KR102239402B1

KR102239402B1 - 엔진 장치

Info

Publication number: KR102239402B1
Application number: KR1020197021759A
Authority: KR
Inventors: 유 마츠이; 나오토시 후루카와
Original assignee: 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2021-04-12
Also published as: KR102314589B1; KR20240046303A; EP3604756A4; KR102654997B1; US20210164373A1; EP3964697A1; WO2018173392A1; KR20210125614A; JP2018162714A; KR20230136684A; US20230090880A1; CN110573707A; US11536175B2; US10837334B2; EP3604756A1; KR20220122805A; KR20210041129A; US20200080452A1; JP6731876B2; KR20190093671A

Abstract

엔진 장치 (1) 는, 실린더 헤드 (2) 의 상방에 지지대 (121) 를 개재하여 배기 가스 정화 장치 (100) 를 구비한다. 지지대 (121) 는, 배기 가스 정화 장치 (100) 가 탑재되는 평면부 (121a) 와, 평면부 (121a) 로부터 하방을 향하여 돌출 형성되어 실린더 헤드 (2) 에 고정되는 복수의 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 를 구비한다. 평면부 (121a) 와 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 는 일체 성형되어 있다. 또 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 끼리의 사이가 아치 형상으로 형성되어 있다.

Description

엔진 장치

본원 발명은, 배기 가스 정화 장치를 구비하는 엔진 장치에 관한 것이다.

최근, 디젤 엔진 (이하 간단히 엔진이라고 한다) 에 관한 고차의 배기 가스 규제가 적용됨에 따라, 엔진이 탑재되는 농작업 차량이나 건설 토목 기계에, 배기 가스 중의 대기 오염 물질을 정화 처리하는 배기 가스 정화 장치를 탑재하는 것이 요청되고 있다. 배기 가스 정화 장치로는, 배기 가스 중의 입자상 물질 (매연, 퍼티큘레이트) 등을 포집하는 디젤 퍼티큘레이트 필터 (DPF) 가 알려져 있다 (예를 들어 특허문헌 1 ∼ 3 등 참조).

일본 공개특허공보 2012-077621호 일본 공개특허공보 2013-173428호 일본 특허공보 제5449517호

엔진에 배기 가스 정화 장치를 컴팩트하게 탑재하기 위해서 배기 가스 정화 장치를 엔진 상부에 탑재하는 경우, 고강성의 지지대가 필요해지는데, 진동 및 강도의 관점에서 지지대의 강성을 확보하면서 지지대를 경량화할 필요가 있다.

본원 발명은, 상기와 같은 현상황을 검토하여 개선을 실시한 엔진 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 하고 있다.

본원 발명의 엔진 장치는, 실린더 헤드의 상방에 지지대를 개재하여 배기 가스 정화 장치를 구비하는 엔진 장치로서, 상기 지지대는, 상기 배기 가스 정화 장치가 탑재되는 평면부와, 상기 평면부로부터 하방을 향하여 돌출 형성되어 상기 실린더 헤드에 고정되는 복수의 레그부를 구비하고, 상기 평면부와 상기 레그부가 일체 성형되어 있는 한편으로, 이웃하는 상기 레그부끼리의 사이가 아치 형상으로 형성되어 있는 것이다.

본원 발명의 엔진 장치는, 예를 들어, 서로 대향하는 상기 실린더 헤드의 배기측면과 흡기측면에 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드가 나누어져 배치되는 구성으로서, 상기 지지대는, 상기 배기측면 및 상기 흡기측면과 교차하는 상기 실린더 헤드의 2 측면 중 일방의 측면의 상방에 배치됨과 함께, 상기 레그부로서, 상기 배기측면에 고정되는 배기측 레그부와, 상기 흡기측면에 고정되는 흡기측 레그부와, 상기 일방의 측면에 고정되는 중앙 레그부를 구비하고 있도록 해도 된다.

또한, 본원 발명의 엔진 장치는, 상기 실린더 헤드의 상기 2 측면 중 타방의 측면측에 냉각팬을 구비하는 구성으로서, 상기 실린더 헤드 상의 실린더 헤드 커버와 상기 지지대 사이에 상기 냉각팬으로부터의 냉각풍이 흐르는 냉각풍 통로가 형성되어 있도록 해도 된다.

또한, 본원 발명의 엔진 장치는, 상기 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 상기 흡기 매니폴드에 되돌리는 EGR 장치와, 상기 EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러와, 상기 배기 매니폴드 내의 배기 가스 압력을 검출하는 배기 압력 센서를 구비하는 구성으로서, 상기 실린더 헤드의 상기 일방의 측면에, 상기 EGR 쿨러와 상기 배기 압력 센서가 장착되어 있도록 해도 된다.

또, 본원 발명의 엔진 장치는, 상기 실린더 헤드의 상기 흡기측면에 상기 흡기 매니폴드가 일체 성형되어 있고, 상기 흡기측 레그부는, 상기 흡기 매니폴드의 상면에 고정되어 있도록 해도 된다.

본원 발명의 엔진 장치는, 실린더 헤드의 상방에 지지대를 개재하여 배기 가스 정화 장치를 구비하는 엔진 장치로서, 지지대는, 배기 가스 정화 장치가 탑재되는 평면부와, 평면부로부터 하방을 향하여 돌출 형성되어 실린더 헤드에 고정되는 복수의 레그부를 구비하고, 평면부와 레그부가 일체 성형되어 있는 한편으로, 이웃하는 레그부끼리의 사이가 아치 형상으로 형성되어 있도록 하였으므로, 일체 성형 구조 및 상기 아치 형상에 의해, 지지대의 강성을 확보하면서 경량화를 실현할 수 있다. 또, 지지대를 일체 성형 부품으로 함으로써, 부품 점수를 저감시킬 수 있다. 또, 복수의 레그부 사이에 아치 형상의 간극이 형성되어 있음으로써, 지지대의 레그부 주변에서 열고임이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 예를 들어 레그부 주변에 탑재되는 센서 등의 전자 부품에 대한 열해나, EGR 쿨러 등의 냉각 부품의 냉각 부족을 방지할 수 있다.

본원 발명의 엔진 장치는, 예를 들어, 서로 대향하는 실린더 헤드의 배기측면과 흡기측면에 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드가 나누어져 배치되는 구성으로서, 지지대는, 상기 배기측면 및 상기 흡기측면과 교차하는 실린더 헤드의 2 측면 중 일방의 측면의 상방에 배치됨과 함께, 레그부로서, 배기측면에 고정되는 배기측 레그부와, 흡기측면에 고정되는 흡기측 레그부와, 상기 일방의 측면에 고정되는 중앙 레그부를 구비하고 있도록 하면, 실린더 헤드의 배기측면과 흡기측면과 상기 일방의 측면의 합계 3 면에 지지대를 고정시킬 수 있어, 배기 가스 정화 장치의 지지 강성을 향상시킬 수 있다. 또, 흡기측 레그부와 중앙 레그부 사이와, 배기측 레그부와 중앙 레그부 사이에서, 양 아치 형상의 높이나 크기 등을 서로 상이하게 하거나, 흡기측 레그부와 배기측 레그부의 길이를 상이하게 하거나 함으로써, 흡기측과 배기측의 진동을 지지대에서 없애는 것이 가능해져, 배기 가스 정화 장치의 진동을 저감시킬 수 있다.

또한, 본원 발명의 엔진 장치는, 실린더 헤드의 상기 2 측면 중 타방의 측면측에 냉각팬을 구비하는 구성으로서, 실린더 헤드 상의 실린더 헤드 커버와 지지대 사이에 냉각팬으로부터의 냉각풍이 흐르는 냉각풍 통로가 형성되어 있도록 하면, 냉각팬으로부터의 냉각풍을 실린더 헤드의 상기 일방의 측면측에 냉각풍 통로를 통하여 안내할 수 있어, 실린더 헤드의 상기 일방의 측면 주변을 적절히 냉각시킬 수 있다.

또한, 본원 발명의 엔진 장치는, 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 흡기 매니폴드에 되돌리는 EGR 장치와, EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러와, 배기 매니폴드 내의 배기 가스 압력을 검출하는 배기 압력 센서를 구비하는 구성으로서, 실린더 헤드의 상기 일방의 측면에, EGR 쿨러와 배기 압력 센서가 장착되어 있도록 하면, 냉각팬으로부터 냉각풍 통로를 통하여 상기 일방의 측면으로 유도되는 냉각풍에 의해, EGR 쿨러의 냉각 촉진과, 배기 압력 센서의 열해 방지를 실현할 수 있다.

또, 본원 발명의 엔진 장치는, 실린더 헤드의 흡기측면에 흡기 매니폴드가 일체 성형되어 있고, 흡기측 레그부는, 흡기 매니폴드의 상면에 고정되어 있도록 하면, 견뢰한 흡기 매니폴드 상에 흡기측 레그부를 재치 (載置) 하여 강고하게 고정시킬 수 있다. 또, 흡기측 레그부를 흡기 매니폴드에 고정시키기 위한 볼트의 체완 (締緩) 작업을 실린더 헤드의 상방측으로부터 실시할 수 있으므로, 실린더 헤드의 흡기측면의 측방에 배치되는 EGR 장치를 흡기 매니폴드에 장착한 상태로, 상기 지지대의 장착 작업 및 분리 작업을 실시할 수 있어, 엔진 장치의 조립 작업성 및 메인터넌스성이 향상된다.

도 1 은 엔진 장치의 일 실시형태의 개략 정면도이다.
도 2 는 동실시형태의 개략 배면도이다.
도 3 은 동실시형태의 개략 좌측면도이다.
도 4 는 동실시형태의 개략 우측면도이다.
도 5 는 동실시형태의 개략 평면도이다.
도 6 은 2 단 과급기 주변을 확대하여 나타내는 개략 좌측면도이다.
도 7 은 동 2 단 과급기 주변을 확대하여 나타내는 개략 정면도이다.
도 8 은 동 2 단 과급기 주변을 확대하여 나타내는 개략 배면도이다.
도 9 는 실린더 헤드 커버를 일부 절결하여 저압단 과급기 주변을 확대하여 나타내는 개략 평면도이다.
도 10 은 동저압단 과급기의 장착 구조를 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 11 은 배기 가스 정화 장치를 지지하는 지지대 주변을 확대하여 나타내는 개략 정면도이다.
도 12 는 동지지대 주변을 확대하여 나타내는 개략 좌측면도이다.
도 13 은 동지지대 주변을 확대하여 나타내는 개략 우측면도이다.
도 14 는 동지지대 주변을 확대하여 나타내는 개략 평면도이다.
도 15 는 동지지대와 배기 가스 정화 장치의 장착 구조를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 16 은 동지지대와 배기 가스 정화 장치를 도 14 의 A-A 위치 단면으로 나타내는 개략 좌측면도이다.
도 17 은 실린더 헤드 주변을 확대하여 나타내는 개략 정면도이다.
도 18 은 동실린더 헤드의 전부 (前部) 주변을 확대하여 나타내는 개략 평면도이다.
도 19 는 동실린더 헤드의 전부 주변을 확대하여 나타내는 개략 좌측면도이다.
도 20 은 동실린더 헤드의 전부 및 EGR 쿨러를 일부 절결하여 나타내는 개략 사시도이다.
도 21 은 실린더 헤드에 있어서의 배기 유로 및 흡기 유로의 구성을 나타내는 개략적인 평면에서 봤을 때의 단면도이다.
도 22 는 실린더 헤드 전부 주변의 와이어 하니스의 배치를 나타내는 개략 정면도이다.
도 23 은 실린더 헤드 전부 주변의 와이어 하니스의 배치를 나타내는 개략 평면도이다.

이하에, 본 발명을 구체화한 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 먼저, 도 1 ∼ 도 5 를 참조하면서, 엔진 장치의 일례로서의 엔진 (1) 의 전체 구조에 대해 설명한다. 이 실시형태에서는, 엔진 (1) 은 디젤 엔진으로 구성된다. 엔진 (1) 또한, 이하의 설명에서는, 크랭크축 (5) 과 평행한 양측부 (크랭크축 (5) 을 사이에 두고 양측의 측부) 를 좌우, 플라이 휠 하우징 (7) 설치측을 전측, 냉각팬 (9) 설치측을 후측으로 칭하고, 이것들을 편의적으로, 엔진 (1) 에 있어서의 사방 및 상하의 위치 관계의 기준으로 하고 있다.

도 1 ∼ 도 5 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 에 있어서의 크랭크축 (5) 과 평행한 일측부에 흡기 매니폴드 (3) 를, 타측부에 배기 매니폴드 (4) 를 배치하고 있다. 실시형태에서는, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 흡기 매니폴드 (3) 가 실린더 헤드 (2) 와 일체로 성형되어 있다. 실린더 헤드 (2) 의 좌측면에 배기 매니폴드 (4) 가 설치되어 있다. 실린더 헤드 (2) 는, 크랭크축 (5) 과 피스톤 (도시 생략) 이 내장된 실린더 블록 (6) 상에 탑재되어 있다.

