KR102075816B1

KR102075816B1 - 엔진 장치

Info

Publication number: KR102075816B1
Application number: KR1020157019971A
Authority: KR
Inventors: 마사타카 미츠다
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2020-03-02
Also published as: JP5885684B2; WO2014129392A1; JP2014159202A; EP2960091A1; US20150369109A1; EP2960091A4; CN104995053A; KR20150120339A; US9624814B2

Abstract

배기가스 정화 장치를 구비하는 것으로서, 엔진 탑재 스페이스 내에 효율 좋게 배치 가능하게 하는 엔진 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다. 엔진(1)은 조정좌석(219)의 하측에서 플라이휠 하우징(10)이 주행기체(216)의 전방부측에 위치하도록 배치되고, 이 엔진(1)의 후방에 라디에이터(24)의 하측에 배기가스 정화 장치(2)가 배치된다. 또한, 엔진(1)은 그 좌측방에서 새공기를 흡인하는 에어 클리너(32)와 연결함과 아울러 그 우측방에서 배기가스 정화 장치(2)의 흡기측과 접속된 배기관(72)과 연결된다.

Description

엔진 장치{ENGINE DEVICE}

본원 발명은 배기가스 정화 장치를 설치한 디젤엔진 등의 엔진 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예를 들면 휠 로더 또는 백호 또는 포크리프트 카 등의 작업기계에 탑재되는 엔진 장치에 관한 것이다.

종래부터 엔진의 배기 경로중에 배기가스 정화 장치(디젤 파티큘레이트 필터)를 설치하고, 배기가스 정화 장치의 산화촉매 또는 수트 필터 등에 의해 디젤엔진으로부터 배출된 배기가스를 정화 처리하는 기술이 개발되고 있다(예를 들면 일본 특허문헌 1 참조). 또한 최근에는 환경대책 때문에 건설기계나 농업기계 등의 작업기계의 분야에 있어서도 그 기계에 사용되는 디젤엔진에 배기가스 정화 장치를 설치하는 것이 요구되고 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조).

일본 특허공개 2000-145430호 공보 일본 특허공개 2007-182705호 공보

그런데, 배기가스 정화 장치를 설치했을 경우, 엔진의 배기 경로중에 배기가스 정화 장치를 소음기(머플러)로 대체해서 간단히 배치한 것에서는 소음기에 비해서 배기가스 정화 장치가 현격히 무겁다. 그 때문에 특허문헌 2에 개시되는 건설기계에 있어서의 소음기의 지지구조를 배기가스 정화 장치의 지지구조에 유용했다고 해도 배기가스 정화 장치를 안정적으로 장착할 수 없다는 문제가 있다. 특히 휠 로더와 같은 작업기계에서는 주위와의 접촉 방지를 위해서 선회 반경을 작게 하도록 주행기체 자체의 컴팩트화가 요구되어 엔진 탑재 스페이스에 제약이 있다.

또한 특허문헌 2의 건설기계에서는 소음기를 엔진으로 지지하는 것으로 하고 있지만, 엔진 탑재 스페이스내에 배기가스 정화 장치를 엔진에 근접시켜서 배치할 경우, 엔진의 고주파 진동이 배기가스 정화 장치에 전달되어 배기가스 정화 장치가 손상될 가능성도 우려된다.

한편, 엔진의 고주파 진동의 영향을 억제하기 위해 배기가스 정화 장치를 엔진에 대하여 원격배치시켰을 경우, 엔진의 배기 매니폴드로부터 배기가스 정화 장치까지의 거리가 길어진다. 그 때문에 배기가스 정화 장치에 유입되는 배기가스의 온도가 저하되어 배기가스에 함유되는 입자상 물질이 충분하게 연소 제거되지 않고, 배기가스 정화 장치내에 퇴적하고, 결과, 엔진 출력의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있다.

그래서, 본원 발명은 이러한 현상황을 검토해서 개선을 실시한 엔진 장치를 제공하고자 하는 것이다.

청구항 1의 발명은 주행기체의 후방부에 설치한 보닛 상에 조종 좌석을 배치하고 또한 상기 보닛 내에 배기 매니폴드를 갖는 엔진을 배치한 작업기계에 탑재되는 엔진 장치로서, 상기 엔진의 배기가스를 정화 처리하는 배기가스 정화 장치를 갖고, 상기 엔진의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 배치하고, 상기 엔진의 배기 매니폴드에 배기관을 통해 상기 배기가스 정화 장치의 배기가스 입구측을 접속한 것이다.

청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 주행기체에 있어서 상기 보닛보다 후방에 설치한 카운터 웨이트와, 상기 엔진의 배기가스를 정화 처리하는 배기가스 정화 장치를 갖고, 상기 카운터 웨이트와 상기 엔진 사이의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 배치함과 아울러 상기 보닛 내의 후방부에 상기 엔진의 후방부에 설치한 냉각팬과 대치하도록 복수의 열교환기를 배치하고, 상기 냉각팬에 의한 냉각풍의 토출 방향을 향해서 방열량이 작은 순으로 상기 열교환기군을 1열로 배열하고, 상기 열교환기군의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 위치시킨 것이다.

청구항 3의 발명은 청구항 1 또는 2에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 배기가스 정화 장치를 그 배기가스 이동방향을 엔진 출력축의 길이 방향과 교차시켜서 배치함과 아울러 상기 배기가스 정화 장치를 상기 주행기체의 기체 프레임에 연결한 것이다.

청구항 4의 발명은 청구항 3에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진의 배기 매니폴드에 배기관을 통해 상기 배기가스 정화 장치의 배기가스 입구측을 접속하고, 상기 배기관의 일부를 플렉시블관에 의해 구성한 것이다.

청구항 5의 발명은 청구항 1 또는 2에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 배기가스 정화 장치를 그 배기가스 이동방향을 엔진 출력축의 길이 방향과 교차시켜서 배치함과 아울러 상기 엔진 후방부의 기관 다리 부착부에 연결한 것이다.

청구항 6의 발명은 청구항 1∼5 중 어느 하나에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 배기가스 정화 장치를 향하는 배기가스를 승온시키는 배기 승온 기구를 상기 배기관의 중도부에 설치한 것이다.

청구항 7의 발명은 청구항 1∼6 중 어느 하나에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너와 상기 배기관은 상기 보닛 내에 있어서 상기 열교환기를 사이에 둔 좌우 양측에 각각 나누어서 배치한 것이다.

