스 출구측을 돌출하여 설치시키고 있다. 따라서, 제 2 케이스(29)와 엘보 외관(186)의 연결부(배기가스 입구관)에 엘보 내관(187)(배기가스)을 접촉시키는 일 없이 제 2 케이스(29)에 상기 요소 혼합관(39)을 접속할 수 있어 제 2 케이스(29) 입구(요소 혼합관(39)과의 접합부) 부근에서의 요소 결정 덩어리의 형성을 방지할 수 있다.
또한, 도 15에 나타내는 바와 같이 제 2 케이스(29)의 외측 케이스(137)의 배기가스 출구측으로부터 내측 케이스(136)의 배기가스 출구측을 돌출시키고, 내측 케이스(136)의 배기가스 출구측에 출구측 덮개체(141)를 용접 고정으로 연결한다. 출구측 덮개체(141)는 내측 케이스(136)에 연결한 배기가스 입구측의 직경 치수보다 SCR 출구관(37)이 연결되는 배기가스 출구측의 직경 치수가 작은 원뿔사다리꼴 형상 원통으로 형성되어 있다. 출구측 덮개체(141)의 배기가스 출구의 외측면에 평판형상 지지 스테이체(142)를 배치하고, SCR 출구관(37)과 지지 스테이체(142)를 출구측 덮개체(141)에 볼트(143) 체결한다. 또한, 출구측 덮개체(141)의 배기가스 출구의 외측면에 평판형상 지지 스테이체(142)를 용접 고정해도 좋다.
도 6, 도 11, 도 12, 도 15에 나타내는 바와 같이 제 2 케이스(29)의 외주 방향으로 지지 스테이체(142)의 일단측을 연장하여 설치시키고, 지지 스테이체(142)의 연장 설치 단부에 혼합관 지지체(143)의 일단측을 볼트(144) 체결하고, 혼합관 지지체(143)의 타단측에 수용부(143a)를 설치하고, 요소 혼합관(39)의 요소수 분사부(146)에 혼합관 지지체(143)의 수용부(143a)를 용접 고정하고, 지지 스테이체(142)과 혼합관 지지체(143)를 개재하여 제 2 케이스(29)의 배기가스 출구측에 요소 혼합관(39)의 요소수 분사부(146)를 지지하도록 구성하고 있다.
한편, 도 11, 도 12에 나타내는 바와 같이 제 1 케이스(28) 내의 산화 촉매(30) 부근의 배기 온도를 검출하는 DPF 온도 센서(115, 116)와, 제 1 케이스(28) 내의 매연 필터(31)의 배기 압력을 검출하는 DPF 차압 센서(111)를 제 1 케이스(28)에 구비함과 아울러, 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구 온도를 검출하는 SCR 온도 센서(117)와, 제 2 케이스(29)의 배기가스 출구측에 있어서의 배기가스 중의 질소산화물질(NOx)을 검출하는 NOx 잔존 센서(110)를 제 2 케이스(29)에 구비하고 있다. 혼합관 지지체(143)에 센서 브래킷(112)을 볼트(113) 체결함과 아울러, 각 온도 센서(115, 116, 117)에 전기 접속시키는 배선 커넥터(114)와, DPF 차압 센서(111)를 센서 브래킷(112)에 설치하고 있다.
즉, 매연 필터(31)에 포집된 배기가스 중의 입자상 물질의 잔류량이 배기가스의 차압에 비례하기 때문에 매연 필터(31)에 잔류하는 입자상 물질의 양이 소정 이상으로 증가했을 때에 차압 센서(111)의 검출 결과에 의거하여 매연 필터(31)의 입자상 물질량을 감소시키는 매연 필터 재생 제어(예를 들면, 배기가스 온도를 상승시키는 디젤 엔진(1)의 연료 분사 제어 또는 흡기 제어)가 실행되도록 구성하고 있다. 한편, NOx 잔존 센서(110)의 검출 결과에 의거하여 요소 혼합관(39)의 내부에 분사되는 요소수 용액량을 조절하는 요소수 분사 제어가 실행되도록 구성하고 있다.