실린더 블록 (6) 의 전후 양측면으로부터, 크랭크축 (5) 의 전후 선단측을 돌출시키고 있다. 엔진 (1) 에 있어서의 크랭크축 (5) 과 교차하는 일측부 (실시형태에서는 실린더 블록 (6) 의 전측면측) 에, 플라이 휠 하우징 (7) 이 고착되어 있다. 플라이 휠 하우징 (7) 내에 플라이 휠 (8) 이 배치되어 있다. 플라이 휠 (8) 은 크랭크축 (5) 의 전단측에 고착되어 있고, 크랭크축 (5) 과 일체적으로 회전하도록 구성되어 있다. 작업 기계 (예를 들어 유압 쇼벨이나 포크리프트 등) 의 작동부에, 플라이 휠 (8) 을 통하여 엔진 (1) 의 동력을 취출하도록 구성되어 있다. 엔진 (1) 에 있어서의 크랭크축 (5) 과 교차하는 타측부 (실시형태에서는 실린더 블록 (6) 의 후측면측) 에, 냉각팬 (9) 이 형성되어 있다. 크랭크축 (5) 의 후단측으로부터 벨트 (10) 를 통하여 냉각팬 (9) 에 회전력을 전달하도록 구성되어 있다.

실린더 블록 (6) 의 하면에, 오일팬 (11) 이 배치되어 있다. 오일팬 (11) 내에는 윤활유가 저류되어 있다. 오일팬 (11) 내의 윤활유는, 실린더 블록 (6) 의 플라이 휠 하우징 (7) 과의 연결 부분으로서 실린더 블록 (6) 의 우측면측에 배치된 윤활유 펌프 (도시 생략) 에 의해 흡인되고, 실린더 블록 (6) 의 우측면에 배치된 오일 쿨러 (13) 그리고 오일 필터 (14) 를 통하여, 엔진 (1) 의 각 윤활부에 공급된다. 각 윤활부에 공급된 윤활유는, 그 후 오일팬 (11) 으로 되돌려진다. 윤활유 펌프는 크랭크축 (5) 의 회전에 의해 구동하도록 구성되어 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 의 우측부에는, 실린더 블록 (6) 의 플라이 휠 하우징 (7) 과의 연결 부분에, 연료를 공급하기 위한 연료 공급 펌프 (15) 가 장착된다. 연료 공급 펌프 (15) 는, EGR 장치 (24) 의 하방에 배치된다. 또, 실린더 헤드 (2) 의 흡기 매니폴드 (3) 와 연료 공급 펌프 (15) 사이에는, 커먼 레일 (16) 이 배치된다. 커먼 레일 (16) 은, 실린더 블록 (6) 의 우측면의 상부 전측 근처 부위에 고정되어 있다. 실린더 헤드 커버 (18) 로 덮여 있는 실린더 헤드 (2) 상면부에, 전자 개폐 제어형의 연료 분사 밸브를 갖는 4 기통분의 각 인젝터 (도시 생략) 가 형성되어 있다.

각 인젝터가, 연료 공급 펌프 (15) 및 원통상의 커먼 레일 (16) 을 통하여, 작업 차량에 탑재되는 연료 탱크 (도시 생략) 가 접속되어 있다. 연료 탱크의 연료가 연료 공급 펌프 (15) 로부터 커먼 레일 (16) 에 압송되어, 고압의 연료가 커먼 레일 (16) 에 저장된다. 각 인젝터의 연료 분사 밸브를 각각 개폐 제어함으로써, 커먼 레일 (16) 내의 고압의 연료가 각 인젝터로부터 엔진 (1) 의 각 기통에 분사된다.

도 2 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 상면부에 형성하는 흡기 밸브 및 배기 밸브 (도시 생략) 등을 덮는 실린더 헤드 커버 (18) 상면에, 엔진 (1) 의 연소실 등으로부터 실린더 헤드 (2) 상면측으로 새어 나온 블로바이 가스를 도입하는 블로바이 가스 환원 장치 (19) 가 형성되어 있다. 블로바이 가스 환원 장치 (19) 의 블로바이 가스 출구가, 환원 호스 (68) 를 통하여, 2 단 과급기 (30) 의 흡기부에 연통된다. 블로바이 가스 환원 장치 (19) 내에서 윤활유 성분이 제거된 블로바이 가스는, 2 단 과급기 (30) 등을 통하여, 흡기 매니폴드 (3) 에 되돌려진다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 의 좌측부에서는, 플라이 휠 하우징 (7) 에 엔진 시동용 스타터 (20) 가 장착되어 있다. 엔진 시동용 스타터 (20) 는 배기 매니폴드 (4) 의 하방에 배치된다. 엔진 시동용 스타터 (20) 는, 실린더 블록 (6) 과 플라이 휠 하우징 (7) 의 연결부의 하방이 되는 위치에서, 플라이 휠 하우징 (7) 의 후측면의 좌측 부위에 장착된다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (6) 의 후측면의 왼쪽 근처 부위에는, 냉각수 윤활용의 냉각수 펌프 (21) 가 배치되어 있다. 또, 냉각수 펌프 (21) 의 좌측방에, 엔진 (1) 의 동력에 의해 발전하는 발전기로서의 얼터네이터 (12) 가 형성되어 있다. 크랭크축 (5) 의 전단측으로부터 벨트 (10) 를 통하여, 냉각팬 (9) 과 얼터네이터 (12) 와 냉각수 펌프 (21) 에 회전 이동력을 전달한다. 작업 차량에 탑재되는 라디에이터 (도시 생략) 내의 냉각수가, 냉각수 펌프 (21) 의 구동에 의해, 냉각수 펌프 (21) 에 공급된다. 그리고, 실린더 헤드 (2) 내 및 실린더 블록 (6) 내에 냉각수가 공급되어 엔진 (1) 이 냉각된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 냉각수 펌프 (21) 는, 배기 매니폴드 (4) 보다 낮은 높이 위치에 배치되어 있고, 라디에이터의 냉각수 출구와 연통되는 냉각수 입구관 (22) 이, 실린더 블록 (6) 의 좌측면으로서 냉각수 펌프 (21) 와 대략 동일 높이 위치에 고정 설치된다. 한편, 라디에이터의 냉각수 입구와 연통되는 냉각수 출구관 (23) 은, 도 2 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 의 상면의 후부 오른쪽 근처 부위에 고정 설치되어 있다. 실린더 헤드 (2) 는, 그 오른쪽 후측 모서리부에 냉각수 배수부 (35) 를 갖고 있고, 냉각수 배수부 (35) 의 상면에 냉각수 출구관 (23) 이 설치된다.

도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, EGR 장치 (24) 는, 실린더 헤드 (2) 의 우측방에 배치되어 있다. EGR 장치 (24) 는, 엔진 (1) 의 재순환 배기 가스 (배기 매니폴드 (4) 로부터의 EGR 가스) 와 신기 (新氣) (에어 클리너로부터의 외부 공기) 를 혼합시켜 흡기 매니폴드 (3) 에 공급하는 중계 관로로서의 콜렉터 (25) 와, 에어 클리너에 콜렉터 (25) 를 연통시키는 흡기 스로틀 부재 (26) 와, 배기 매니폴드 (4) 에 EGR 쿨러 (27) 를 통하여 접속하는 환류 관로의 일부가 되는 재순환 배기 가스 배관 (28) 과, 재순환 배기 가스 배관 (28) 에 콜렉터 (25) 를 연통시키는 EGR 밸브 부재 (29) 를 갖고 있다.

이 실시형태에서는, EGR 장치 (24) 의 콜렉터 (25) 는, 실린더 헤드 (2) 와 일체 성형되어 실린더 헤드 (2) 의 우측면을 구성하고 있는 흡기 매니폴드 (3) 의 우측면에 연결되어 있다. 즉, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 형성되는 흡기 매니폴드 (3) 의 입구 개구부에, 콜렉터 (25) 의 출구 개구부가 연결된다. 또, 재순환 배기 가스 배관 (28) 의 EGR 가스 입구는, 실린더 헤드 (2) 의 우측면의 전측 근처 부위에서, 실린더 헤드 (2) 내에 형성되는 EGR 가스 통로의 EGR 가스 출구에 연결된다. 콜렉터 (25) 가 흡기 매니폴드 (3) 에 장착되고, 재순환 배기 가스 배관 (28) 이 실린더 헤드 (2) 에 장착됨으로써, EGR 장치 (24) 는 실린더 헤드 (2) 에 고정된다.

EGR 장치 (24) 에서는, 흡기 매니폴드 (3) 와 신기 도입용의 흡기 스로틀 부재 (26) 가 콜렉터 (25) 를 통하여 연통 접속되어 있다. 콜렉터 (25) 에는, 재순환 배기 가스 배관 (28) 의 출구측에 연결되는 EGR 밸브 부재 (29) 가 연통 접속되어 있다. 콜렉터 (25) 는, 전후로 긴 대략 통상 (筒狀) 으로 형성되어 있다. 콜렉터 (25) 의 급기 도입측 (길이 방향의 전부측) 에 흡기 스로틀 부재 (26) 가 볼트 체결되어 있다. 콜렉터 (25) 의 급기 배출측은 흡기 매니폴드 (3) 의 입구측에 볼트 체결되어 있다. 또한, EGR 밸브 부재 (29) 는, 그 내부에 있는 EGR 밸브의 개도를 조절함으로써, 콜렉터 (25) 에 대한 EGR 가스의 공급량을 조절하는 것이다.

콜렉터 (25) 내에는 신기가 공급됨과 함께, 배기 매니폴드 (4) 로부터 EGR 밸브 부재 (29) 를 통하여 콜렉터 (25) 내에 EGR 가스 (배기 매니폴드 (4) 로부터 배출되는 배기 가스의 일부) 가 공급된다. 신기와 배기 매니폴드 (4) 로부터의 EGR 가스가 콜렉터 (25) 내에서 혼합된 후, 콜렉터 (25) 내의 혼합 가스가 흡기 매니폴드 (3) 에 공급된다. 즉, 엔진 (1) 으로부터 배기 매니폴드 (4) 로 배출된 배기 가스의 일부가, 흡기 매니폴드 (3) 로부터 엔진 (1) 으로 되돌려짐으로써, 고부하 운전시의 최고 연소 온도가 낮아져, 엔진 (1) 으로부터의 NOx (질소산화물) 의 배출량이 저감되게 된다.

도 1 및 도 3 ∼ 도 5 에 나타내는 바와 같이, EGR 쿨러 (27) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 고정되어 있다. 실린더 헤드 (2) 내를 흐르는 냉각수와 EGR 가스가 EGR 쿨러 (27) 로 유출입하여, EGR 쿨러 (27) 내에서 EGR 가스가 냉각된다. 실린더 헤드 (2) 의 전측면에는, EGR 쿨러 (27) 를 연결하는 좌우 1 쌍의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 가 돌출 형성되어 있다. 그리고, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 의 전측면에 EGR 쿨러 (27) 가 연결되어 있다. 즉, EGR 쿨러 (27) 는, EGR 쿨러 (27) 의 후측면과 실린더 헤드 (2) 의 전측면이 이간되도록 하여, 플라이 휠 하우징 (7) 의 상방 위치로서 실린더 헤드 (2) 의 전방 위치에 배치되어 있다.

도 1 ∼ 3 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 의 좌측방에는, 2 단 과급기 (30) 가 배치되어 있다. 2 단 과급기 (30) 는, 고압단 과급기 (51) 와 저압단 과급기 (52) 를 구비한다. 고압단 과급기 (51) 는, 터빈 휠 (도시 생략) 을 내장한 고압단 터빈 케이스 (53) 와 블로어 휠 (도시 생략) 을 내장한 고압단 컴프레서 케이스 (54) 를 갖는다. 저압단 과급기 (52) 는, 터빈 휠 (도시 생략) 을 내장한 저압단 터빈 케이스 (55) 와 블로어 휠 (도시 생략) 을 내장한 저압단 컴프레서 케이스 (56) 를 갖는다.

2 단 과급기 (30) 의 배기 경로에서는, 배기 매니폴드 (4) 에 고압단 터빈 케이스 (53) 를 연결시키고, 고압단 터빈 케이스 (53) 에 고압 배기 가스 배관 (59) 을 통하여 저압단 터빈 케이스 (55) 를 연결시키고, 저압단 터빈 케이스 (55) 에 배기 연결관 (119) 을 연결시키고 있다. 고압 배기 가스 배관 (59) 은, 가요성을 갖는 배관으로 형성된다. 이 실시형태에서는, 고압 배기 가스 배관 (59) 의 일부분이 벨로우즈상으로 형성되어 있다.

배기 연결관 (119) 에는, 배기 가스 정화 장치 (100) 를 통하여 테일 파이프 (도시 생략) 가 접속된다. 엔진 (1) 의 각 기통으로부터 배기 매니폴드 (4) 로 배출된 배기 가스는, 2 단 과급기 (30) 및 배기 가스 정화 장치 (100) 등을 경유하여, 테일 파이프로부터 외부로 방출된다.