(발명의 효과)

청구항 1의 발명에 의하면, 주행기체의 후방부에 설치한 보닛 상에 조종 좌석을 배치하고 또한 상기 보닛 내에 배기 매니폴드를 갖는 엔진을 배치한 작업기계에 탑재되는 엔진 장치로서, 상기 엔진의 배기가스를 정화 처리하는 배기가스 정화 장치를 갖고, 상기 엔진의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 배치하고, 상기 엔진의 배기 매니폴드에 배기관을 통해 상기 배기가스 정화 장치의 배기가스 입구측을 접속한 것이기 때문에, 중량물인 상기 배기가스 정화 장치 자체를 상기 보닛의 후방에 설치되는 카운터 웨이트의 보조로서도 유용할 수 있다. 또한, 상기 보닛 내의 공간이 작은 경우이어도, 상기 배기가스 정화 장치를 포함하는 엔진 장치 주변의 각 장치를 효율적으로 배치할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 상기 주행기체에 있어서 상기 보닛보다 후방에 설치한 카운터 웨이트와, 상기 엔진의 배기가스를 정화 처리하는 배기가스 정화 장치를 갖고, 상기 카운터 웨이트와 상기 엔진 사이의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 배치함과 아울러 상기 보닛 내의 후방부에 상기 엔진의 후방부에 설치한 냉각팬과 대치하도록 복수의 열교환기를 배치하고, 상기 냉각팬에 의한 냉각풍의 토출 방향을 향해서 방열량이 작은 순으로 상기 열교환기군을 1열로 배열하고, 상기 열교환기군의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 위치시킨 것이기 때문에, 상기 냉각팬에 의한 냉각풍이 열을 빼앗으면서 상기 각 열교환기를 통과하므로, 방열량이 작은 순으로 늘어선 상기 열교환기군을 확실하고 또한 효율적으로 냉각할 수 있다. 한편, 상기 배기가스 정화 장치에는 상기 냉각팬의 냉각풍이 직접 접촉하기 어렵고, 상기 배기가스 정화 장치 나아가서는 내부의 배기가스의 온도저하를 억제할 수 있고, 배기가스 온도의 유지를 꾀할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 상기 배기가스 정화 장치를 그 배기가스 이동방향을 엔진 출력축의 길이 방향과 교차시켜서 배치함과 아울러 상기 배기가스 정화 장치를 상기 주행기체의 기체 프레임에 연결한 것이기 때문에, 상기 주행기체의 강도 멤버이며 엔진의 진동계와는 다른 상기 기체 프레임에 상기 배기가스 정화 장치를 연결함으로써, 중량물인 상기 배기가스 정화 장치를 고강성으로 지지할 수 있다. 상기 엔진의 진동이 상기 배기가스 처리장치에 전해지는 것을 억제해서 상기 배기가스 처리장치를 상기 엔진의 진동으로부터 보호할 수 있고, 상기 배기가스 정화 장치의 내구성 향상이나 장기 수명화를 꾀할 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 상기 엔진의 배기 매니폴드에 배기관을 통해 상기 배기가스 정화 장치의 배기가스 입구측을 접속하고, 상기 배기관의 일부를 플렉시블관에 의해 구성했기 때문인 점에서 다른 진동계에 속하는 상기 엔진과 상기 배기가스 정화 장치를 연결시키는 상기 배기관에 가해지는 부하를 상기 플렉시블관에 의해 흡수할 수 있어 상기 배기관의 손상을 방지할 수 있다. 상기 엔진의 진동이 상기 배기관을 통해 상기 배기가스 정화 장치에 직접 전달되는 것을 방지해서 상기 배기가스 처리장치를 상기 엔진의 진동으로부터 보호할 수 있고, 상기 배기가스 정화 장치의 내구성 향상이나 장기 수명화의 점에서 높은 효과를 발휘할 수 있다.

청구항 5의 발명에 의하면, 상기 배기가스 정화 장치를 그 배기가스 이동방향을 엔진 출력축의 길이 방향과 교차시켜서 배치함과 아울러 상기 엔진 후방부의 기관 다리 부착부에 연결한 것이기 때문에, 상기 배기가스 정화 장치를 상기 엔진에 일체적으로 장착할 수 있으므로 엔진 조립 공장에서 상기 배기가스 정화 장치를 상기 엔진에 장착하여 출하할 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 상기 배기가스 정화 장치를 향하는 배기가스를 승온시키는 배기 승온 기구를 상기 배기관의 중도부에 설치한 것이기 때문에, 상기 배기 승온 기구에서의 배기가스의 적극적인 승온에 의해 상기 엔진으로부터 원격배치된 상기 배기가스 정화 장치를 효율적으로 작용시킬 수 있고, 상기 배기가스 정화 장치내에서의 입자상 물질의 퇴적을 억제할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 상기 엔진에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너와 상기 배기관은 상기 보닛 내에 있어서 상기 열교환기를 사이에 둔 좌우 양측에 각각 나누어서 배치한 것이기 때문에, 열에 대하여 약한 상기 에어 클리너에 배기가스 정화 장치의 열배출의 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본원 발명의 작업기계의 실시형태에 있어서의 일례가 되는 휠 로더의 좌측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 휠 로더의 평면도이다.
도 3은 본원 발명의 실시형태에 있어서의 디젤엔진의 좌측면도이다.
도 4는 동 우측면도이다.
도 5는 동 정면도이다.
도 6은 동 배면도이다.
도 7은 동 평면도이다.
도 8은 동 저면도이다.
도 9는 배기가스 정화 장치의 외관사시도이다.
도 10은 도 1에 나타내는 휠 로더의 우측면의 확대도이다.
도 11은 본원 발명의 작업기계의 실시형태에 있어서의 별예가 되는 포크리프트 카의 측면도이다.
도 12는 도 11의 포크리프트 카의 평면도이다.
도 13은 본원 발명의 다른 실시형태에 있어서의 디젤엔진의 우측면도이다.
도 14는 동 배면도이다.

이하, 도 1∼도 10을 참조해서 본원 발명의 엔진 장치 및 상기 엔진 장치를 구비하는 작업기계의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 또, 이하에서는 본 실시형태에 있어서의 작업기계로서 로더 장치를 작업부로서 구비하는 휠 로더를 일례로 들어 그 구성의 상세를 설명한다.

도 1, 도 2 및 도 10에 나타내는 휠 로더(211)는 좌우 한쌍의 전륜(213) 및 후륜(214)을 갖는 주행기체(216)를 구비하고 있다. 주행기체(216)에는 조종부(217)와 엔진(1)이 탑재되어 있다. 주행기체(216)의 전측부에는 작업부인 로더 장치(212)를 장착하고, 로더 작업을 행하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 조종부(217)에는 오퍼레이터가 착좌하는 조종 좌석(219)과, 조종 핸들(218)과, 엔진(1) 등을 출력 조작하는 조작 수단이나, 로더 장치(212)용의 조작 수단으로서의 레버 또는 스위치 등이 배치되어 있다.

휠 로더(211)의 전방부이며 전차륜(213)의 상방에는 전술한 바와 같이, 작업부인 로더 장치(212)를 구비하고 있다. 로더 장치(212)는 주행기체(216)의 좌우 양측에 배치된 로더 포스트(222)와, 각 로더 포스트(222)의 상단에 상하 요동 가능하게 연결된 좌우 한쌍의 리프트암(223)과, 좌우 리프트암(223)의 선단부에 상하 요동 가능하게 연결된 버킷(224)을 갖고 있다.

각 로더 포스트(222)와 이것에 대응한 리프트암(223) 사이에는 리프트암(223)을 상하 요동시키기 위한 리프트 실린더(226)가 각각 설치되어 있다. 좌우 리프트암(223)과 버킷(224) 사이에는 버킷(224)을 상하 요동시키기 위한 버킷 실린더(228)가 설치되어 있다. 이 경우, 조종 좌석(219)의 오퍼레이터가 로더 레버(도시생략)를 조작함으로써, 리프트 실린더(226)나 버킷 실린더(228)가 신축 작동하고, 리프트암(223)이나 버킷(224)을 상하 요동시켜 로더 작업을 실행하도록 구성하고 있다.