또한, 도 17, 도 19~도 22에 나타내는 바와 같이 요소수 탱크(71) 내의 요소수 용액을 압송하는 요소수 분사 펌프(73)와, 요소수 분사 펌프(73)를 구동하는 전동 모터(74)와, 요소수 분사 펌프(73)에 요소수 분사관(75)을 개재하여 접속시키는 요소수 분사체(76)를 구비한다. 요소 혼합관(39)의 요소수 분사부(146)에 분사 대좌(77)를 개재하여 요소수 분사체(76)를 부착하고, 요소 혼합관(39)의 내부에 요소수 분사체(76)로부터 요소수 용액을 분무한다. 요소수 분사부(146)는 분사 대좌(77)를 용접 고정하는 외각 케이스(147)와, 외각 케이스(147)의 배기가스 출구측에 혼합 외관(188)의 배기가스 입구측을 접속하는 외측 연결관(148)과, 외각 케이스(147) 및 외측 연결관(148)에 내설시키는 2중관형상의 내측 연결관(149)을 갖는다. DPF 출구관(35)(2중관 구조)의 배기가스 출구측에 내측 연결관(149)의 배기가스 입구측을 접속함과 아울러, 내측 연결관(149)의 배기가스 출구측에 혼합 내관(189)의 배기가스 입구측을 접속하고, 혼합 내관(189)의 내부에 DPF 출구관(35)의 배기가스를 도입하도록 구성하고 있다.
또한, 외각 케이스(147)에 용접 고정하는 분사 대좌(77)의 접착면에 차열용 오목부(77a)를 형성함과 아울러, 외각 케이스(147)에 용접 고정된 분사 대좌(77)에 요소수 분사체(76)를 볼트(76b) 체결하는 것이며, 외각 케이스(147)의 용접 고정면에 대하여 차열용 오목부(77a)를 이간시켜 외각 케이스(147)의 용접 고정면에 대한 분사 대좌(77)의 접착 면적을 적게 형성하고, 배기가스로 가열되는 외각 케이스(147)의 열을 차열용 오목부(77a)로 차단하여 외각 케이스(147)의 열에 의해 분사 대좌(77)가 가열되는 것을 방지하고 있다. 즉, 외각 케이스(147)의 배기열이 요소수 분사체(76)에 전달되는 것을 저감하고, 요소수 분사체(76)의 요소수 분사 밸브(76a) 또는 요소수 분사 밸브(76a)에 연통 접속시키는 요소수 분사관(75) 또는 요소수 분사 밸브(76a)에 전기 접속시키는 제어 하니스(도시 생략) 등을 보호하도록 구성하고 있다.
이어서, 도 21, 도 22를 참조하여 상기 디젤 엔진(1)을 탑재한 트랙터(51)에 대하여 설명한다. 도 21, 도 22에 나타내는 작업 차량으로서의 트랙터(51)는 도시되지 않은 경전 작업기 등을 장착하여 포장을 하는 경전 작업 등을 행하도록 구성되어 있다. 도 21은 농작업용 트랙터의 측면도, 도 22는 동 평면도이다. 또한, 이하의 설명에서는 트랙터의 전진 방향을 향해서 좌측을 단순히 좌측으로 칭하고, 마찬가지로 전진 방향을 향해서 우측을 단순히 우측으로 칭한다.
도 21, 도 22에 나타내는 바와 같이 작업 차량으로서의 농작업용 트랙터(51)는 주행기체(52)를 좌우 한쌍의 전차륜(53)과 좌우 한쌍의 후차륜(54)으로 지지하고, 주행기체(52)의 전방부에 상기 디젤 엔진(1)을 탑재하고, 디젤 엔진(1)으로 후차륜(54) 및 전차륜(53)을 구동함으로써 전진 주행하도록 구성되어 있다. 디젤 엔진(1)의 상면측 및 좌우 측면측은 개폐 가능한 보닛(56)으로 덮여 있다.
또한, 상기 주행기체(52)의 상면 중, 보닛(56)의 후방에는 오퍼레이터가 탑승하는 캐빈(57)이 설치되어 있다. 상기 캐빈(57)의 내부에는 오퍼레이터가 착석하는 조종 좌석(58)과, 조향 수단으로서의 조종 핸들(59) 등의 조종 기기가 설치되어 있다. 또한, 캐빈(57)의 좌우 외측부에는 오퍼레이터가 승강하기 위한 좌우 1쌍의 스텝(60)이 설치되고, 상기 스텝(60)보다 내측이며 또한 캐빈(57)의 저부보다 하측에는 디젤 엔진(1)에 연료를 공급하는 연료 탱크(45)가 설치되어 있다.