2 단 과급기 (30) 의 흡기 경로에서는, 에어 클리너에 급기관 (62) 을 통하여 저압단 컴프레서 케이스 (56) 를 접속시키고, 저압단 컴프레서 케이스 (56) 에 저압 신기 통로관 (65) 을 통하여 고압단 컴프레서 케이스 (54) 를 연결시키고, 고압단 컴프레서 케이스 (54) 에 인터 쿨러 (도시 생략) 를 통하여 EGR 장치 (24) 의 흡기 스로틀 부재 (26) 를 접속시킨다. 에어 클리너에 빨려 들여간 신기 (외부 공기) 는, 에어 클리너로 제진 및 정화된 후, 2 단 과급기 (30) 나 인터 쿨러, 흡기 스로틀 부재 (26), 콜렉터 (25) 등을 통하여 흡기 매니폴드 (3) 로 이송되고, 그리고, 엔진 (1) 의 각 기통에 공급된다.

배기 가스 정화 장치 (100) 는, 배기 가스 중의 입자상 물질 (PM) 등을 포집하기 위한 것이다. 도 1 ∼ 도 5 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치 (100) 는, 평면에서 봤을 때 크랭크축 (5) 과 교차하는 좌우 방향으로 길게 연장된 대략 원통 형상을 갖는다. 이 실시형태에서는, 배기 가스 정화 장치 (100) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면의 상방에 배치되어 있다. 배기 가스 정화 장치 (100) 는, 왼쪽 지지 브래킷 (117) 및 오른쪽 지지 브래킷 (118) 과 지지대 (121) 를 개재하여, 실린더 헤드 (2) 의 전부에 지지되어 있다.

배기 가스 정화 장치 (100) 의 좌우 양측 (길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측) 에는, 배기 가스 도입측과 배기 가스 배출측이 좌우 나누어져 형성되어 있다. 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 가스 도입측의 배기 가스 입구관 (116) 은, 측방에서 봤을 때 대략 L 자형의 배기 가스 통로를 갖는 배기 연결 부재 (120) 와, 직선상의 배기 연결관 (119) 을 통하여, 2 단 과급기 (30) 의 저압단 터빈 케이스 (55) 의 배기 출구에 접속되어 있다. 배기 연결 부재 (120) 는, 지지대 (121) 의 좌측면에 고정되어 있다. 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 가스 배출측은, 테일 파이프 (도시 생략) 의 배기 가스 도입측에 접속된다.

배기 가스 정화 장치 (100) 는, 예를 들어 백금 등의 디젤 산화 촉매 (102) 와 허니콤 구조의 수트 필터 (103) 를 직렬로 나열하여 내부에 수용한 구조를 갖고 있다. 상기의 구성에 있어서, 디젤 산화 촉매 (102) 의 산화 작용에 의해 생성된 이산화질소 (NO2) 가 수트 필터 (103) 내에 취입된다. 엔진 (1) 의 배기 가스 중에 포함되는 입자상 물질은 수트 필터 (103) 에 포집되어, 이산화질소에 의해 연속적으로 산화 제거된다. 따라서, 엔진 (1) 의 배기 가스 중의 입상 물질 (PM) 의 제거에 더하여, 엔진 (1) 의 배기 가스 중의 일산화탄소 (CO) 나 탄화수소 (HC) 의 함유량이 저감된다.

배기 가스 정화 장치 (100) 는, 배기 가스 입구관 (116) 을 외주면에 구비한 상류측 케이스 (105) 와, 상류측 케이스 (105) 와 연결하는 중간 케이스 (106) 와, 중간 케이스 (106) 와 연결하는 하류측 케이스 (107) 를 구비한다. 상류측 케이스 (105) 와 중간 케이스 (106) 를 직렬로 나열하여 연결하여, 내열 금속 재료제의 가스 정화 하우징 (104) 을 구성하고 있다. 가스 정화 하우징 (104) 내에, 원통의 내측 케이스 (도시 생략) 를 통하여, 디젤 산화 촉매 (102) 와 수트 필터 (103) 를 수용하고 있다. 또, 하류측 케이스 (107) 는, 다수의 소음공이 개설된 내측 케이스 (도시 생략) 를 내장함과 함께, 내측 케이스와의 사이에 세라믹 화이버제 소음재가 충전됨으로써, 소음기를 구성하고 있다.

배기 가스가 디젤 산화 촉매 (102) 및 수트 필터 (103) 를 통과할 때에 있어서, 배기 가스 온도가 재생 가능 온도 (예를 들어 약 300 ℃) 를 초과하고 있으면, 디젤 산화 촉매 (102) 의 작용에 의해, 배기 가스 중의 일산화질소가 불안정한 이산화질소로 산화한다. 그리고, 이산화질소가 일산화질소로 돌아올 때에 방출하는 산소에 의해, 수트 필터 (103) 에 퇴적된 입자상 물질이 산화 제거됨으로써, 수트 필터 (103) 의 입자상 물질 포집 능력이 회복되어, 수트 필터 (103) 가 재생되게 된다.

이어서, 도 6 ∼ 도 10 등을 참조하면서, 2 단 과급기 (30) 의 구성 및 장착 구조에 대해 설명한다. 2 단 과급기 (30) 는, 배기 매니폴드 (4) 로부터 배출되는 배기 가스의 유체 에너지에 의해 실린더 헤드 (2) 의 흡기 매니폴드 (3) 에 유입시키는 신기를 압축시킨다. 2 단 과급기 (30) 는, 배기 매니폴드 (4) 와 연결한 고압단 과급기 (51) 와, 고압단 과급기 (51) 와 연결한 저압단 과급기 (52) 로 구성되어 있다.

도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 고압단 과급기 (51) 는, 배기 매니폴드 (4) 의 좌측방에 배치되어 있다. 저압단 과급기 (52) 는, 배기 매니폴드 (4) 의 상방에 배치되어 있다. 즉, 소용량의 고압단 과급기 (51) 를 배기 매니폴드 (4) 의 좌측면에 대치하여 배치하는 한편으로, 대용량의 저압단 과급기 (52) 를 실린더 헤드 (2) 및 실린더 헤드 커버 (18) 의 좌측면에 대치하여 배치하고 있다. 따라서, 실린더 헤드 (2) 의 좌측방의 공간에, 배기 매니폴드 (4) 와 2 단 과급기 (30) 를 정면에서 봤을 때 및 배면에서 봤을 때 대략 사각 프레임 내에 컴팩트하게 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 2 단 과급기 (30) 의 최상부 위치를 엔진 (1) 의 최상부 위치보다 낮은 위치로 할 수 있다. 그 때문에, 엔진 (1) 의 소형화에 공헌할 수 있다.

또, 도 3 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 을 좌측에서 보아, 저압단 과급기 (52) 는, 실린더 헤드 (2) 의 좌측방에 배치되고, 또한 고압단 과급기 (51) 보다 전방에 배치된다. 따라서, 저압단 과급기 (52) 의 하방에서, 실린더 블록 (6) 의 좌측면 전부의 주변에, 다른 어플리케이션 부품을 배치하는 공간을 넓게 할 수 있다. 예를 들어, 저압단 과급기 (52) 와 엔진 시동용 스타터 (20) 사이에, 크랭크축 (5) 의 회전력에 의해 작동하는 유압 펌프 등의 외부 보기를 배치할 수 있다.

도 6 ∼ 도 8 등에 나타내는 바와 같이, 고압단 과급기 (51) 는, 고압단 터빈 케이스 (53) 와, 고압단 터빈 케이스 (53) 의 후방측에 배치되는 고압단 컴프레서 케이스 (54) 와, 양 케이스 (53, 54) 를 연결하는 고압단 센터 하우징 (72) 을 구비한다. 고압단 터빈 케이스 (53) 는, 배기 매니폴드 (4) 의 배기 매니폴드 배기 출구 (49) 와 연통되는 고압단 배기 입구 (57) 와, 고압 배기 가스 배관 (59) 의 상류측 단부와 연통되는 고압단 배기 출구 (58) 를 구비한다. 고압단 컴프레서 케이스 (54) 는, 저압 신기 통로관 (65) 의 하류측 단부와 연통되는 고압단 신기 입구 (66) 와, 인터 쿨러 (도시 생략) 에 접속되는 고압단 신기 공급구 (67) 를 구비한다. 또한, 관의 상류측 단부란, 가스 흐름의 상류측의 단부를 의미하고, 하류측 단부란, 가스 흐름의 하류측의 단부를 의미한다.

한편, 저압단 과급기 (52) 는, 저압단 터빈 케이스 (55) 와, 저압단 터빈 케이스 (55) 의 후방측에 배치되는 저압단 컴프레서 케이스 (56) 와, 양 케이스 (55, 56) 를 연결하는 저압단 센터 하우징 (75) 을 구비한다. 저압단 터빈 케이스 (55) 는, 고압 배기 가스 배관 (59) 의 하류측 단부와 연통되는 저압단 배기 입구 (60) 와, 배기 연결관 (119) 의 상류측 단부와 연통되는 저압단 배기 출구 (61) 를 구비한다. 저압단 컴프레서 케이스 (56) 는, 급기관 (62) 의 하류측 단부와 연통되는 저압단 신기 입구 (63) 와, 저압 신기 통로관 (65) 의 상류측 단부와 연통되는 저압단 신기 공급구 (64) 를 구비한다.

배기 매니폴드 (4) 는, 배기 가스를 배출하는 배기 매니폴드 배기 출구 (49) 를 좌방을 향하여 개구시키고 있다. 그리고, 고압단 터빈 케이스 (53) 는, 고압단 배기 입구 (57) 를 배기 매니폴드 (4) 를 향하여 개구시키는 한편으로, 고압단 배기 출구 (58) 를 전방을 향하여 개구시키고 있다. 또, 저압단 터빈 케이스 (55) 는, 저압단 배기 입구 (60) 를 하방을 향하여 개구시키는 한편으로, 저압단 배기 출구 (61) 를 전방을 향하여 개구시키고 있다.

도 6 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 2 단 과급기 (30) 에 있어서, 고압단 컴프레서 케이스 (54) 는, 후방을 향하여 고압단 신기 입구 (66) 를 개구시키는 한편으로, 고압단 신기 공급구 (67) 를 하방을 향하여 개구시키고 있다. 또, 저압단 컴프레서 케이스 (56) 는, 저압단 신기 입구 (63) 를 후방을 향하여 개구시키는 한편으로, 저압단 신기 공급구 (64) 를 좌측방으로부터 돌출시킨 후에 후방을 향하여 구성하고 있다. 그리고, 고압단 신기 입구 (66) 에 U 자상의 저압 신기 통로관 (65) 의 하류측 단부가 연결되는 한편으로, 저압단 신기 공급구 (64) 가 저압 신기 통로관 (65) 의 상류측 단부에 연결된다.

도 6 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 배기 매니폴드 (4) 의 배기 매니폴드 배기 출구 (49) 와 고압단 터빈 케이스 (53) 의 고압단 배기 입구 (57) 를 플랜지부로 볼트 연결한다. 이로써, 고압단 과급기 (51) 는, 견뢰한 배기 매니폴드 (4) 에 고정된다. 또, 고압단 터빈 케이스 (53) 의 고압단 배기 출구 (58) 가 대략 L 자상의 고압 배기 가스 배관 (59) 의 하류측 단부 (후단) 에 플랜지부로 볼트 연결되는 한편, 저압단 터빈 케이스 (55) 의 저압단 배기 입구 (60) 가 고압 배기 가스 배관 (59) 의 상류측 단부 (상단) 에 플랜지부로 볼트 연결되어 있다. 대략 L 자상의 고압 배기 가스 배관 (59) 은, 가요성을 갖는 배관으로 구성되고, 이 실시형태에서는, 전후 방향으로 연신하는 부분에 벨로우즈관부 (59a) 를 구비하고 있다.

도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 저압단 과급기 (52) 는, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면 (배기측면) 에 고정된다. 이 실시형태에서는, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면의 중앙부 전측 근처 부위에 저압단 과급기 장착부 (131) 가 형성된다 (도 12, 도 16, 도 19 도 참조). 저압단 과급기 장착부 (131) 는, 배기 매니폴드 (4) 의 상방, 또한 저압단 터빈 케이스 (55) 에 대치하는 위치에 형성된다. 저압단 과급기 (52) 는, 대략 L 자형의 장착 브래킷 (132) 을 통하여, 저압단 과급기 장착부 (131) 에 장착된다. 장착 브래킷 (132) 은, 좌우 방향으로 배치 형성되는 과급기측 평면부 (132a) 와, 과급기측 평면부 (132a) 의 우측단으로부터 전방으로 돌출되는 헤드측 평면부 (132b) 를 구비한다.

저압단 컴프레서 케이스 (56) 의 전측면 오른쪽 가장자리 부위에, 장착 브래킷 (132) 의 과급기측 평면부 (132b) 가 볼트 (133) 에 의해 고착된다. 저압단 과급기 장착부 (131) 에, 장착 브래킷 (132) 의 헤드측 평면부 (132a) 가 전후 1 쌍의 볼트 (133) 에 의해 고착된다. 이로써, 저압단 과급기 (52) 는, 견뢰한 실린더 헤드 (2) 에 고정된다.