이 휠 로더(211)에 있어서, 엔진(1)은 조종 좌석(219)의 하측에서 플라이휠 하우징(10)이 주행기체(216)의 전방부측에 위치하도록 배치된다. 즉, 엔진(1)은 엔진 출력축의 방향이 로더 장치(212)와 카운터 웨이트(215)가 배열되는 전후 방향을 따르도록 엔진(1)이 배치되어 있다. 그리고, 이 엔진(1)의 후방에 라디에이터(24)의 하측에 연속 재생식의 배기가스 정화 장치(2)(디젤 파티큘레이트 필터)가 배치된다. 즉, 배기가스 정화 장치(2)는 엔진(1)에 대하여 카운터 웨이트(215)와 엔진(1) 사이의 하방에 원격 배치된다. 이에 따라 그 자체가 중량물인 배기가스 정화 장치(2)가 카운터 웨이트(215)의 보조로서 기능한다.

또한 엔진(1)은 그 좌측방에서 새공기(외부공기)를 흡인하는 에어 클리너(32)와 연결함과 아울러 그 우측방에서 배기가스 정화 장치(2)의 흡기측과 접속된 배기관(배기 연락관)(72)과 연결한다. 즉, 에어 클리너(32)와 배기관(72)은 엔진(1)을 사이에 두는 위치에 배치되므로 에어 클리너(32)와 배기관(72)이 이간된 위치에 배치되게 된다. 따라서, 수지 성형품 등으로 구성되어서 열적으로 약한 에어 클리너(32)가 배기관(72)을 통과하는 배기가스에 의거하는 열배출에 의한 변형 등이라는 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이, 조종 좌석(219) 하측후방에 배치되는 엔진(1), 배기가스 정화 장치(2), 라디에이터(24) 및 에어 클리너(32)는 카운터 웨이트(215)의 상측에 배치되는 보닛(220)에 의해 덮여진다. 이 보닛(220)은 조종부(217)의 후방부분이 개폐 가능하게 구성됨과 아울러 조종부(217)내의 부분이 조종부(217)의 바닥면으로부터 돌기한 시트 프레임(221)으로서 구성된다.

보닛(220)의 시트 프레임(221)의 상측에는 조종 좌석(219)이 착탈 가능하게 설치된다. 이에 따라 시트 프레임(221)으로부터 조종 좌석(219)을 이탈했을 때에, 시트 프레임(221) 상면이 개방되므로 시트 프레임(221) 하측의 엔진(1) 등에 대해서 메인터넌스가 가능해진다. 또, 조종 좌석(219)을 착탈 가능하게 하는 구성에 한정되는 것은 아니고, 조종 좌석(219)이 시트 프레임(221)의 상방에서 전방측으로 경동함으로써 시트 프레임(221) 상면을 개방시키는 것으로 해도 좋다. 이 때, 도 10에 나타내는 예와 같이, 조종 좌석(219)이 고정 설치된 시트 프레임(221) 자체가 전방측으로 경동함으로써 엔진(1) 등의 상측이 개방되는 것으로 해도 좋다.

엔진(1)은 플라이휠 하우징(10)의 전면측에 미션 케이스(132)가 연결되어 있다. 엔진(1)으로부터 플라이휠(11)을 경유한 동력은 미션 케이스(132)로 적당하게 변속되고, 전륜(213) 및 후륜(214)이나 리프트 실린더(226) 및 버킷 실린더(228) 등의 유압 구동원(133)에 전달되게 된다.

다음에 도 3∼도 8을 참조해서 본원 발명의 엔진 장치에 대해서 상기 휠 로더(211) 등의 작업기계에 원동기로서 탑재되는 디젤엔진(1)을 예로 들어 이하에 설명한다. 상기한 바와 같이, 디젤엔진(1)은 배기관(72)을 통해 접속되는 배기가스 정화 장치(2)를 구비한다. 배기가스 정화 장치(2)는 디젤엔진(1)의 배기가스 중의 입자상 물질(PM)의 제거에 추가해서 디젤엔진(1)의 배기가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)를 저감시키는 작용을 구비한다.

디젤엔진(1)은 엔진 출력용 크랭크축(3)과 피스톤(도시생략)을 내장하는 실린더 블록(4)을 구비한다. 실린더 블록(4)에 실린더 헤드(5)가 적재되어 있다. 실린더 헤드(5)의 좌측면에 흡기 매니폴드(6)를 배치한다. 실린더 헤드(5)의 우측면에 배기 매니폴드(7)를 배치한다. 실린더 헤드(5)의 상측면에 헤드 커버(8)를 배치한다. 실린더 블록(4)의 후측면에 냉각팬(9)을 설치한다. 실린더 블록(4)의 전측면에 플라이휠 하우징(10)을 설치한다. 플라이휠 하우징(10)내에 플라이휠(11)을 배치한다.

크랭크축(3)(엔진 출력축)에 플라이휠(11)을 축지지한다. 작업 차량(백호나 포크리프트 등)의 작동부에 크랭크축(3)을 통해 디젤엔진(1)의 동력을 인출하도록 구성하고 있다. 또한 실린더 블록(4)의 하면에는 오일팬(12)을 배치한다. 오일팬(12)내의 윤활유는 실린더 블록(4)의 측면에 배치된 오일 필터(13)를 통해 디젤엔진(1)의 각 윤활부에 공급된다.

실린더 블록(4)의 측면 중 오일 필터(13)의 상방(흡기 매니폴드(6)의 하방)에는 연료를 공급하기 위한 연료 공급 펌프(14)를 부착한다. 전자개폐 제어형의 연료분사 밸브(도시생략)를 갖는 4기통분의 각 인젝터(15)를 디젤엔진(1)에 설치한다. 각 인젝터(15)에 연료 공급 펌프(14) 및 원통상의 커먼 레일(16) 및 연료 필터(도시생략)를 통해 작업 차량에 탑재되는 연료탱크(도시생략)를 접속한다.

상기 연료탱크의 연료가 연료 공급 펌프(14)로부터 커먼 레일(16)에 압송되어 고압의 연료가 커먼 레일(16)에 축적된다. 각 인젝터(15)의 연료분사 밸브를 각각 개폐 제어함으로써, 커먼 레일(16)내의 고압의 연료가 각 인젝터(15)로부터 디젤엔진(1)의 각 기통에 분사된다.

실린더 블록(4)의 전면 왼쪽 부근의 부위에는 냉각수 순환용의 냉각수 펌프(21)가 냉각팬(9)의 팬축과 동축상으로 배치되어 있다. 크랭크축(3)의 회전으로 냉각팬 구동용 V벨트(22)를 통해 냉각팬(9)과 함께 냉각수 펌프(21)가 구동된다. 작업 차량에 탑재되는 라디에이터(24)내의 냉각수가 냉각수 펌프(21)의 구동으로 냉각수 펌프(21)에 공급된다. 그리고, 실린더 블록(4) 및 실린더 헤드(5)에 냉각수가 공급되어 디젤엔진(1)을 냉각한다. 또, 냉각수 펌프(21)의 좌측방에는 얼터네이터(23)가 설치되어 있다.