또한, 상기 주행기체(52)는 디젤 엔진(1)으로부터의 출력을 변속하여 후차륜(54)(전차륜(53))에 전달하기 위한 미션 케이스(61)를 구비한다. 미션 케이스(61)의 후방부에는 로어 링크(62) 및 톱 링크(63) 및 리프트 암(64) 등을 통해 도시되지 않은 경전 작업기 등이 승강 이동 가능하게 연결된다. 또한, 미션 케이스(61)의 후측면에 상기 경전 작업기 등을 구동하는 PTO축(65)이 설치되어 있다. 또한, 트랙터(51)의 주행기체(52)는 디젤 엔진(1)과, 미션 케이스(61)와, 그들을 연결하는 클러치 케이스(66) 등으로 구성된다.
또한, 도 21, 도 22에 나타내는 바와 같이 캐빈(57)의 앞면 중, 캐빈(57) 우측 모서리부의 앞면에 테일 파이프(78)를 세워서 설치시켜 보닛(56) 내부를 향해 테일 파이프(78)의 하단측을 연장하여 설치시키고, SCR 출구관(37)에 사복관형상 가요관(79)을 개재하여 테일 파이프(78)의 하단측을 접속하고, 제 2 케이스(29)에서 정화된 배기가스가 테일 파이프(78)로부터 캐빈(57)의 상방을 향해서 배출된다. 가요관(79)의 접속으로 디젤 엔진(1)측으로부터 테일 파이프(78)측으로 전달되는 기계 진동이 저감된다. 또한, 캐빈(57)의 앞면 중, 테일 파이프(78)가 배치된 우측부와 반대측의 보닛(56)의 좌측부에 요소수 탱크(71)를 설치하고 있다. 즉, 보닛(56) 후방부의 우측부에 테일 파이프(78)를 배치시키는 한편, 보닛(56) 후방부의 좌측부에 요소수 탱크(71)를 나누어 배치하고 있다.
또한, 보닛(56) 좌측 후방부의 주행기체(52)(캐빈(57)의 저부 프레임 등)에 요소수 탱크(71)를 탑재한다. 캐빈(57) 좌측의 앞면 하부에 연료 탱크(45)의 주유구(46)와, 요소수 탱크(71)의 주수구(72)를 인접시켜 설치한다. 오퍼레이터의 승강 빈도가 낮은 캐빈(57) 우측의 앞면에 테일 파이프(78)가 배치되는 한편, 오퍼레이터의 승강 빈도가 높은 캐빈(57) 좌측의 앞면에 주유구(46)와 주수구(72)가 배치된다. 또한, 캐빈(57)은 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽으로부터도 오퍼레이터가 조종 좌석(58)에 승강 가능하게 구성되어 있다.
상기 구성에 의해 제 1 케이스(28) 내의 산화 촉매(30) 및 매연 필터(31)로 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)가 저감된다. 이어서, 요소 혼합관(39)의 내부에서 디젤 엔진(1)으로부터의 배기가스에 요소수 분사 밸브(76a)로부터의 요소수가 혼합된다. 그리고, 제 2 케이스(29) 내의 SCR 촉매(32), 산화 촉매(33)에 의해 요소수가 암모니아로서 혼합된 배기가스 중의 질소산화물질(NOx)이 저감되어 테일 파이프(78)로부터 기외로 인출된다.
이어서, 도 23, 도 24를 참조하여 상기 디젤 엔진(1)을 탑재한 스키드 스티어 로더(151)에 대하여 설명한다. 도 23, 도 24에 나타내는 작업 차량으로서의 스키드 스티어 로더(151)는 후술하는 로더 장치(152)를 장착하여 로더 작업을 행하도록 구성되어 있다. 이 스키드 스티어 로더(151)에는 좌우의 주행 크롤러부(154)가 장착되어 있다. 또한, 스키드 스티어 로더(151)의 주행 크롤러부(54)의 상방에는 개폐 가능한 보닛(155)이 배치되어 있다. 보닛(155) 내에는 디젤 엔진(1)이 수용되어 있다. 보닛(155) 내부 중, 디젤 엔진(1)의 상면부에 상기 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)가 상재 고정되어 있다.
상기 디젤 엔진(1)은 스키드 스티어 로더(151)가 구비하는 주행기체(156)에 방진 부재 등을 통해 지지되어 있다. 보닛(155)의 전방에는 운전자가 탑승하는 캐빈(157)이 배치되어 있고, 이 캐빈(157)의 내부에는 조종 핸들(158) 및 운전 좌석(159) 등이 구비되어 있다. 또한, 디젤 엔진(1)에 의해 구동되는 로더 작업 유압펌프 장치(160)와, 좌우의 주행 크롤러부(154)를 구동하는 주행 미션 장치(161)가 구비되어 있다. 디젤 엔진(1)으로부터의 동력이 주행 미션 장치(161)를 개재하여 좌우의 주행 크롤러부(154)로 전달된다. 운전 좌석(159)에 탑승한 오퍼레이터는 조종 핸들(158) 등의 조작부를 통해 스키드 스티어 로더(151)의 주행 조작 등을 행할 수 있다.