이 실시형태에서는, 저압단 과급기 (52) 는 실린더 헤드 (2) 의 좌측면 (배기측면) 에 고정되고, 고압단 과급기 (51) 는 배기 매니폴드 (4) 에 고정되어 있으므로, 2 단 과급기 (30) 를 구성하는 고압단 과급기 (51) 와 저압단 과급기 (52) 를 견뢰한 실린더 헤드 (2) 및 배기 매니폴드 (4) 에 나누어 강고하게 고정시킬 수 있다. 또, 저압단 과급기 (52) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전부에 고정되는 지지대 (121) 에, 배기 연결관 (119) 과 배기 연결 부재 (120) 를 통하여 연결되므로, 저압단 과급기 (52) 를 엔진 (1) 에 확실하게 고정시킬 수 있고, 나아가서는 2 단 과급기 (30) 를 엔진 (1) 에 확실하게 고정시킬 수 있다.

또, 고압단 과급기 (51) 의 고압단 배기 출구 (58) 와 저압단 과급기 (52) 의 저압단 배기 입구 (60) 는, 가요성을 갖는 고압 배기 가스 배관 (59) 을 통하여 연결되어 있으므로, 열연신에 의한 고압 배기 가스 배관 (59) 의 저사이클 피로 파괴의 위험성을 저감시킬 수 있다. 또한, 고압 배기 가스 배관 (59) 의 열연신에서 기인하여 2 단 과급기 (30) 에 가해지는 응력을 저감시킬 수 있다. 이로써, 고압단 과급기 (51) 와 배기 매니폴드 (4) 의 연결부에 가해지는 응력과, 저압단 과급기 (52) 와 실린더 헤드 (2) 의 연결부에 가해지는 응력을 저감시킬 수 있고, 이들 연결부에 있어서의 연결 불량이나 연결 부재의 파손을 방지할 수 있다.

도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 는, 그 내부에, 저압단 과급기 장착부 (131) 로부터 실린더 헤드 (2) 의 우측면 (흡기측면) 을 향하여 연장 형성된 리브 (135) 를 구비하고 있다. 리브 (135) 는, 실린더 헤드 바닥면 (136) 으로부터 상측 방향으로 돌출 형성되어 있다. 이로써, 실린더 헤드 (2) 에 있어서 저압단 과급기 장착부 (131) 의 주변의 강성을 향상시킬 수 있어, 실린더 헤드 (2) 에 대한 저압단 과급기 (52) 의 장착에서 기인되는 실린더 헤드 (2) 의 변형 등을 방지할 수 있다. 또, 실린더 헤드 바닥면 (136) 에는, 리브 (135) 의 우단부에 연속하여, 좌우 방향으로 연장되는 밸브 아암 기구 설치 시트 (137) 가 상측 방향으로 돌출 형성되어 있다. 이로써, 리브 (135) 의 강성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 저압단 과급기 장착부 (131) 의 주변의 강성을 향상시킬 수 있다.

또한, 이 실시형태에서는, 엔진 (1) 은 OHV 식인 것이며, 실린더 헤드 (2) 와 실린더 헤드 커버 (18) 로 둘러싸인 공간을 밸브 아암실로서 구성한다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 당해 밸브 아암실 내에 인젝터 (138) 및 동 (動) 밸브 기구가 수용된다. 전후 방향에 복수의 밸브 아암 기구 설치 시트 (137) 가 등간격으로 배치되고, 밸브 아암 기구 설치 시트 (137) 상에 밸브 아암축 (도시 생략) 을 지지하는 밸브 아암축 지지부 (139) 가 배치되고, 밸브 아암축에 복수의 밸브 아암 (140) 이 자유롭게 요동할 수 있도록 축지된다. 각 밸브 아암 (189) 이 밸브 아암축 둘레로 요동함으로써, 각 기통의 흡기 밸브 및 배기 밸브 (도시 생략) 가 개폐 작동하도록 구성되어 있다.

도 3, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 저압단 과급기 (52) 는, 좌측에서 보아, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 (일방의 측면) 근처에 배치되는 한편으로, 저압단 터빈 케이스 (55) 의 저압단 배기 출구 (61) 가 실린더 헤드 (2) 의 전측면측을 향하여 형성되어 있다. 또, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 입구를 구성하는 배기 가스 입구관 (116) 은, 실린더 헤드 (2) 의 전측면과 우측면 (배기측면) 이 교차하는 모서리부의 근방에 배치되어 있다. 따라서, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 배기 출구 (61) 와 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 가스 입구관 (116) 을 연결하는 배관으로서의 배기 연결관 (119) 과 배기 연결 부재 (120) 를 짧게 또한 간소하게 할 수 있다. 이로써, 배기 가스 정화 장치 (100) 에 공급되는 배기 가스를 고온으로 유지할 수 있고, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 재생 능력의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본원 발명에 있어서, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 입구가 실린더 헤드 (2) 의 전측면 (일방의 측면) 과 우측면 (배기측면) 이 교차하는 모서리부의 근방에 배치되는 구성이면, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 탑재 위치나 배치 방향에 관계없이, 이 실시형태와 동일한 상기 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 배기 가스 정화 장치 (100) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전방에서 플라이 휠 하우징 (7) 의 상방에 좌우 가로로 길게 배치되어도 되고 (예를 들어 일본 공개특허공보 2011-012598호 참조), 실린더 헤드 (2) 의 상방에서 전후 가로로 길게 (크랭크축 (5) 을 따른 방향) 배치되어도 된다 (예를 들어 일본 공개특허공보 2016-079870호 참조).

도 3, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 블로바이 가스를 도입하는 블로바이 가스 환원 장치 (19) 가 실린더 헤드 (2) 상에 설치된다. 블로바이 가스 환원 장치 (19) 는, 실린더 헤드 (2) 의 상면을 덮는 실린더 헤드 커버 (18) 의 상면에 재치 고정되어 있다. 실린더 헤드 (2) 의 상방에서, 블로바이 가스 환원 장치 (19) 의 블로바이 가스 출구 (70) 가 실린더 헤드 (2) 의 후측면 (타방의 측면) 근처의 위치에서, 좌측면측을 향하여 배치되어 있다. 또, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 컴프레서 케이스 (56) 의 저압단 신기 입구 (63) 가 후방을 향하여 개구되어 있다. 저압단 신기 입구 (63) 에는, 전후 방향으로 연장 형성되는 급기관 (62) 이 연결된다. 이로써, 블로바이 가스 출구 (70) 의 근방에 급기관 (62) 을 배치할 수 있고, 블로바이 가스 출구 (70) 와 급기관 (62) 을 연결하는 환원 호스 (68) 를 단척화 (短尺化) 하여, 저온 환경하에 있어서의 환원 호스 (68) 내의 동결을 방지할 수 있다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 저압단 컴프레서 케이스 (56) 와 고압단 컴프레서 케이스 (54) 는, 저압단 신기 입구 (63), 저압단 신기 공급구 (64) 및 고압단 신기 입구 (66) 를 동일 방향 (후방) 으로 향하게 하여 개구되어 있다. 따라서, 에어 클리너와 연통되는 급기관 (62) 을 저압단 신기 입구 (63) 에 연결하기 쉽고, 또, 저압 신기 통로관 (65) 을 저압단 신기 공급구 (64) 및 고압단 신기 입구 (66) 에 연결하기 쉬운 구성으로 되어 있으므로, 조립 작업성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 저압 신기 통로관 (65) 은, 일단이 플랜지 연결에 의해 고압단 신기 입구 (66) 에 볼트 체결되는 대략 U 자형의 금속관 (65a) 과, 금속관 (65a) 의 타단과 저압단 컴프레서 케이스 (56) 의 저압단 신기 공급구 (64) 를 연통시키는 수지관 (65b) 에 의해 구성된다. 이로써, 저압 신기 통로관 (65) 은, 금속관 (65a) 이 고압단 컴프레서 케이스 (54) 에 고강성으로 고정되는 한편, 수지관 (65b) 에 의해, 저압단 컴프레서 케이스 (56) 와 금속관 (65a) 의 조립 오차를 완화시켜 연통시킬 수 있다.

또, 저압단 컴프레서 케이스 (56) 의 저압단 신기 공급구 (64) 는, 저압단 컴프레서 케이스 (56) 의 외주면의 좌측 아래 부위에서 좌측으로 기울어진 상측 방향으로 연장되고, 또한 후방을 향하여 만곡되어 있기 때문에, 저압 신기 통로관 (65) (금속관 (65a)) 의 굴곡 부분의 곡률을 크게 할 수 있다. 그 때문에, 저압 신기 통로관 (65) 내에서의 난류의 발생을 억제하여, 저압단 컴프레서 케이스 (56) 로부터 배출되는 압축 공기가, 원활하게 고압단 컴프레서 케이스 (54) 에 공급된다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 고압단 과급기 (51) 는, 고압단 컴프레서 케이스 (54) 의 외주면 하부의 오른쪽 근처 부위에, 하방을 향하여 연장되는 저압단 신기 공급구 (64) 를 구비한다. 고압단 컴프레서 케이스 (54) 는, 인터 쿨러와 연통되는 고압 신기 통로관 (71) 과 연결되어 있고, 고압 신기 통로관 (71) 을 통하여 압축 공기를 인터 쿨러에 공급한다. 또, 고압단 컴프레서 케이스 (54) 의 하방에는, 좌측방을 향하여 개구되는 냉각수 입구관 (22) 이 형성되어 있다. 냉각수 입구관 (22) 에는, 라디에이터에 연결되는 냉각수 배관 (150) 이 접속된다. 이 때문에, 고압 신기 통로관 (71) 과 냉각수 배관 (150) 의 처리를 집약할 수 있기 때문에, 엔진 (1) 을 탑재하는 본기측에 있어서의 배관 구조를 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 장착 작업이나 메인터넌스 작업을 하기 쉬운 상태로 구성할 수 있다.

또, 도 2, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 은, 그 후부 (냉각팬 (9) 측) 에, 냉각수 출구관 (23), 급기관 (62) 및 흡기 스로틀 부재 (26) 를 배치하고 있다. 그 때문에, 엔진 (1) 을 탑재하는 본기측에 있어서, 냉각팬 (9) 의 냉각풍을 이용하는 라디에이터, 에어 클리너 및 인터 쿨러가 냉각팬 (9) 후방에 배치되는 경우에, 라디에이터와 접속하는 냉각수 배관이나, 에어 클리너 및 인터 쿨러와 연통되는 신기용 배관을 단척화할 수 있을 뿐만 아니라, 그 배관 접속 작업을 한꺼번에 실시할 수 있다. 그 때문에, 본기측에 있어서의 조립 작업성이나 메인터넌스 작업성이 용이해질 뿐만 아니라, 본기측에 있어서, 엔진 (1) 과 연결시키는 각 부품을 효율적으로 배치할 수 있다.

도 6 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 고압단 과급기 (51) 에서는, 고압단 터빈 케이스 (53) 와 고압단 컴프레서 케이스 (54) 의 연결 부분인 고압단 센터 하우징 (72) 의 외주면의 상부 및 하부에, 고압용 윤활유 공급관 (73) 및 고압용 윤활유 복귀관 (74) 이 연결되어 있다. 저압단 과급기 (52) 에서는, 저압단 터빈 케이스 (55) 와 저압단 컴프레서 케이스 (56) 의 연결 부분인 저압단 센터 하우징 (75) 의 외주면의 상부 및 하부에, 저압용 윤활유 공급관 (76) 및 저압용 윤활유 복귀관 (77) 이 연결되어 있다.

고압용 윤활유 공급관 (73) 은, 실린더 블록 (6) 의 좌측면의 중앙부에 형성되는 접속 부재 (78a) 에 하단이 접속되는 한편, 상단이 고압단 과급기 (51) 의 고압단 센터 하우징 (72) 의 상부에 연결되어 있다. 고압단 센터 하우징 (72) 의 상부에는, 고압용 윤활유 공급관 (73) 의 상단과 저압용 윤활유 공급관 (76) 의 하단을 연통시키는 연결 조인트 (78b) 가 설치되어 있다. 저압용 윤활유 공급관 (76) 의 상단은, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 센터 하우징 (75) 의 상부에 형성되는 접속 부재 (78c) 에 연결되어 있다. 이로써, 실린더 블록 (6) 내의 유로를 흐르는 윤활유가, 고압용 윤활유 공급관 (73) 을 통하여 고압단 과급기 (51) 의 고압단 센터 하우징 (72) 에 공급됨과 함께, 고압용 윤활유 공급관 (73) 및 저압용 윤활유 공급관 (76) 을 통하여 저압단 과급기 (52) 의 저압단 센터 하우징 (75) 에 공급된다.