실린더 블록(4)의 좌우 측면에 기관 다리 부착부(19)가 각각 설치되어 있다. 각 기관 다리 부착부(19)에는 방진 고무(35)를 가짐과 아울러 기체 프레임(94)의 좌우 측벽에 연결된 기관 다리체(34)가 각각 볼트 체결된다. 디젤엔진(1)은 각 기관 다리체(34)를 통해 상기 휠 로더(211) 등의 작업 차량에 있어서의 주행기체(216)의 기체 프레임(94)에 방진 지지된다. 이에 따라 디젤엔진(1)의 진동이 기체 프레임(94)에 전달하는 것을 억지할 수 있다.

또한, EGR 장치(26)(배기가스 재순환 장치)를 설명한다. 상향으로 돌출하는 흡기 매니폴드(6)의 입구부에 EGR 장치(26)(배기가스 재순환 장치)를 통해 에어 클리너(32)를 연결한다. 새공기(외부공기)가 에어 클리너(32)로부터 EGR 장치(26)를 통해 흡기 매니폴드(6)로 보내어진다.

EGR 장치(26)는 디젤엔진의 배기가스의 일부(배기 매니폴드로부터의 EGR 가스)와 새공기(에어 클리너(80)로부터의 외부공기)를 혼합시켜서 흡기 매니폴드(6)에 공급하는 EGR 본체 케이스(27)(콜렉터)와, 에어 클리너(32)에 흡기관(33)을 통해 EGR 본체 케이스(27)를 연통시키는 흡기 스로틀 부재(28)와, 배기 매니폴드(7)에 EGR 쿨러(29)를 통해 접속되는 환류관로로서의 재순환 배기가스관(30)과, 재순환 배기가스관(30)에 EGR 본체 케이스(27)를 연통시키는 EGR 밸브 부재(31)를 구비하고 있다.

즉, 흡기 매니폴드(6)와 새공기 도입용의 흡기 스로틀 부재(28)가 EGR 본체 케이스(27)를 통해 접속되어 있다. 그리고, EGR 본체 케이스(27)에는 배기 매니폴드(7)로부터 연장되는 재순환 배기가스관(30)의 출구측이 연통하고 있다. EGR 본체 케이스(27)는 긴 통형상으로 형성되어 있다. 흡기 스로틀 부재(28)는 EGR 본체 케이스(27)의 길이 방향의 일단부에 볼트 체결되어 있다. EGR 본체 케이스(27)의 하향의 개구 단부가 흡기 매니폴드(6)의 입구부에 착탈 가능하게 볼트 체결되어 있다.

또한 재순환 배기가스관(30)의 출구측이 EGR 밸브 부재(31)를 통해 EGR 본체 케이스(27)에 연결되어 있다. 재순환 배기가스관(30)의 입구측은 EGR 쿨러(29)를 통해 배기 매니폴드(7)의 하면측에 연결되어 있다. EGR 밸브 부재(31)내의 EGR 밸브(도시생략)의 개방도를 조절함으로써, EGR 본체 케이스(27)에의 EGR 가스의 공급량을 조절한다.

상기 구성에 의해 에어 클리너(80)로부터 흡기 스로틀 부재(28)를 통해 EGR 본체 케이스(27)내에 새공기(외부공기)를 공급하는 한편, 배기 매니폴드(7)로부터 EGR 밸브 부재(31)를 통해 EGR 본체 케이스(27)내에 EGR 가스(배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스의 일부)를 공급한다. 에어 클리너(80)로부터의 새공기와, 배기 매니폴드(7)로부터의 EGR 가스가 EGR 본체 케이스(27)내에서 혼합된 후, EGR 본체 케이스(27)내의 혼합 가스가 흡기 매니폴드(6)에 공급된다. 즉, 디젤엔진(1)으로부터 배기 매니폴드(7)로 배출된 배기가스의 일부가 흡기 매니폴드(6)로부터 디젤엔진(1)에 환류됨으로써, 고부하 운전시의 최고 연소 온도가 저하되어 디젤엔진(1)으로부터의 NOx(질소산화물)의 배출량이 저감된다.

라디에이터(24)는 디젤엔진(1)의 후방에 있어서 냉각팬(9)과 대향하는 위치에 팬 슈라우드(도시생략)를 통해 배치된다. 이 라디에이터(24)는 그 상측이 방진 고무(59)를 갖는 상부 지지 브래킷(57)을 통해 기체 프레임(94)의 좌우 측벽부와 연결되어서 방진 지지된다. 즉, 상부 지지 브래킷(57)이 기체 프레임(94)의 좌우 측벽부에 고착된 지지 부재(95,96)와 볼트 체결되어 기체 프레임(94)의 좌우 측벽부의 상측을 가교하도록 고정된다. 라디에이터(24)는 그 상면이 상부 지지 브래킷(57)에 접속됨으로써 방진 고무(59)를 통해 방진 지지된다. 또한 라디에이터(24)의 앞면에는 냉각팬(9)과 대향하도록 오일 쿨러(25)가 배치된다.

이와 같이, 라디에이터(24) 및 오일 쿨러(25)는 디젤엔진(1)의 후방의 냉각팬(9)에 대향하는 위치에 있어서 그 방열량이 작은 순으로 냉각풍의 토출 방향을 향해서 1열로 배치된다. 따라서, 냉각팬(9)이 회전 구동함으로써 디젤엔진(1) 후방으로부터 외기를 흡인함으로써, 열교환기인 라디에이터(24) 및 오일 쿨러(25)는 각각 외기(냉각풍)가 분사되어 공냉되게 된다.

에어 클리너(32)는 그 일단측이 흡기 스로틀 부재(28)의 흡기구와 연결하는 흡기관(33)의 타단과 연결된다. 이 흡기관(33)이 디젤엔진(1)의 후방을 향해서 연이어 설치됨으로써 에어 클리너(32)는 디젤엔진(1)의 좌측 후방에 배치된다. 즉, 에어 클리너(32)는 디젤엔진(1)의 후방에 배치되는 라디에이터(24)의 좌측에 배치되게 된다.

이어서, 도 3∼도 9를 참조해서 배기가스 정화 장치(2)에 대해서 설명한다. 배기가스 정화 장치(2)는 정화 입구관(36) 및 정화 출구관(37)을 갖는 배기가스 정화 케이스(38)를 구비한다. 배기가스 정화 케이스(38)의 내부에 이산화질소(NO2)를 생성하는 백금 등의 디젤 산화 촉매(39)(가스 정화체)와, 포집한 입자상 물질(PM)을 비교적 저온에서 연속적으로 산화 제거하는 벌집구조의 수트 필터(40)(가스 정화체)를 배기가스의 이동방향(도 1의 하측으로부터 상측)으로 직렬로 배열하고 있다. 또, 배기가스 정화 케이스(38)의 일측부를 소음기(41)로 형성하고, 소음기(41)에는 테일 파이프(135)와 연결되는 정화 출구관(37)을 형성하고 있다.

상기 구성에 의해, 디젤 산화 촉매(39)의 산화 작용에 의해 생성된 이산화질소(NO2)가 수트 필터(40)내에 일측 단면(도입측 단면)으로부터 공급된다. 디젤엔진(1)의 배기가스중에 포함된 입자상 물질(PM)은 수트 필터(40)에 포집되어서 이산화질소(NO2)에 의해 연속적으로 산화 제거된다. 디젤엔진(1)의 배기가스중의 입상물질(PM)의 제거에 추가해서 디젤엔진(1)의 배기가스중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)의 함유량이 저감된다.