또한, 로더 장치(152)는 주행기체(156)의 좌우 양측에 배치된 로더 포스트(162)와, 각 로더 포스트(162)의 상단에 상하 요동 가능하게 연결된 좌우 한쌍의 리프트 암(163)과, 좌우 리프트 암(163)의 선단부에 상하 요동 가능하게 연결된 버킷(164)을 갖고 있다.
각 로더 포스트(162)와 이에 대응한 리프트 암(163) 사이에는 리프트 암(163)을 상하 요동시키기 위한 리프트 실린더(166)가 각각 설치되어 있다. 좌우 리프트 암(163)과 버킷(164) 사이에는 버킷(164)을 상하 요동시키기 위한 버킷 실린더(168)가 설치되어 있다. 이 경우, 조종 좌석(159)의 오퍼레이터가 로더 레버(도시 생략)를 조작함으로써 로더 작업 유압 펌프 장치(160)의 유압력이 제어되어 리프트 실린더(166)나 버킷 실린더(168)가 신축 작동하고, 리프트 암(163)이나 버킷(164)을 상하 요동시켜 로더 작업을 실행하도록 구성하고 있다. 또한, 상기 요소수 탱크(71)는 보닛(155) 전방측 상부에 내설된다. 또한, 냉각 팬(24)에 대향시켜서 배치하는 상기 라디에이터(19)는 보닛(155)의 후방부에 내설되어 있다.
1 : 디젤 엔진 28 : 제 1 케이스
29 : 제 2 케이스 39 : 요소 혼합관

Claims (3)

  1. 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과, 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 SCR 케이스를 구비하고, 상기 요소 혼합관의 출구측에 상기 SCR 케이스의 입구측을 접속하는 엔진 장치에 있어서,
    2중관 구조의 외관과 내관으로 상기 요소 혼합관을 형성함과 아울러, 2중 케이스 구조의 내측 케이스체와 외측 케이스체로 상기 SCR 케이스를 형성하는 구조이며, 상기 내측 케이스체의 배기가스 입구에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 상기 SCR 케이스의 내부에 상기 내관의 배기가스 출구측 단부를 돌출하여 설치시키고,
    상기 내측 케이스체의 입구 개구보다 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 대경으로 형성하고, 상기 내측 케이스체의 외주면에 상기 외관의 배기가스 출구측 단부를 용접 고정한 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 케이스체의 입구 개구부에 배기가스 입구관의 배기가스 출구측을 고착하고, 상기 외관의 배기가스 출구측 단부에 상기 배기가스 입구관의 배기가스 입구측을 고착함과 아울러, 상기 내관의 배기가스 출구측 단부에 연장관의 배기가스 입구측을 연결시키고, 상기 내측 케이스체의 내부에 상기 연장관의 배기가스 출구측을 돌출하여 설치시킨 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10862054B2 (en) 2016-06-20 2020-12-08 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
JP7209403B1 (ja) 2022-01-31 2023-01-20 小野谷機工株式会社 タイヤ着脱装置用補助装置
WO2024089299A1 (es) * 2022-10-27 2024-05-02 Grupo Apio S.L. Dispositivo para la depuración de gases de escape.

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014151764A (ja) * 2013-02-08 2014-08-25 Yanmar Co Ltd 作業車両のエンジン装置
JP2014159764A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Yanmar Co Ltd エンジン装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4703260B2 (ja) 2005-05-17 2011-06-15 Ｕｄトラックス株式会社 エンジンの排気浄化装置及びこれに用いられる排気管の構造
JP4605205B2 (ja) 2007-11-05 2011-01-05 株式会社デンソー 排気浄化装置
JP5020185B2 (ja) 2008-07-28 2012-09-05 三菱ふそうトラック・バス株式会社 排気浄化装置
JP2011099415A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp エンジンの排気浄化装置
JP2012002085A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Daimler Ag 排気流通管の構造

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014151764A (ja) * 2013-02-08 2014-08-25 Yanmar Co Ltd 作業車両のエンジン装置
JP2014159764A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Yanmar Co Ltd エンジン装置

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