고압용 윤활유 공급관 (73) 은, 실린더 블록 (6) 의 좌측면의 접속 부재 (78a) 로부터 후방으로 기울어진 상방향으로 유도되고, 고압단 컴프레서 케이스 (54) 와 실린더 블록 (6) 사이를 통과하여 실린더 헤드 (2) 의 좌측면과 대치하는 위치로 유도된다. 또한, 고압용 윤활유 공급관 (73) 은, 배기 매니폴드 (4) 의 후단부를 우회하면서, 고압단 센터 하우징 (72) 의 우측방을 통과하여, 연결 조인트 (78b) 로 유도되고 있다. 또, 저압용 윤활유 공급관 (76) 은, 측면에서 봤을 때 대략 L 자 형상을 갖고, 연결 조인트 (78b) 로부터, 고압단 과급기 (51) 와 고압 배기 가스 배관 (59) 을 따르도록 하여, 접속 부재 (78c) 로 유도된다. 이와 같이, 윤활유 공급관 (73, 76) 을 단척화함과 함께, 고강성 부품인 2 단 과급기 (30) 로 둘러싸도록 배관함으로써, 윤활유를 효율적으로 2 단 과급기 (30) 에 공급할 수 있음과 동시에, 외력에 의한 윤활유 공급관 (73, 76) 의 파손을 막을 수 있다.

또, 고압용 윤활유 복귀관 (74) 은, 접속 부재 (78a) 의 상방에서, 실린더 블록 (6) 의 좌측면의 중앙부에 설치된 연결 조인트 (80) 의 선단면에 일단 (하단) 이 연결된다. 고압용 윤활유 복귀관 (74) 의 타단 (상단) 은, 고압단 과급기 (51) 의 고압단 센터 하우징 (72) 의 외주면 하부에 연결되어 있다. 또, 저압용 윤활유 복귀관 (77) 은, 연결 조인트 (80) 의 중도부로부터 전방으로 기울어진 상측 방향으로 돌출되는 접속 부위에 일단 (하단) 이 연결된다. 한편, 저압용 윤활유 복귀관 (77) 의 타단 (상단) 은, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 센터 하우징 (75) 의 외주면 하부에 연결된다. 따라서, 고압단 과급기 (51) 및 저압단 과급기 (52) 를 흐르는 윤활유는, 센터 하우징 (72, 75) 의 하부로부터 윤활유 복귀관 (74, 77) 을 통하여, 연결 조인트 (80) 에서 합류되어, 실린더 블록 (6) 내의 유로로 되돌려진다.

고압용 윤활유 복귀관 (74) 은, 고압단 터빈 케이스 (53) 의 하방으로부터 배기 매니폴드 (4) 의 배기 매니폴드 배기 출구 (49) 의 하방을 통과하여 연결 조인트 (80) 로 유도되고 있다. 또, 저압용 윤활유 복귀관 (77) 은, 고압 배기 가스 배관 (59) 과 배기 매니폴드 (4) 사이를 통과하여, 연결 조인트 (80) 로 유도되고 있다. 이와 같이, 윤활유 복귀관 (74, 77) 을 단척화함과 함께, 고강성 부품인 2 단 과급기 (30) 로 덮도록 배관함으로써, 윤활유를 효율적으로 2 단 과급기 (30) 에 공급할 수 있음과 동시에, 외력에 의한 윤활유 복귀관 (74, 77) 의 파손을 막을 수 있다.

이어서, 도 11 ∼ 도 16 등을 참조하면서, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 장착 구조에 대해 설명한다. 배기 가스 정화 장치 (100) 는, 상류측 케이스 (105) 와 중간 케이스 (106) 와 하류측 케이스 (107) 가 그 순서대로 직렬로 연결되어 구성되고, 실린더 헤드 (2) 의 전부 상방에서 좌우 가로로 길게 배치된다.

상류측 케이스 (105) 와 중간 케이스 (106) 의 연결 부분은, 1 쌍의 후판상의 협지 플랜지 (108, 109) 에 의해 배기 가스 이동 방향의 양측으로부터 끼워 연결하고 있다. 즉, 상류측 케이스 (105) 의 하류측 개구 가장자리에 형성한 접합 플랜지와, 중간 케이스 (106) 의 상류측 개구 가장자리에 형성한 접합 플랜지를, 협지 플랜지 (108, 109) 로 협지시켜, 상류측 케이스 (105) 의 하류측과 중간 케이스 (106) 의 상류측을 연결하여, 가스 정화 하우징 (104) 을 구성한다. 이 때, 협지 플랜지 (108, 109) 를 볼트 체결함으로써, 상류측 케이스 (105) 와 중간 케이스 (106) 가 착탈 가능하게 연결된다.

또, 중간 케이스 (106) 와 하류측 케이스 (107) 의 연결 부분은, 1 쌍의 후판상의 협지 플랜지 (110, 111) 에 의해 배기 가스 이동 방향의 양측으로부터 끼워 연결하고 있다. 즉, 중간 케이스 (106) 의 하류측 개구 가장자리에 형성한 접합 플랜지와, 하류측 케이스 (107) 의 상류측 개구 가장자리에 형성한 접합 플랜지를, 협지 플랜지 (108, 109) 로 협지시켜, 중간 케이스 (106) 의 하류측과 하류측 케이스 (107) 의 상류측을 착탈 가능하게 연결한다.

상류측 케이스 (105) 의 배기 입구측의 외주부에 배기 가스 입구관 (116) 을 형성하고 있고, 배기 가스 입구관 (116) 의 배기 취입측은, 배기 중계로로서의 배기 연결 부재 (120) 및 배기 연결관 (119) 을 통하여, 2 단 과급기 (30) 의 저압단 배기 출구 (61) (도 6 등 참조) 와 연통되어 있다. 배기 연결 부재 (120) 는, 측면에서 봤을 때 대략 L 자 형상으로 구성되어 있고, 배기 취입측을 후방에 구비하여 배기 연결관 (119) 과 연결하는 한편, 배기 배출측을 상방에 구비하여 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 가스 입구관 (116) 과 연결한다. 도 11, 도 12 및 도 16 에 나타내는 바와 같이, 배기 연결 부재 (120) 는, 지지대 (121) 의 좌측면의 전부에, 상하 1 쌍의 볼트 (122, 122) 에 의해, 착탈 가능하게 장착된다.

도 11 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치 (100) 는, 좌우의 지지 브래킷 (117, 118) 과 지지대 (121) 를 개재하여, 실린더 헤드 (2) 의 전부에 장착된다. 배기 가스 정화 장치 (100) 는, 상류측 케이스 (105) 의 외주면 하부에 용접 고정된 좌측 브래킷 체결 레그 (112) 와, 협지 플랜지 (110) 의 하부에 형성한 우측 브래킷 체결 레그 (113) 를 구비한다.

좌우의 지지 브래킷 (117, 118) 은, 수평부와, 그 수평부의 좌우 외측단으로부터 상측 방향으로 돌출되는 기립부를 구비하는 대략 L 자형을 갖는다. 좌측 지지 브래킷 (117) 의 수평부는, 지지대 (121) 의 평면부 (121a) 의 상면 왼쪽 근처 부위에, 전후 1 쌍의 볼트에 의해 고정된다. 우측 지지 브래킷 (118) 의 수평부는, 지지대 (121) 의 평면부 (121a) 의 상면 오른쪽 가장자리 부위에, 전후 1 쌍의 볼트에 의해 고정된다. 배기 가스 정화 장치 (100) 의 좌우의 브래킷 체결 레그 (112, 113) 는, 좌우의 지지 브래킷 (117, 118) 에, 각각 전후 1 쌍의 볼트 및 너트에 의해 장착된다.

우측 지지 브래킷 (118) 의 기립부의 상면에는, 협지 플랜지 (110, 111) 의 하부를 체결하는 볼트의 헤드부를 임시로 두는 것이 가능한 절결부 (118a) 가 형성되어 있다. 배기 가스 정화 장치 (100) 를 엔진 (1) 에 장착할 때에는, 지지대 (121) 에 좌우의 지지 브래킷 (117, 118) 및 배기 연결 부재 (120) 가 장착된 상태로, 협지 플랜지 (110, 111) 의 하부를 체결하는 볼트의 헤드부를 우측 지지 브래킷 (118) 의 절결부 (118a) 에 위치 맞춤한다. 이로써, 배기 가스 정화 장치 (100) 를 엔진 장치 (1) 에 대해 위치 맞춤할 수 있음과 함께, 배기 가스 정화 장치 (100) 를 엔진 (1) 에 장착할 때의 볼트 체결 작업을 하기 쉬워져, 장착 작업성이 향상된다.

도 11 ∼ 도 16 에 나타내는 바와 같이, 지지대 (121) 의 평면부 (121a) 는, 평면에서 봤을 때, 오른쪽 부위가 왼쪽 부위보다 긴 대략 L 자형을 갖는다. 평면부 (121a) 는, 평면에서 봤을 때, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 및 우측면을 따라, 실린더 헤드 (2) 의 전부을 덮도록 배치된다. 평면부 (121a) 상에 배기 가스 정화 장치 (100) 가 탑재된다.

또, 지지대 (121) 는, 평면부 (121a) 로부터 하방을 향하여 돌출 형성되어 실린더 헤드 (2) 에 고정되는 복수의 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 를 구비한다. 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 사이는, 상측에 볼록형의 아치 형상으로 형성되어 있다. 실린더 헤드 (2) 에는, 좌측면의 전측 부위에 배기측 장착부 (123b) 가 형성되고, 전측면의 중앙부 상측 근처 부위에 제 1 중앙 장착부 (123c) 가 형성되고, 전측면의 오른쪽 가장자리 부위에 제 2 중앙 장착부 (123d) 가 형성되고, 우측면에 일체 성형되는 흡기 매니폴드 (3) 의 상면의 전단 부위에 흡기측 장착부 (123e) 가 형성된다.

배기측 레그부 (121b) 의 하단부는, 전후 1 쌍의 볼트로 배기측 장착부 (123b) 에 고정된다. 제 1 중앙 레그부 (121c) 의 하단부는, 1 개의 볼트로 제 1 중앙 장착부 (123c) 에 고정된다. 제 2 중앙 레그부 (121d) 의 하부는, 상하 1 쌍의 볼트로 제 2 중앙 장착부 (123d) 에 고정된다. 흡기측 레그부 (121e) 는, 상하 방향으로 천공 형성된 전후 1 쌍의 볼트 삽입 통과공을 구비하고, 그들 볼트 삽입 통과공에 삽입 통과되는 전후 1 쌍의 볼트로, 흡기측 장착부 (123e) 에 장착된다.

도 11, 도 13 ∼ 도 15 및 도 21 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 흡기 매니폴드 (3) 가 일체 성형되어 있다. 그리고, 흡기측 레그부 (121e) 는, 흡기 매니폴드 (3) 에 형성되는 흡기측 장착부 (123e) 에 고정되므로, 견뢰한 흡기 매니폴드 (3) 상에 흡기측 레그부 (121e) 를 재치하여 강고하게 고정시킬 수 있다. 또, 흡기측 레그부 (121e) 를 흡기 매니폴드 (3) 에 고정시키기 위한 전후 1 쌍의 볼트의 체완 작업을 실린더 헤드 (2) 의 상방측으로부터 실시할 수 있다. 따라서, 예를 들어 실린더 헤드 (2) 의 우측방에 배치되는 EGR 장치 (24) (도 5 등 참조) 를 흡기 매니폴드 (3) 에 장착한 상태로, 지지대 (121) 의 장착 작업 및 분리 작업을 실시할 수 있어, 엔진 (1) 의 조립 작업성 및 메인터넌스성이 향상된다.

도 11, 도 13 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 흡기측 장착부 (123e) 의 하방에 있어서, 흡기 매니폴드 (3) 의 우측면 및 하면에, 전후 1 쌍의 보강 리브 (124, 124) 가 돌출 형성되어 있다. 보강 리브 (124, 124) 는, 상하 방향으로 연장 형성되어 있고, 흡기측 장착부 (123e) 주변의 흡기 매니폴드 (3) 의 강도를 향상시킬 수 있다. 이로써, 흡기 매니폴드 (3) 에 대한 지지대 (121) 의 장착에서 기인되는 흡기 매니폴드 (3) 및 실린더 헤드 (2) 의 변형을 방지할 수 있다.

도 11 ∼ 도 16 에 나타내는 바와 같이, 지지대 (121) 는, 평면부 (121a) 와 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 가 일체 성형되어 있는 한편으로, 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 사이가 아치 형상으로 형성되어 있으므로, 지지대 (121) 의 강성을 확보하면서 경량화를 실현할 수 있다. 또, 지지대 (121) 를 일체 성형 부품으로 함으로써, 부품 점수를 저감시킬 수 있다. 또, 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 사이에 아치 형상의 간극이 형성되어 있음으로써, 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 의 주변에서 열고임이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 예를 들어 후술하는 배기 압력 센서 (151) 등의 레그부 주변에 탑재되는 전자 부품에 대한 열해나, EGR 쿨러 (27) 등의 냉각 부품의 냉각 부족을 방지할 수 있다.