또한 서미스트형의 상류측 가스 온도센서(42)와 하류측 가스 온도센서(43)가 배기가스 정화 케이스(38)에 부설된다. 디젤 산화 촉매(39)의 가스 유입측 단면의 배기가스 온도를 상류측 가스 온도센서(42)에서 검출한다. 디젤 산화 촉매의 가스 유출측 단면의 배기가스 온도를 하류측 가스 온도센서(43)에서 검출한다.

또한, 배기가스 정화 케이스(38)에 배기가스 압력센서로서의 차압 센서(44)를 부설한다. 수트 필터(40)의 상류측과 하류측 사이의 배기가스의 압력차를 차압 센서(44)에서 검출한다. 수트 필터(40)의 상류측과 하류측간의 배기 압력차에 의거하여 수트 필터(40)에 있어서의 입자상 물질의 퇴적량이 연산되어, 수트 필터(40)내의 막힘 상태를 파악할 수 있도록 구성하고 있다.

전기 배선 커넥터를 일체적으로 설치한 차압 센서(44)가 지지 프레임(97)의 상측에 설치된 센서 적재대(센서 지지부)(98)에 부착된다. 배기가스 정화 케이스(38)의 외측면에 차압 센서(44)가 배치된다. 차압 센서(44)에는 상류측 센서 배관(47)과 하류측 센서 배관(48)의 일단측이 각각 접속된다. 배기가스 정화 케이스(38)내의 수트 필터(40)를 끼우도록 상류측과 하류측의 각 센서 배관 보스체(49,50)가 배기가스 정화 케이스(38)에 배치된다. 각 센서 배관 보스체(49,50)에 상류측 센서 배관(47)과 하류측 센서 배관(48)의 타단측이 각각 접속된다.

상기 구성에 의해, 수트 필터(40)의 유입측의 배기가스 압력과, 수트 필터(40)의 유출측의 배기가스 압력의 차(배기가스의 차압)가 차압 센서(44)를 통해 검출된다. 수트 필터(40)에 포집된 배기가스중의 입자상 물질의 잔류량이 배기가스의 차압에 비례하기 때문에, 수트 필터(40)에 잔류하는 입자상 물질의 양이 소정 이상으로 증가했을 때에, 차압 센서(44)의 검출 결과에 의거하여 수트 필터(40)의 입자상 물질량을 감소시키는 재생 제어(예를 들면 배기 온도를 상승시키는 제어)가 실행된다. 또한 재생 제어 가능범위이상으로 입자상 물질의 잔류량이 더 증가했을 때에는 배기가스 정화 케이스(38)를 착탈 분해해서 수트 필터(40)를 청소하고, 입자상 물질을 인위적으로 제거하는 메인터넌스 작업이 행해진다.

또, 차압 센서(44)의 외측 케이스부에 전기배선 커넥터(51)를 일체적으로 설치함과 아울러 상류측 가스 온도센서(42)의 전기배선 커넥터(도시생략)와, 하류측 가스 온도센서(43)의 전기배선 커넥터(도시생략)를 지지 프레임(97)의 센서 적재대(98)에 고착한다. 센서 적재대(98)는 지지 프레임(97)의 상측에 연이어 설치된 금속판을 굴곡시켜서 구성되고, 그 상면에 차압 센서(44) 등이 설치된다.

그런데, 지지 프레임(97)은 그 좌우 양단을 굴곡시킨 금속판에 의해 구성된다. 이 지지 프레임(97)의 좌우 양단의 굴곡부위가 기체 프레임(94)의 좌우 측벽에의 체결부(99)로 된다. 이 체결부(99)가 기체 프레임(94)의 좌우 측벽과 볼트 체결됨으로써 기체 프레임(94)의 좌우 측벽을 가교하도록 지지 프레임(97)이 기체 프레임(94)에 고정된다. 이렇게 고정된 지지 프레임(97)은 그 판면이 기체 프레임(94)의 좌우 측벽에 대하여 수직으로 되는 상태에서 오일 쿨러(25)의 하측에 배치되게 된다.

또한 배기가스 정화 케이스(38)의 출구 협지 플랜지(45)에 매달림체(55)를 일체적으로 형성함과 아울러, 정화 입구관(36)이 형성된 배기가스 정화 케이스(38)의 배기가스 입구측의 측면에 매달림 금구(56)를 볼트 체결한다. 배기가스 정화 케이스(38)의 대각선 방향으로 매달림체(55)와 매달림 금구(56)를 이간시켜서 배치한다. 디젤엔진(1)의 조립공장 등에 있어서 체인 블록 등의 훅(도시생략)에 매달림체(55)와 매달림 금구(56)를 록킹하고, 체인 블록 등으로 배기가스 정화 케이스(38)를 매달아 지지시키고, 디젤엔진(1)에 배기가스 정화 케이스(38)를 장착한다. 매달림체(55)와 매달림 금구(56)의 대각선 방향의 배치에 의해 중량물인 배기가스 정화 케이스(38)를 안정된 자세로 매달 수 있다.

또한 배기가스 정화 케이스(38)는 출구 협지 플랜지(45)에 연결 다리체(좌측 브래킷)(80)가 볼트 체결에 의해 착탈 가능하게 부착됨과 아울러 고정 다리체(우측 브래킷)(81)이 용접 고착된다. 이 때, 연결 다리체(80)의 부착 보스부가 출구 협지 플랜지(45)의 원호체에 설치된 관통구멍이 형성된 다리체 체결부에 볼트 체결되어서 부착된다. 또한 고정 다리체(81)가 정화 입구관(36)측에서 배기가스 정화 케이스(38)의 외주면에 대하여 용접으로 고착된다.

즉, 고정 다리체(81)가 배기가스 정화 케이스(38)의 입구측에 설치되고, 연결 다리체(80)가 배기가스 정화 케이스(38)의 출구측에 설치된다. 또, 연결 다리체(80)는 출구 협지 플랜지(45)에 한정되지 않고, 배기가스 정화 케이스(38)를 조립할 때에 체결되는 중앙 협지 플랜지 등의 다른 협지 플랜지에 체결되는 것으로 해도 좋다.

이 배기가스 정화 케이스(38)의 외주에 설치된 연결 다리체(80) 및 고정 다리체(81) 각각이 기체 프레임(94)에 고정되어 있는 지지 프레임(97)에 볼트 체결된다. 이에 따라 배기가스 정화 장치(2)는 지지 프레임(97)을 통해 기체 프레임(94)에 매달아 지지된다. 즉, 배기가스 정화 장치(2)는 디젤엔진(1)으로부터 진동 전달이 억제되는 기체 프레임(94)에 지지된다. 따라서, 디젤엔진(1)에 의한 배기가스 정화 장치(2)에의 진동 전달을 막을 수 있으므로 배기가스 정화 장치(2)의 내구성향상이나 장기 수명화를 꾀할 수 있다.

또한 이 배기가스 정화 장치(2)를 지지하는 지지 프레임(97)은 그 상부에 구성되는 센서 적재대(98) 상에 라디에이터(24)의 하측과 연결된 하부 지지 브래킷(58)이 접촉하는 것으로 해도 좋다. 이 하부 지지 브래킷(58)은 라디에이터(24)의 상부를 고정하는 상부 지지 브래킷(57)과 마찬가지로 방진 고무(60)를 구비하고, 지지 프레임(97)에 대하여 방진 지지된다. 또한 하부 지지 브래킷(58)이 센서 적재대(98)와 연결시키는 것으로서 하부 지지 브래킷(58)이 지지 프레임(97)에 의해 고정되는 것으로 해도 좋다. 또한, 이 하부 지지 브래킷(58)이 지지 프레임(97)과 일체로 구성되는 것으로 해도 좋다.