또, 지지대 (121) 는, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면에 고정되는 배기측 레그부 (121b) 와, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 고정되는 흡기측 레그부 (121e) 와, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 고정되는 중앙 레그부 (121c, 121d) 를 구비하고 있다. 따라서, 실린더 헤드 (2) 의 우측면과 좌측면과 전측면의 합계 3 면에 지지대 (121) 를 고정시킬 수 있어, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 지지 강성을 향상시킬 수 있다.

도 11, 도 13 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 흡기측 레그부 (121e) 와 제 2 중앙 레그부 (121d) 사이의 아치 형상과, 중앙 레그부 (121c, 121d) 사이의 아치 형상과, 배기측 레그부 (121b) 와 제 1 중앙 레그부 (121c) 사이의 아치 형상은, 아치 형상의 높이와 크기 (폭) 가 서로 상이하다. 또, 배기측 레그부 (121b) 와 흡기측 레그부 (121e) 는, 서로 상하 방향의 길이가 상이하다. 이들 아치 형상이나 레그부의 길이를 적절히 설계함으로써, 흡기측과 배기측의 진동을 지지대 (121) 에서 없애는 것이 가능해져, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 진동을 저감시킬 수 있다.

도 11 및 도 16 에 나타내는 바와 같이, 지지대 (121) 의 평면부 (121a) 및 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 는, 실린더 헤드 커버 (18) 와는 간격을 두고 배치되어 있다. 이로써, 지지대 (121) 와 실린더 헤드 커버 (18) 사이에, 엔진 (1) 의 후부에 배치되는 냉각팬 (9) (도 3 등 참조) 으로부터의 냉각풍 (149) 이 흐르는 냉각풍 통로 (148) 가 형성된다. 따라서, 냉각팬 (9) 으로부터의 냉각풍 (149) 을 실린더 헤드 (2) 의 전측면측에 냉각풍 통로 (148) 를 통하여 안내할 수 있어, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 주변을 적절히 냉각시킬 수 있다. 이 실시형태에서는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에, EGR 쿨러 (27) 와 후술하는 배기 압력 센서 (151) 가 장착되어 있으므로, 냉각팬 (9) 으로부터 냉각풍 통로 (148) 를 통하여 실린더 헤드 (2) 의 전측면으로 유도되는 냉각풍 (149) 에 의해, EGR 쿨러 (27) 의 냉각 촉진과, 배기 압력 센서 (151) 의 열해 방지를 실현할 수 있다.

이어서, 도 17 ∼ 도 21 등을 참조하면서, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 주변의 구성에 대해 설명한다. 도 21 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 는, 복수의 흡기 포트 (도시 생략) 에 신기를 도입시키는 복수의 흡기 유로 (36) 와 복수의 배기 포트로부터 배기 가스를 도출시키는 복수의 배기 유로 (37) 가 형성되어 있다. 그리고, 복수의 흡기 유로 (36) 를 집합하는 흡기 매니폴드 (3) 가, 실린더 헤드 (2) 의 우측부에 일체로 형성되어 있다. 실린더 헤드 (2) 와 흡기 매니폴드 (3) 를 일체로 구성함으로써, 흡기 매니폴드 (3) 로부터 흡기 유로 (36) 에 대한 기체 시일성을 향상시킴과 함께, 실린더 헤드 (2) 의 강성을 높일 수 있다.

실린더 헤드 (2) 의 좌측면에 연결되는 배기 매니폴드 (4) 의 우측면에는, 실린더 헤드 (2) 내의 상류측 EGR 가스 통로 (31) 와 연통하는 EGR 가스 출구 (41) 와, 복수의 배기 유로 (37) 와 연통하는 배기 입구 (42) 가, 전후 방향으로 나열되어 개구되어 있다. 배기 매니폴드 (4) 내에, EGR 가스 출구 (41) 및 배기 입구 (42) 와 연통되는 배기 집합부 (43) 가 형성되어 있다. 배기 매니폴드 (4) 의 좌측면 후부에, 배기 집합부 (43) 와 연통되는 배기 매니폴드 배기 출구 (49) 가 개구되어 있다. 실린더 헤드 (2) 의 배기 유로 (37) 로부터의 배기 가스가 배기 입구 (42) 를 통하여 배기 집합부 (43) 에 흘러들면, 배기 가스의 일부가 EGR 가스로서 EGR 가스 출구 (41) 로부터 실린더 헤드 (2) 내의 상류측 EGR 가스 통로 (31) 에 흘러들고, 배기 가스의 나머지가 배기 매니폴드 배기 출구 (49) 로부터 2 단 과급기 (30) (도 7 등 참조) 에 흘러든다.

실린더 헤드 (2) 는, 흡기 매니폴드 (3) 가 일체 성형되는 우측면 (흡기측면) 과 반대측이 되는 좌측면 (배기측면) 에 배기 매니폴드 (4) 가 연결되고, 전측면 (배기측면과 교차하는 2 측면 중 일방의 측면) 에 EGR 쿨러 (27) 가 연결된다. 실린더 헤드 (2) 의 전측면의 좌우 양 가장자리부 (실린더 헤드 (2) 의 왼쪽 전측 모서리부 및 오른쪽 전측 모서리부) 에는, 좌우의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 가 전방을 향하여 돌출 형성된다. EGR 쿨러 (27) 는, 좌우의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 의 전측면에 연결된다. EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 내에 EGR 가스 통로 (31, 32) 와 냉각 수로 (38, 39) 가 형성되어 있다.

EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 에 EGR 가스 통로 (31, 32) 및 냉각 수로 (38, 39) 를 구성함으로써, EGR 쿨러 (27) 와 실린더 헤드 (2) 사이에 냉각수용 배관 및 EGR 가스용 배관을 형성할 필요가 없다. 그 때문에, EGR 가스나 냉각수에 의한 배관의 신축 등에 영향을 미치지 않고, EGR 쿨러 (27) 와의 연결 부분에 있어서의 시일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 열이나 진동 등에 의한 외부로부터의 변동 요소에 대한 내성 (구조 안정성) 이 향상되는 데다가, 컴팩트하게 구성할 수 있다.

도 17, 도 20 및 도 21 에 나타내는 바와 같이, 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 내에 상류측 EGR 가스 통로 (31) 가 형성되고, 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 내에 하류측 EGR 가스 통로 (32) 가 형성된다. 상류측 EGR 가스 통로 (31) 는, 평면에서 봤을 때 대략 L 자형이며, 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 의 전측면과 좌측면에 일단과 타단이 개구되어 있고, EGR 쿨러 (27) 의 이면 왼쪽 아래 부위와, 배기 매니폴드 (4) 의 우측면 전측 근처 부위에 형성된 EGR 가스 출구 (41) 를 연결하고 있다. 하류측 EGR 가스 통로 (32) 는, 평면에서 봤을 때 대략 L 자형이며, 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 의 전측면과 우측면에 일단과 타단이 개구되어 있고, EGR 쿨러 (27) 의 이면 오른쪽 상측 부위와, 재순환 배기 가스 배관 (28) 의 EGR 가스 입구를 연결하고 있다.

왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 내에는, 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 의 전측면으로부터 후방측으로 유도되는 하류측 냉각 수로 (38) 가 형성된다. 하류측 냉각 수로 (38) 는, 상류측 EGR 가스 통로 (31) 보다 상방측에 형성되고, EGR 쿨러 (27) 의 이면 왼쪽 상측 부위로부터 배출되는 냉각수를 실린더 헤드 (2) 내의 냉각수 통로로 이송한다. 또, 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 내에는, 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 의 전측면으로부터 후방측으로 유도되는 상류측 냉각 수로 (39) 가 형성된다. 상류측 냉각 수로 (39) 는, 하류측 EGR 가스 통로 (32) 보다 하방측에 형성되고, 실린더 헤드 (2) 내의 냉각수 통로를 흐르는 냉각수를 EGR 쿨러 (27) 의 이면 오른쪽 아래 부위로 이송한다.

도 17 ∼ 도 20 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에, 배기 매니폴드 (4) 내의 배기 가스 압력을 검출하는 배기 압력 센서 (151) 가 형성된다. 배기 압력 센서 (151) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면의 중앙부 상측 근처 부위에서 전방을 향하여 돌출 형성되는 배기 압력 센서 장착부 (152) 에 장착된다. 배기 압력 센서 장착부 (152) 는, 좌우의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 사이에 형성된다. 이 실시형태의 엔진 (1) 에서는, 배기 압력 센서 장착부 (152) 의 왼쪽 가장자리부는, 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 의 오른쪽 가장자리부 상측 근처 부위에 연속하여 형성된다.

배기 압력 센서 (151) 는, 실린더 헤드 (2) 내에 형성한 배기 압력 바이패스 경로 (153) 와, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 와 배기 매니폴드 (4) 를 연결하는 배기 압력 검출용 배관 (154) 을 통하여, 배기 매니폴드 (4) 에 접속된다. 배기 압력 바이패스 경로 (153) 는, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면의 전단 부위로부터 우측방을 향하여 천공 형성되고, 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 의 내부를 통과하여 배기 압력 센서 장착부 (152) 의 내부로 유도된다. 또, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 는, 배기 압력 센서 장착부 (152) 내에서 전방측을 향하여 굴곡되고, 배기 압력 센서 장착부 (152) 의 전측면으로 개구되어 있다. 배기 압력 센서 장착부 (152) 의 전측면에는, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 의 단부를 막는 구멍 매립 부재 (155) 가 장착되어 있다.

도 18 에 나타내는 바와 같이, 배기 압력 센서 장착부 (152) 는, 그 상면으로부터 하방을 향하여 천공 형성되어 배기 압력 바이패스 경로 (153) 와 연결되는 센서 장치공 (152a) 을 구비한다. 배기 압력 센서 (151) 가 센서 장치공 (152a) 에 장착된 상태로, 배기 압력 센서 (151) 의 하단부가 배기 압력 바이패스 경로 (153) 에 노출된다.

한편, 배기 압력 검출용 배관 (154) 은, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면 전부의 좌측방에서, 배기 매니폴드 (4) 의 상방에 배치된다. 배기 매니폴드 (4) 의 상면의 전측 근처 부위에, 검출용 배관 장착 대좌 (156) 가 상측 방향으로 돌출 형성되어 있다. 검출용 배관 장착 대좌 (156) 의 상면에, 후측 조인트 부재 (157) 가 장착된다. 또, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면의 전단 부위에 개구되는 배기 압력 바이패스 경로 (153) 의 단부에 전측 조인트 부재 (158) 가 장착된다. 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 전단은, 전측 조인트 부재 (158) 를 통하여 배기 압력 바이패스 경로 (153) 에 접속된다. 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 후단은, 후측 조인트 부재 (157) 를 통하여 배기 매니폴드 (4) 내의 배기 집합부 (43) (도 21 참조) 에 접속된다. 또한, 검출용 배관 장착 대좌 (156) 의 상면에는, 후측 조인트 부재 (157) 보다 전방의 위치에서, 배기 가스 온도 센서 (159) 가 장착되어 있다. 배기 가스 온도 센서 (159) 는, 배기 매니폴드 (4) 내의 배기 집합부 (43) 를 흐르는 배기 가스의 온도를 검출하는 것이다.

고온이 되는 배기 매니폴드 (4) 로부터 배기 압력 검출용 배관 (154) 에 전해지는 열은, 전측 조인트 부재 (158) 를 통하여 실린더 헤드 (2) 에서 확산된다. 이로써, 열에 약한 배기 압력 센서 (151) 에, 배기 매니폴드 (4) 의 열 및 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 열이 직접 전해지지 않는 구성으로 되어 있다. 따라서, 배기 매니폴드 (4) 및 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 열에서 기인되는 배기 압력 센서 (151) 의 고장이나 오작동을 방지하면서, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 길이를 짧게 할 수 있다. 또, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 길이를 짧게 함으로써, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 신뢰성이 향상됨과 함께 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 배치가 용이해져, 설계 공정수의 저감이나 엔진 (1) 의 제조성 및 조립성의 향상을 도모할 수 있다.

도 17 및 도 20 에 나타내는 바와 같이, 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 내에서, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 의 근방에 하류측 냉각 수로 (38) 가 형성되어 있으므로, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 내의 가스 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다. 따라서, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 내의 가스로부터 배기 압력 센서 (151) 에 전해지는 열을 허용 범위 내에 넣으면서, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 를 짧게 할 수 있어, 실린더 헤드 (2) 에 대한 배기 압력 바이패스 경로 (153) 의 형성이 용이해진다. 또, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면으로 돌출 형성된 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 및 배기 압력 센서 장착부 (152) 의 내부를 통과하고 있으므로, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 내의 가스를 효율적으로 냉각시킬 수 있어, 열에서 기인되는 배기 압력 센서 (151) 의 고장이나 오작동을 방지할 수 있다. 또한, 배기 압력 센서 (151) 는, 1 쌍의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 사이에서 실린더 헤드 (2) 의 전측면으로 돌출 형성된 배기 압력 센서 장착부 (152) 에 장착되어 있으므로, 배기 압력 센서 (151) 를 효율적으로 냉각시킬 수 있어, 열에서 기인되는 배기 압력 센서 (151) 의 고장이나 오작동을 방지할 수 있다.

또, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 전측 조인트 부재 (158) 의 설치 위치는, 검출용 배관 장착 대좌 (156) 의 상면보다 높은 위치에 형성된다. 배기 압력 검출용 배관 (154) 은, 후측 조인트 부재 (157) 로부터 좌측으로 기울어진 전측 방향을 향하여 연장된 후, 배기 가스 온도 센서 (159) 를 우회하여 우측 방향으로 만곡되면서 기울어진 상방향으로 유도되고, 그 후, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면을 따라 대략 수평 방향으로 전방을 향하여 배치 형성되어 전측 조인트 부재 (158) 에 접속된다. 배기 압력 검출용 배관 (154) 은, 전측 조인트 부재 (158) 측의 단부가 후측 조인트 부재 (157) 측의 단부보다 높은 위치에 배치된다. 따라서, 배기 가스에 포함되는 유분이나 수분이 배기 압력 검출용 배관 (154) 내에서 액체가 되어 배기 압력 바이패스 경로 (153) 내에 침입하는 것을 방지할 수 있어, 배기 가스 압력을 정확하게 검출할 수 있다.

도 17 ∼ 도 21 에 나타내는 바와 같이, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 를 돌출 형성한 구성으로 함으로써, 배기 매니폴드 (4) 와 EGR 쿨러 (27) 와 EGR 장치 (24) 를 연통시키는 EGR 가스용의 배관이 불필요해져, EGR 가스 통로에 있어서의 연결 지점이 적어지게 된다. 따라서, EGR 가스에 의한 NOx 저감을 도모하는 엔진 (1) 에 있어서, EGR 가스 누출을 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 배관의 신축에 의한 응력 변화 등에 의한 변형을 억제할 수 있다. 또, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 내에 EGR 가스 통로 (31, 32) 와 냉각 수로 (38, 39) 를 형성하고 있으므로, 실린더 헤드 (2) 내에 구성하는 각 통로 (31, 32, 38, 39) 의 형상이 단순화되는 점에서, 복잡한 중자 (中子) 를 사용하지 않고, 실린더 헤드 (2) 를 용이하게 주조할 수 있다.

또, 배기 매니폴드 (4) 측의 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 와, 흡기 매니폴드 (3) 측의 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 가 이간되어 있기 때문에, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 각각에 있어서의 열변형에 의한 상호의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 와 EGR 쿨러 (27) 의 연결 부분에 있어서의 가스 누출이나 냉각수 누출, 파손 등을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 실린더 헤드 (2) 의 강성 밸런스를 유지할 수 있다. 또, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 있어서의 용적을 저감시킬 수 있는 점에서, 실린더 헤드 (2) 의 경량화를 도모할 수 있다. 또한, EGR 쿨러 (27) 를 실린더 헤드 (2) 의 전측면으로부터 이간시켜 배치할 수 있어, EGR 쿨러 (27) 의 전후에 공간을 갖는 구성으로 할 수 있기 때문에, EGR 쿨러 (27) 의 주변에 냉각 공기를 흘릴 수 있어, EGR 쿨러 (27) 에 있어서의 냉각 효율을 높일 수 있다.

도 17 에 나타내는 바와 같이, 왼쪽 EGR 쿨러 연결부 (33) 에는, 하류측 냉각 수로 (38) 와 상류측 EGR 가스 통로 (31) 가 상하로 배치되어 있고, 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 에는, 하류측 EGR 가스 통로 (32) 와 상류측 냉각 수로 (39) 가 상하로 배치되어 있다. 그리고, 하류측 냉각 수로 (38) 의 냉각수 입구와 하류측 EGR 가스 통로 (32) 의 EGR 가스 입구가 동일 높이에 배치되는 한편, 상류측 냉각 수로 (39) 의 냉각수 출구와 하류측 EGR 가스 통로 (32) 의 EGR 가스 출구가 동일 높이에 배치된다.

분리하여 돌출 형성시킨 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 에 EGR 가스 통로 (31, 32) 및 냉각 수로 (38, 39) 를 내설한 구성으로 함으로써, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 쌍방에 있어서의 열변형의 영향이 완화된다. 또, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 내에 있어서, EGR 가스 통로 (31, 32) 를 흐르는 EGR 가스가 냉각 수로 (38, 39) 를 흐르는 냉각수에 의해 냉각되어, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 에 있어서의 열변형 자체도 억제된다. 또한, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 각각에 있어서, EGR 가스 통로 (31, 32) 와 냉각 수로 (38, 39) 가, 각각의 상하 높이 위치를 치환하여 배치되어 있다. 그 때문에, EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 에 있어서의 열분포가 상하 반대 방향이 되어, 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 높이 방향의 열변형의 영향을 저감시킬 수 있다.

이어서, 도 22 및 도 23 등을 참조하면서, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 주변에 배치 형성되는 하니스 구조의 일부에 대해 설명한다. 이 실시형태의 엔진 (1) 에서는, 복수의 하니스를 묶은 하니스 집합체 (171) 가 실린더 헤드 커버 (18) 의 우측면을 따라 전후 방향으로 배치 형성된다. 하니스 집합체 (171) 는, 엔진 (1) 에 장착되는 외부 접속용 하니스 커넥터 (도시 생략) 로부터 연장되는 주하니스 집합체 (도시 생략) 로부터 분기된 것이다.

하니스 집합체 (171) 의 전단부는, 실린더 헤드 커버 (18) 와 지지대 (121) 의 흡기측 레그부 (121e) 사이에 배치 형성된다. 하니스 집합체 (171) 는, 실린더 헤드 커버 (18) 의 오른쪽 전측 모서리부의 근방에서, EGR 밸브 하니스 (172) 와 EGR 가스 온도 센서 하니스 (173) 와 센서 하니스 집합체 (174) 로 분기된다. EGR 밸브 하니스 (172) 는, 지지대 (121) 의 제 2 중앙 레그부 (121d) 와 흡기측 레그부 (121e) 사이를 통과하여, EGR 밸브 부재 (29) 에 전기 접속된다. EGR 가스 온도 센서 하니스 (173) 는, 재순환 배기 가스 배관 (28) 내의 배기 가스 온도를 검출하는 EGR 가스 온도 센서 (181) 에, 제 2 중앙 레그부 (121d) 와 흡기측 레그부 (121e) 사이를 통과하여 전기 접속된다.

센서 하니스 집합체 (174) 는, 하니스 집합체 (171) 로부터 좌측방을 향하여 유도되고, 실린더 헤드 커버 (18) 의 전측면 오른쪽 근처 부위의 전방에서, 하방을 향하여 접어 구부러진다. 센서 하니스 집합체 (174) 의 전단부는, 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 와 배기 압력 센서 하니스 (176) 로 분기된다. 배기 압력 센서 하니스 (176) 는, 하니스 집합체 (174) 로부터, 실린더 헤드 커버 (18) 와 지지대 (121) 의 제 1 중앙 레그부 (121c) 사이를 통과하여 좌측방으로 유도되어, 배기 압력 센서 (151) 에 전기 접속된다.

회전각 센서 하니스 집합체 (175) 는, 센서 하니스 집합체 (174) 로부터, 실린더 헤드 (2) 의 전측면을 따라 하측 방향으로 연장 형성된다. 또, 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 는, 플라이 휠 하우징 (7) 의 바로 위 위치에서 좌측방을 향하여 접어 구부러지고, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 왼쪽 아래 모서리부의 전방 위치로 유도된다. 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 는, 크랭크축 회전각 센서 하니스 (177) 와 캠축 회전각 센서 하니스 (178) 로 분기된다. 크랭크축 회전각 센서 하니스 (177) 는, 플라이 휠 하우징 (7) 의 전부의 왼쪽 상측 근처 부위에 장착되는 크랭크축 회전각 센서 (182) (도 1 참조) 에 전기 접속된다. 캠축 회전각 센서 하니스 (178) 는, 플라이 휠 하우징 (7) 의 왼쪽 상측 가장자리부에 장착되는 캠축 회전각 센서 (183) (도 1 참조) 에 전기 접속된다.

도 17 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 의 전측면의 좌우 중앙부에는, 상하로 나열되는 걸림 부재 장착부 (185, 186) 가 형성되어 있다. 상측의 걸림 부재 장착부 (185) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면의 상측 근처 부위에서, 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 와 제 1 중앙 장착부 (123c) 사이의 위치에 배치된다. 하측의 걸림 부재 장착부 (186) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면의 하측 근처 부위에서, 좌우의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 사이에서 상측 걸림 부재 장착부 (185) 의 바로 아래의 위치에 배치된다.

도 22 및 도 23 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 대치하는 부분의 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 는, 상하의 걸림 부재 장착부 (185, 186) 에 장착되는 걸림 부재 (187, 188) 에 의해, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 장착된다. 그리고, 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 는, 하니스 집합체 (174) 로부터, 오른쪽 EGR 쿨러 연결부 (34) 와 지지대 (121) 의 제 1 중앙 레그부 (121c) 사이와, 실린더 헤드 (2) 와 EGR 쿨러 (27) 사이를 통과하여, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 하측 가장자리 부위에 대치하는 위치로 유도된다.

EGR 쿨러 (27) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 전방을 향하여 돌출 형성되는 좌우 1 쌍의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 에 장착된다. 그리고, EGR 쿨러 (27) 의 이면과 실린더 헤드 (2) 사이에 공간이 형성된다. 이 공간에 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 를 상하 방향으로 배치 형성함으로써, 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 를 보호할 수 있음과 함께, 회전각 센서 하니스 집합체 (175) 의 레이아웃 설계가 용이해진다.

또, 실린더 헤드 커버 (18) 의 측면과 지지대 (121) 사이에는 공간이 형성되어 있다. 이 공간을 이용하여, 하니스 집합체 (171, 174) 및 하니스 (172, 173, 176) 를 배치함으로써, 이들 하니스 및 하니스 집합체를 보호할 수 있음과 함께, 하니스의 레이아웃 설계가 용이해진다.

도 1 내지 도 10 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 은, 실린더 헤드 (2) 의 일측면인 배기측면 (예를 들어 좌측면) 에 형성되는 배기 매니폴드 (4) 와, 배기 매니폴드 (4) 로부터 배출되는 배기 가스에 의해 구동하는 2 단 과급기 (30) 를 구비한다. 2 단 과급기 (30) 는, 배기 매니폴드 (4) 에 연결되는 고압단 과급기 (51) 와, 고압단 과급기 (51) 에 연결되는 저압단 과급기 (52) 로 구성된다. 고압단 과급기 (51) 는 배기 매니폴드 (4) 의 측방에 배치되고, 저압단 과급기 (52) 는 배기 매니폴드 (4) 의 상방에 배치되므로, 배기 매니폴드 (4) 와 2 단 과급기 (30) 를 대략 사각 프레임 내에 컴팩트하게 배치할 수 있어, 엔진 (1) 의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 고압단 과급기 (51) 의 고압단 배기 출구 (58) 와 저압단 과급기 (52) 의 저압단 배기 입구 (60) 는, 가요성을 갖는 배관의 일례로서의 고압 배기 가스 배관 (59) 을 통하여 연결되어 있으므로, 열연신에 의한 고압 배기 가스 배관 (59) 의 저사이클 피로 파괴의 위험성을 저감시킬 수 있다.

엔진 (1) 에 있어서, 저압단 과급기 (52) 는 실린더 헤드 (2) 의 배기측면에 고정되고, 고압단 과급기 (51) 는 배기 매니폴드 (4) 에 고정되어 있으므로, 2 단 과급기 (30) 를 구성하는 고압단 과급기 (51) 와 저압단 과급기 (52) 를 견뢰한 실린더 헤드 (2) 및 배기 매니폴드 (4) 에 나누어 강고하게 고정시킬 수 있다. 또한, 고압단 과급기 (51) 의 고압단 배기 출구 (58) 와 저압단 과급기 (52) 의 저압단 배기 입구 (60) 는, 가요성을 갖는 고압 배기 가스 배관 (59) 을 통하여 연결되어 있으므로, 고압 배기 가스 배관 (59) 의 열연신에서 기인하여 2 단 과급기 (30) 에 가해지는 응력을 저감시킬 수 있다. 이로써, 고압단 과급기 (51) 와 배기 매니폴드 (4) 의 연결부에 가해지는 응력과, 저압단 과급기 (52) 와 실린더 헤드 (2) 의 연결부에 가해지는 응력을 저감시킬 수 있어, 이들 연결부에 있어서의 연결 불량이나 연결 부재의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 실린더 헤드 (2) 는, 그 내부에, 배기측면에 있어서의 저압단 과급기 장착부 (131) 로부터, 배기측면에 대향하는 흡기측면 (예를 들어 우측면) 을 향하여 연장 형성된 리브 (135) 를 구비하고 있으므로, 실린더 헤드 (2) 에 있어서 저압단 과급기 장착부 (131) 의 주변의 강성을 향상시킬 수 있고, 실린더 헤드 (2) 에 대한 저압단 과급기 (52) 의 장착에서 기인되는 실린더 헤드 (2) 의 변형 등을 방지할 수 있다.