배기가스 정화 장치(2)를 정화 입구관(36)과 중계관(66)을 연결하는 배기관(72)은 그 일부에 스켈리톤 형상의 플렉시블관(73)을 갖는다. 도 3∼도 8에 의한 구성예에서는 플렉시블관(73)은 디젤엔진(1)의 후방측에서 배기관(72)을 하방으로 굴곡시킨 위치로부터 정화 입구관(36)과의 연결 부분 사이의 위치에 설치된다. 이 플렉시블관(73)이 배기관(72)에 설치됨으로써 디젤엔진(1)과의 접속 경로가 되는 배기관(72)에 있어서 디젤엔진(1)의 진동에 의거하는 부하를 플렉시블관(72)에서 흡수할 수 있다. 따라서, 배기관(72)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배기가스 정화 장치(2)를 디젤엔진(1)의 진동으로부터 보호할 수 있다.

이어서, 도 3에 나타내듯이, 배기 매니폴드(7)에 EGR 가스 인출관(61)을 일체적으로 형성한다. 또한 배기 매니폴드(7)에 관 조인트 부재(62)를 볼트 체결한다. EGR 쿨러(29)의 EGR 가스 입구부를 EGR 가스 인출관(61)으로 지지함과 아울러, 재순환 배기가스관(30)을 접속하는 관 조인트 부재(62)로 EGR 쿨러(29)의 EGR 가스 출구부를 지지함으로써, EGR 쿨러(29)는 실린더 블록(4)(구체적으로는 좌측면)으로부터 이간해서 배치된다.

한편, 도 3, 도 6, 도 7에 나타내듯이, 디젤엔진(1)의 배기압을 높이는 배기 스로틀 장치(65)를 구비한다. 배기 매니폴드(7)의 배기 출구를 상향으로 개구시키고 있다. 배기 매니폴드(7)의 배기 출구는 디젤엔진(1)의 배기압을 조절하기 위한 배기 스로틀 장치(65)를 통해 엘보우상의 중계관(66)에 착탈 가능하게 연결되어 있다. 배기 스로틀 장치(65)는 배기(3)를 내장하는 스로틀 밸브 케이스(68)와, 배기 스로틀 밸브를 개방 작동 제어하는 모터(액츄에이터)로부터의 동력 전달 기구 등을 내장하는 액츄에이터 케이스(69)와, 스로틀 밸브 케이스(68)에 액츄에이터 케이스(69)를 연결하는 수냉 케이스(70)를 갖는다. 상기 동력 전달 기구에 의해 상기 모터는 그 회전축이 스로틀 밸브 케이스(68)내의 상기 배기 스로틀 밸브의 회전축과 기어 등으로 연동 가능하게 구성된다.

배기 매니폴드(7)의 배기 출구에 스로틀 밸브 케이스(68)를 적재하고, 스로틀 밸브 케이스(68)에 중계관(66)을 적재하고, 4개의 볼트로 배기 매니폴드(7)의 배기 출구체에 스로틀 밸브 케이스(68)를 통해 중계관(66)을 체결한다. 배기 매니폴드(7)의 배기 출구체에 스로틀 밸브 케이스(68)의 하면측이 고착된다. 스로틀 밸브 케이스(68)의 상면측에 중계관(66)의 하면측 개구부가 고착된다. 배기관(72)을 통해 정화 입구관(36)에 중계관(66)의 횡향 개구부를 연결한다. 따라서, 상기한 배기가스 정화 장치(2)에 중계관(66) 및 배기 스로틀 장치(65)를 통해 배기 매니폴드(7)가 접속된다. 배기 매니폴드(7)의 출구부로부터 정화 입구관(36)을 통해 배기가스 정화 장치(2)내로 이동한 배기가스는 배기가스 정화 장치(2)로 정화된 후, 정화 출구관(37)으로부터 테일 파이프(135)로 이동하고, 최종적으로 기외로 배출되게 된다.

상기 구성에 의해, 상기 차압 센서(44)로 검출된 압력차에 의거하여 배기 스로틀 장치(65)의 상기 모터를 작동시킴으로써, 수트 필터(40)의 재생 제어가 실행된다. 즉, 수트(매연)가 수트 필터(40)에 퇴적했을 때는 배기 스로틀 장치(65)의 상기 배기 스로틀 밸브를 폐쇄하는 제어로 디젤엔진(1)의 배기압을 높게 함으로써, 디젤엔진(1)으로부터 배출되는 배기가스 온도를 고온으로 상승시키고, 수트 필터(40)에 퇴적한 수트(매연)를 연소한다. 그 결과, 수트가 소실되고, 수트 필터(40)가 재생한다.

또한 부하가 작고 배기가스의 온도가 지나치게 낮아지기 쉬운 작업(수트가 퇴적되기 쉬운 작업)을 계속해서 행해도 배기 스로틀 장치(65)를 배기압의 강제 상승으로 배기 승온 기구로서 작용시켜서 수트 필터(40)를 재생할 수 있고, 배기가스 정화 장치(2)의 배기가스 정화 능력을 적정하게 유지할 수 있다. 또한 수트 필터(40)에 퇴적한 수트를 태우기 위한 버너 등도 불필요하게 된다. 또, 배기가스 정화 장치(2)의 배기가스 정화 능력을 유지시키는 배기 승온 기구로서 에 보내지는 배기가스 온도를 직접 높이기 위한 히터를 구비하는 것으로 해도 좋다. 또한 엔진(1) 시동시에도 배기 스로틀 장치(65)의 제어로 디젤엔진(1)의 배기압을 높게 함으로써, 디젤엔진(1)으로부터의 배기가스의 온도를 고온으로 해서 디젤엔진(1)의 난기를 촉진할 수 있다.

상기한 바와 같이, 배기 스로틀 장치(65)가 상향으로 개구시킨 배기 매니폴드(7)의 배기 출구에 스로틀 밸브 케이스(68)의 배기가스 도입측을 체결함으로써 배기관(72)이 스로틀 밸브 케이스(68)를 통해 배기 매니폴드(7)에 접속된다. 따라서, 고강성의 상기 배기 매니폴드(7)에 배기 스로틀 장치(65)를 지지할 수 있고, 배기 스로틀 장치(65)의 지지구조를 고강성으로 구성할 수 있는 것이면서, 예를 들면 배기 매니폴드(7)에 중계관(66)을 통해 스로틀 밸브 케이스(68)를 접속하는 구조에 비해 배기 스로틀 장치(65)의 배기가스 도입측의 용적을 축소하여 배기 매니폴드(7)내의 배기압을 고정밀도로 조절할 수 있다. 예를 들면 배기가스 정화 장치(2) 등에 공급하는 배기가스의 온도를 배기가스의 정화에 알맞은 온도로 간단하게 유지할 수 있다.

또한 배기 매니폴드(7)의 상면측에 스로틀 밸브 케이스(68)를 체결하고, 스로틀 밸브 케이스(68)의 상면측에 엘보우상의 중계관(66)을 체결하고, 배기 매니폴드(7)에 대하여 스로틀 밸브 케이스(68)와 중계관(66)을 다층상으로 배치하고, 최상층부의 중계관(66)에 배기관(72)을 연결하고 있다. 따라서, 배기 스로틀 장치(65)의 지지 자세를 변경하지 않고, 또 중계관(66)의 사양을 변경하지 않고, 예를 들면 배기가스 정화 장치(2)의 부착 위치 등에 맞춰서 중계관(66)의 부착 자세(배기관(72)의 연결 방향)를 변경할 수 있다.

또한 배기 매니폴드(7)의 배기 출구를 상향으로 개구하고, 배기 매니폴드(7)의 상면측에 스로틀 밸브 케이스(68)를 설치하고, 스로틀 밸브 케이스(68)의 상면측에 스로틀 밸브 가스 출구를 형성함과 아울러, 스로틀 밸브 케이스(68)의 하방에 배기 매니폴드(7)를 사이에 두고 EGR 가스 냉각용의 EGR 쿨러(29)를 배치하고 있다. 따라서, 엔진(1)의 일측면을 따라 배기 매니폴드(7)와, 배기 스로틀 장치(65)와, EGR 쿨러(29)를 컴팩트하게 설치할 수 있는 것이면서, 예를 들면 배기가스 정화 장치(2)의 배치 등에 대응해서 스로틀 밸브 케이스(68)의 스로틀 밸브 가스 출구로부터 횡향 또는 상향으로 배기관(72)을 연이어 설치할 수 있다. 따라서, 작업 차량의 엔진룸 내외(디젤엔진(1) 이외의 구성부품)에 배기가스 정화 장치(2)를 기능적으로 지지할 수 있다. 또한 배기 매니폴드(7)의 외측면을 이용해서 배기 스로틀 장치(65) 및 EGR 쿨러(29)에 접속하는 냉각수 배관(스로틀 출구측 파이프(77), 스로틀 입구측 파이프(78) 등)을 컴팩트하게 지지할 수 있다.

한편, 디젤엔진(1)의 좌측방(배기 매니폴드(7)측)에 EGR 쿨러(29) 및 배기 스로틀 장치(65)에 냉각수 펌프(21)를 접속하는 냉각수 배관 경로(가동성 냉각수 리턴 호스(75), 중간 파이프(76), 스로틀 출구측 파이프(77), 스로틀 입구측 파이프(78), 냉각수 인출 호스(79) 등)를 설정한다. 냉각수 펌프(21)로부터의 냉각수는 디젤엔진(1)의 수냉부에 공급될 뿐만 아니라, 그 일부를 EGR 쿨러(29) 및 배기 스로틀 장치(65)로 보내도록 구성되어 있다.

상기 리턴 호스(75)에 합금제 중간 파이프(76)의 일단측을 접속하고, 합금제 중간 파이프(76)의 타단에 가동성 호스(76a)를 통해 합금제 스로틀 출구측 파이프(77)의 일단을 접속한다. 배기 스로틀 장치(65)의 수냉 케이스(70)에 스로틀 출구측 파이프(77)의 타단을 가동성 호스(도시생략) 등을 통해 접속함과 아울러 수냉 케이스(70)에 합금제 스로틀 입구측 파이프(78)의 일단측을 가동성 호스(도시생략) 등을 통해 접속하고, EGR 쿨러(29)의 냉각수 배수구에 스로틀 입구측 파이프(78)의 타단측을 가동성 호스(도시생략) 등을 통해 접속한다. 또, EGR 쿨러(29)의 냉각수 도입구가 냉각수 인출 호스(79)를 통해 실린더 블록(4)에 접속되어 있다.

즉 냉각수 펌프(21)에 EGR 쿨러(29) 및 배기 스로틀 장치(65)가 직렬로 접속되어 있다. 그리고, 상기 각 호스(75,76a,79) 및 상기 각 파이프(76∼78) 등으로 형성하는 냉각수 유통 경로중에서는 냉각수 펌프(21)와 EGR 쿨러(29) 사이에 배기 스로틀 장치(65)가 배치된다. EGR 쿨러(29)의 상류측에 배기 스로틀 장치(65)가 위치하고 있다. 냉각수 펌프(21)로부터의 냉각수의 일부는 실린더 블록(4)으로부터 EGR 쿨러(29)를 통해 배기 스로틀 장치(65)에 공급되어 순환하게 된다.

이와 같이 냉각수의 일부가 공급되는 배기 스로틀 장치(65)는 스로틀 출구측 파이프(77)로부터 냉각수가 공급됨과 아울러 스로틀 입구측 파이프(78)에 냉각수를 배출한다. 따라서, 수냉 케이스(70)에의 냉각수의 급수 위치와 배수 위치가 스로틀 밸브 케이스(68)내를 흐르는 배기가스의 흡기위치와 배기위치와 반대가 된다. 즉, 수냉 케이스(70)의 냉각수의 급수 위치가 배수 위치에 비해서 상측이 되므로 수냉 케이스(70)내를 흐르는 냉각수의 역류를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조해서 포크리프트 카(120)에 상기 디젤엔진(1)을 탑재한 구조를 설명한다. 도 11 및 도 12에 나타내듯이 포크리프트 카(120)는 좌우 한쌍의 전륜(122) 및 후륜(123)을 갖는 주행기체(124)를 구비하고 있다. 주행기체(124)에는 조종부(125)와 디젤엔진(1)이 탑재되어 있다. 주행기체(124)의 전측부에는 하역작업을 위한 포크(126)를 갖는 작업부(127)가 설치되어 있다. 조종부(125)에는 오퍼레이터가 착좌하는 조종 좌석(128)과, 조종 핸들(129)과, 디젤엔진(1) 등을 출력 조작하는 조작 수단이나, 작업부(127)용의 조작 수단으로서의 레버 또는 스위치 등이 배치되어 있다.

작업부(127)의 구성요소인 마스트(130)에는 포크(126)가 승강 가능하게 배치되어 있다. 포크(126)를 승강이동시켜서 짐을 실은 팰릿(도시생략)을 포크(126)에 적재시키고, 주행기체(124)를 전후진 이동시켜서 상기 팰릿의 운반 등의 하역작업을 실행하도록 구성하고 있다.

이 포크리프트 카(120)에 있어서, 디젤엔진(1)은 조종 좌석(128)의 하측에 배치됨과 아울러 배기가스 정화 장치(2)가 디젤엔진(1)의 후방하측에 배치된다. 따라서, 디젤엔진(1)과 배기가스 정화 장치(2)를 접속하는 배기관(72)이 조종 좌석(128)의 하측으로부터 카운터 웨이트(131)를 향해서 굴곡시켜서 연장되는 구성으로 되고, 배기가스 정화 장치(2)가 디젤엔진(1)에 대하여 원격 배치된다.

그리고, 디젤엔진(1)의 후방에는 냉각팬(9)에 대치하는 위치에 라디에이터(24)가 배치되고, 디젤엔진(1)의 후방좌측에 에어 클리너(32)가 배치된다. 즉 에어 클리너(32) 및 배기관(72)이 디젤엔진(1) 및 라디에이터(24)를 끼우도록 디젤엔진(1)의 양측에 배치됨과 아울러 라디에이터(24)의 하측에 배기가스 정화 장치(2)가 배치된다.