또, 엔진 (1) 은, 엔진 (1) 으로부터의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치 (100) 를 구비한다. 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 입구로서의 배기 가스 입구관 (116) 은, 상기 배기측면과 교차하는 실린더 헤드 (2) 의 2 측면 중 일방의 측면과 상기 배기측면이 교차하는 모서리부의 근방에 배치되고, 저압단 과급기 (52) 는, 배기측면측에서 보아, 상기 일방의 측면 근처에 배치됨과 함께, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 배기 출구 (61) 가 상기 일방의 측면측을 향하여 형성되어 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 배기 출구 (61) 와 배기 가스 정화 장치 (100) 의 배기 가스 입구관 (116) 을 연결하는 배관의 일례로서의 배기 연결관 (119) 및 배기 연결 부재 (120) 를 짧고 또한 간소하게 할 수 있다. 이로써, 배기 가스 정화 장치 (100) 에 공급되는 배기 가스를 고온으로 유지할 수 있어, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 재생 능력의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 실린더 헤드 (2) 의 상방에서, 블로바이 가스 환원 장치 (19) 의 블로바이 가스 출구 (70) 가 실린더 헤드 (2) 의 상기 일방의 측면과는 반대측의 타방의 측면 근처의 위치에서 배기측면측을 향하여 배치되고, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 신기 입구 (63) 가 상기 타방의 측면측을 향하여 형성된다. 또, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 신기 입구 (63) 에 연결하는 급기관 (62) 에 블로바이 가스 출구 (70) 가 환원 호스 (68) 를 통하여 연결되어 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 블로바이 가스 환원 장치 (19) 의 블로바이 가스 출구 (70) 와, 저압단 과급기 (52) 의 저압단 신기 입구 (63) 에 연결하는 급기관 (62) 의 양방을 실린더 헤드 (2) 의 상기 타방의 측면 근처의 위치에 배치함으로써 환원 호스 (68) 를 짧게 할 수 있어, 환원 호스 (68) 내부의 동결 대책이 불필요해진다.

도 1 내지 도 5 및 도 11 ∼ 도 16 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 은, 실린더 헤드 (2) 의 상방에 지지대 (121) 를 개재하여 배기 가스 정화 장치 (100) 를 구비한다. 지지대 (121) 는, 배기 가스 정화 장치 (100) 가 탑재되는 평면부 (121a) 와, 평면부 (121a) 로부터 하방을 향하여 돌출 형성되어 실린더 헤드 (2) 에 고정되는 복수의 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 를 구비한다. 평면부 (121a) 와 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 는 일체 성형되어 있다. 또 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 끼리의 사이가 아치 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 상기 일체 성형 구조 및 아치 형상에 의해, 지지대 (121) 의 강성을 확보하면서 경량화를 실현할 수 있다. 또, 지지대 (121) 를 일체 성형 부품으로 함으로써, 부품 점수를 저감시킬 수 있다. 또, 복수의 레그부 (121b, 121c, 121d, 121e) 사이에 아치 형상의 간극이 형성되어 있음으로써, 지지대 (121) 의 레그부 주변에서 열고임이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 예를 들어 레그부 주변에 탑재되는 센서의 일례로서의 배기 압력 센서 (151) 등의 전자 부품에 대한 열해나, EGR 쿨러 (27) 등의 냉각 부품의 냉각 부족을 방지할 수 있다.

엔진 (1) 은, 서로 대향하는 실린더 헤드 (2) 의 배기측면과 흡기측면에 배기 매니폴드 (4) 와 흡기 매니폴드 (3) 가 나누어져 배치되는 구성이다. 지지대 (121) 는, 크랭크축 (5) 의 축 방향과 교차하는 실린더 헤드 (2) 의 2 측면 중 일방의 측면의 상방에 배치됨과 함께, 레그부로서, 배기측면에 고정되는 배기측 레그부 (121b) 와, 흡기측면에 고정되는 흡기측 레그부 (121e) 와, 상기 일방의 측면에 고정되는 중앙 레그부 (121c, 121d) 를 구비하고 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 실린더 헤드 (2) 의 배기측면과 흡기측면과 상기 일방의 측면의 합계 3 면에 지지대 (121) 를 고정시킬 수 있어, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 지지 강성을 향상시킬 수 있다. 또, 배기측 레그부 (121b) 와 제 1 중앙 레그부 (121c) 사이와, 흡기측 레그부 (121e) 와 제 2 중앙 레그부 (121d) 사이에서, 양 아치 형상의 높이나 크기 등을 서로 상이하게 하거나, 배기측 레그부 (121b) 와 흡기측 레그부 (121e) 의 길이를 상이하게 하거나 함으로써, 흡기측과 배기측의 진동을 지지대 (121) 에서 없애는 것이 가능해져, 배기 가스 정화 장치 (100) 의 진동을 저감시킬 수 있다.

또, 엔진 (1) 은, 실린더 헤드 (2) 의 상기 2 측면 중 타방의 측면측에 냉각팬 (9) 을 구비하는 구성이다. 그리고, 실린더 헤드 (2) 상의 실린더 헤드 커버 (18) 와 지지대 (121) 사이에 냉각팬 (9) 으로부터의 냉각풍 (149) 이 흐르는 냉각풍 통로 (148) 가 형성되어 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 냉각팬 (9) 으로부터의 냉각풍을 실린더 헤드 (2) 의 상기 일방의 측면측에 냉각풍 통로 (148) 를 통하여 안내할 수 있어, 실린더 헤드 (2) 의 상기 일방의 측면 주변을 적절히 냉각시킬 수 있다.

또한, 엔진 (1) 은, 배기 매니폴드 (4) 로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 흡기 매니폴드 (3) 에 되돌리는 EGR 장치 (24) 와, EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러 (27) 와, 배기 매니폴드 (4) 내의 배기 가스 압력을 검출하는 배기 압력 센서 (151) 를 구비하는 구성이다. 실린더 헤드 (2) 의 상기 일방의 측면에, EGR 쿨러 (27) 와 배기 압력 센서 (151) 가 장착되어 있다. 따라서, 냉각팬 (9) 으로부터 냉각풍 통로 (148) 를 통하여 상기 일방의 측면으로 유도되는 냉각풍 (149) 에 의해, EGR 쿨러 (27) 의 냉각 촉진과, 배기 압력 센서 (151) 의 열해 방지를 실현할 수 있다.

또, 엔진 (1) 에서는, 실린더 헤드 (2) 의 흡기측면에 흡기 매니폴드 (3) 가 일체 성형되어 있고, 흡기측 레그부 (121e) 는, 흡기 매니폴드 (3) 의 상면에 고정되어 있으므로, 이와 같이 하면, 견뢰한 흡기 매니폴드 (3) 상에 흡기측 레그부 (121e) 를 재치하여 강고하게 고정시킬 수 있다. 또, 흡기측 레그부 (121e) 를 흡기 매니폴드 (3) 에 고정시키기 위한 볼트의 체완 작업을 실린더 헤드 (2) 의 상방측으로부터 실시할 수 있으므로, 실린더 헤드 (2) 의 흡기측면의 측방에 배치되는 EGR 장치 (24) 를 흡기 매니폴드 (3) 에 장착한 상태로, 지지대 (121) 의 장착 작업 및 분리 작업을 실시할 수 있어, 엔진 (1) 의 조립 작업성 및 메인터넌스성이 향상된다.

도 1 내지 도 5 및 도 17 ∼ 도 21 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (1) 은, 실린더 헤드 (2) 의 배기측면에 형성되는 배기 매니폴드 (4) 와, 배기 매니폴드 (4) 내의 배기 가스 압력을 검출하는 배기 압력 센서 (151) 를 구비한다. 배기 압력 센서 (151) 는 실린더 헤드 (2) 에 장착되고, 배기 매니폴드 (4) 와 배기 압력 센서 (151) 는, 실린더 헤드 (2) 내에 형성한 배기 압력 바이패스 경로 (153) 와, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 와 배기 매니폴드 (4) 를 연결하는 배기 압력 검출용 배관 (154) 을 통하여 접속되어 있으므로, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 열을 실린더 헤드 (2) 에서 확산시킬 수 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 배기 매니폴드 (4) 및 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 열에서 기인되는 배기 압력 센서 (151) 의 고장이나 오작동을 방지하면서, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 길이를 짧게 함으로써, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 신뢰성이 향상됨과 함께, 배기 압력 검출용 배관 (154) 의 배치가 용이해져, 설계 공정수의 저감이나 엔진 (1) 의 제조성 및 조립성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 엔진 (1) 에서는, 실린더 헤드 (2) 내에서, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 의 근방에 냉각 수로 (38) 가 형성되어 있으므로, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 내의 가스 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 내의 가스로부터 배기 압력 센서 (151) 에 전해지는 열을 허용 범위 내에 수용하면서, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 를 짧게 할 수 있어, 실린더 헤드 (2) 에 대한 배기 압력 바이패스 경로 (153) 의 형성이 용이해진다.

엔진 (1) 은, 배기 매니폴드 (4) 로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 흡기 매니폴드 (3) 로 되돌리는 EGR 장치 (24) 와, EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러 (27) 를 구비하는 구성이다. 실린더 헤드 (2) 는, 상기 배기측면과 교차하는 실린더 헤드 (2) 의 2 측면 중 일방의 측면으로 돌출 형성된 1 쌍의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 를 구비하고, 냉각 수로 (38) 는, 일방의 EGR 쿨러 연결부 (33) 내를 통과하여 EGR 쿨러 (27) 에 연결되어 있고, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 는, EGR 쿨러 연결부 (33) 내를 통과하고 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 배기 압력 바이패스 경로 (153) 내의 가스를 효율적으로 냉각시킬 수 있어, 열에서 기인되는 배기 압력 센서 (151) 의 고장이나 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 배기 압력 센서 (151) 는, 1 쌍의 EGR 쿨러 연결부 (33, 34) 사이에서 실린더 헤드 (2) 의 상기 일방의 측면으로 돌출 형성된 배기 압력 센서 장착부 (152) 에 장착되어 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 배기 압력 센서 (151) 를 효율적으로 냉각시킬 수 있어, 열에서 기인되는 배기 압력 센서 (151) 의 고장이나 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 본원 발명에 있어서의 각 부의 구성은 도시의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본원 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.

1 : 엔진 (엔진 장치)
2 : 실린더 헤드
3 : 흡기 매니폴드
4 : 배기 매니폴드
30 : 2 단 과급기
51 : 고압단 과급기
52 : 저압단 과급기
59 : 고압 배기 가스 배관 (가요성을 갖는 배관)
131 : 저압단 과급기 장착부
135 : 리브
100 : 배기 가스 정화 장치
116 : 배기 가스 입구관 (배기 가스 정화 장치의 배기 입구)
19 : 블로바이 가스 환원 장치
70 : 블로바이 가스 출구
63 : 저압단 신기 입구 (저압단 과급기의 신기 입구)
62 : 급기관
68 : 환원 호스

Claims

실린더 헤드의 상방에 지지대를 개재하여 배기 가스 정화 장치를 구비하는 엔진 장치에 있어서,
상기 지지대는, 상기 배기 가스 정화 장치가 탑재되는 평면부와, 상기 평면부로부터 하방을 향하여 돌출 형성되어 상기 실린더 헤드에 고정되는 복수의 레그부를 구비하고,
상기 실린더 헤드 상의 실린더 헤드 커버와 상기 지지대 사이에 냉각팬으로부터의 냉각풍이 흐르는 냉각풍 통로가 형성되어 있는, 엔진 장치.
제 1 항에 있어서,
서로 대향하는 상기 실린더 헤드의 배기측면과 흡기측면에 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드가 나누어져 배치되는 구성으로서,
상기 지지대는, 상기 배기측면 및 상기 흡기측면과 교차하는 상기 실린더 헤드의 2 측면 중 일방의 측면의 상방에 배치됨과 함께, 상기 레그부로서, 상기 배기측면에 고정되는 배기측 레그부와, 상기 흡기측면에 고정되는 흡기측 레그부와, 상기 일방의 측면에 고정되는 중앙 레그부를 구비하고 있는, 엔진 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 실린더 헤드의 상기 2 측면 중 타방의 측면측에 상기 냉각팬을 구비하고 있는, 엔진 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 상기 흡기 매니폴드에 되돌리는 EGR 장치와, 상기 EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러와, 상기 배기 매니폴드 내의 배기 가스 압력을 검출하는 배기 압력 센서를 구비하는 구성으로서,
상기 실린더 헤드의 상기 일방의 측면에, 상기 EGR 쿨러와 상기 배기 압력 센서가 장착되어 있는, 엔진 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 실린더 헤드의 상기 흡기측면에 상기 흡기 매니폴드가 일체 성형되어 있고,
상기 흡기측 레그부는, 상기 흡기 매니폴드의 상면에 고정되고 있는, 엔진 장치.