디젤엔진(1)은 플라이휠 하우징(10)이 주행기체(124)의 전방부측에 위치하도록 배치되어 있다. 즉, 엔진 출력축(74)의 방향이 작업부(127)와 카운터 웨이트(131)가 배열되는 전후 방향을 따르도록 디젤엔진(1)이 배치되어 있다. 플라이휠 하우징(10)의 전면측에는 미션 케이스(132)가 연결되어 있다. 디젤엔진(1)으로부터 플라이휠(11)을 경유한 동력은 미션 케이스(132)에서 적당하게 변속되고, 전륜(122) 및 후륜(123)이나 포크(126)의 유압 구동원(133)에 전달되게 된다.

상기 실시형태에 있어서의 엔진 장치는 도 3∼도 8에 나타내듯이 배기가스 정화 장치(2)가 지지 프레임(97)을 통해 기체 프레임(94)에 접속되는 구성으로 했다. 이에 따라 배기가스 정화 장치(2)가 디젤엔진(1)의 진동으로부터 단절된 구조물로 지지되게 된다. 따라서, 전술한 바와 같이, 배기관(72)에 플렉시블관(73)을 설치해서 디젤엔진(1)의 진동이 배기관(72)으로부터 배기가스 정화 장치(2)에 전달되는 것을 억제하고 있다.

또, 본원 발명은 전술의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 형태로 구체화할 수 있다. 예를 들면 본원 발명에 따른 엔진 장치는 상기한 바와 같은 포크리프트 카(120) 및 휠 로더(211)에 한정되지 않고, 콤바인, 트랙터 등의 농작업기나 크레인 차 등의 특수작업용 차량과 같은 각종 작업기계에 대하여 널리 적용할 수 있다. 또한 본원 발명에 있어서의 각 부의 구성은 도시의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본원 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경이 가능하다.

이하, 본원 발명의 엔진 장치의 다른 실시형태로서 도 13 및 도 14를 참조해서 설명한다. 또, 도 13 및 도 14에 나타내는 구성에 있어서, 도 1∼10과 동일한 목적으로 사용하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다. 본 실시형태의 엔진 장치는 상기 실시형태에 있어서의 엔진 장치(도 3∼도 8 참조)와 달리 배기가스 정화 장치(2)가 디젤엔진(1)에 고정된 구성이 된다. 따라서, 이하에서는 배기가스 정화 장치(2)의 고정 구조에 관하여 설명한다.

도 13 및 도 14에 나타내듯이 배기가스 정화 장치(2)는 디젤엔진(1)에 있어서의 실린더 블록(4)의 좌우 측면에 설치된 기관 다리 부착부(19)에 지지 브래킷(20)을 통해 연결된다. 이 때, 좌우의 지지 브래킷(20)은 각각 실린더 블록(4)의 좌우 측면에 있어서의 냉각팬(9)측의 기관 다리 부착부(19)에 기관 다리체(34)와 함께 볼트 체결된다. 그리고, 좌측의 지지 브래킷(20)이 연결 다리체(80) 및 출구 협지 플랜지(45)와 볼트 체결됨과 아울러 우측의 지지 브래킷(20)이 고정 다리체(81)와 볼트 체결된다. 이에 따라 배기가스 정화 장치(2)는 디젤엔진(1)의 후방하측에서 지지된다.

이와 같이 지지되는 배기가스 정화 장치(2)의 지지구조가 디젤엔진(1)에 의한 일체화시킨 구조가 된다. 따라서, 배기가스 정화 장치(2)의 정화 입구관(36)과 디젤엔진(1)의 중계관(66)을 연결하는 배기관(72)은 진동 전달을 방지하는 구성이 불필요가 되고, 플렉시블관(73)을 생략한 구성으로 할 수 있다. 또한 배기가스 정화 장치(2)를 디젤엔진(1)에 일체로서 장착할 수 있으므로 엔진 조립 공장에서 배기가스 정화 장치(2)를 디젤엔진(1)에 장착하여 출하할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 도 13 및 도 14에 나타내는 지지 브래킷(20)에 의해 배기가스 정화 장치(2)를 디젤엔진(1)으로 지지하는 구성으로 했지만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 지지 브래킷(20) 대신에 배기가스 정화 장치(2)와 디젤엔진(1)을 연결시키는 지지 브래킷이 배기가스 정화 장치(2)의 연결 다리체(80) 및 고정 다리체(81)와의 체결면과, 디젤엔진(1)의 좌우 측면에 있어서의 기관 다리 부착부(19)와의 체결면을 구비한 하나의 부품으로 구성되는 것이어도 좋다.

1: 디젤엔진
2: 배기가스 정화 장치
7: 배기 매니폴드
24: 라디에이터
25: 오일 쿨러
32: 에어 클리너
33: 흡기관
65: 배기 스로틀 장치
66: 중계관
68: 스로틀 밸브 케이스
70: 수냉 케이스
72: 배기관
73: 플렉시블관
77: 스로틀 출구측 파이프
78: 스로틀 입구측 파이프
94: 기체 프레임
95: 지지 부재
96: 지지 부재
97: 지지 프레임
98: 센서 적재대
99: 체결부

Claims

주행기체의 후방부에 설치한 보닛 상에 조종 좌석을 배치하고 또한 상기 보닛 내에 배기 매니폴드를 갖는 엔진을 배치한 작업기계에 탑재되는 엔진 장치로서,
상기 엔진의 배기가스를 정화 처리하는 배기가스 정화 장치를 갖고,
상기 보닛 내의 후방부에 상기 엔진의 후방부에 설치한 냉각팬과 대치하도록 열교환기가 배치되어 상기 배기가스 정화 장치가 그 배기가스 이동방향을 엔진 출력축의 길이 방향으로 교차시키고, 상기 열교환기의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 위치시키고 있으며,
상기 엔진의 배기 매니폴드에 배기관을 통해 상기 배기가스 정화 장치의 배기가스 입구측을 접속하고 있고,
상기 배기가스 정화 장치가 지지 프레임을 통해 상기 주행 기체의 기체 프레임에 매달아 지지되고, 상기 열교환기가 상기 지지 프레임에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주행기체에 있어서 상기 보닛보다 후방에 설치한 카운터 웨이트와, 상기 엔진의 배기가스를 정화 처리하는 배기가스 정화 장치를 갖고, 상기 카운터 웨이트와 상기 엔진 사이의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 배치함과 아울러,
상기 보닛 내의 후방부에 상기 엔진의 후방부에 설치한 냉각팬과 대치하도록 복수의 열교환기를 배치하고,
상기 냉각팬에 의한 냉각풍의 토출 방향을 향해서 방열량이 작은 순으로 상기 열교환기을 1열로 배열하고, 상기 열교환기의 하방에 상기 배기가스 정화 장치를 위치시키고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 엔진의 배기 매니폴드에 배기관을 통해 상기 배기가스 정화 장치의 배기가스 입구측을 접속하고, 상기 배기관의 일부를 플렉시블관에 의해 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배기가스 정화 장치를 그 배기가스 이동방향을 엔진 출력축의 길이 방향과 교차시켜서 배치함과 아울러 상기 엔진 후방부의 기관 다리 부착부에 연결하는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기가스 정화 장치를 향하는 배기가스를 승온시키는 배기 승온 기구를 상기 배기관의 중도부에 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너와 상기 배기관은 상기 보닛 내에 있어서 상기 열교환기를 사이에 둔 좌우 양측에 각각 나누어서 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.