WO2018230208A1 - エンジン - Google Patents

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WO2018230208A1
WO2018230208A1 PCT/JP2018/018150 JP2018018150W WO2018230208A1 WO 2018230208 A1 WO2018230208 A1 WO 2018230208A1 JP 2018018150 W JP2018018150 W JP 2018018150W WO 2018230208 A1 WO2018230208 A1 WO 2018230208A1
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dpf
support
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intake
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伸治 西村
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ヤンマー株式会社
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    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
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    • F02M35/10222—Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
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    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/08—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for heavy duty applications, e.g. trucks, buses, tractors, locomotives

Definitions

  • the present invention relates to an engine such as a diesel engine mounted on a work machine such as a construction machine or an agricultural machine.
  • a DPF Diesel Particulate Filter
  • An intake collector that returns a part of the exhaust gas to the intake manifold as EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas relates to an engine fixed to the intake manifold.
  • the above-described engine is configured such that the posture of the DPF disposed on the upper part of the cylinder head is a lateral posture that is orthogonal or substantially orthogonal in a plan view with respect to the rotation axis of the crankshaft.
  • the space occupied around the engine can be made compact compared to the case where the shaft is disposed along the direction of the rotation axis of the shaft.
  • a support mechanism for supporting the DPF on the cylinder head and the intake manifold is provided.
  • the support mechanism includes an inlet side bracket for fixing a portion of the DPF on the exhaust manifold side to the left side surface of the cylinder head, an outlet side bracket for fixing the portion of the DPF on the intake manifold side to the front surface of the cylinder head, It is comprised from the connection bracket which connects the upper-lower intermediate part of an exit side bracket, and an intake manifold.
  • the mounting position of the inlet bracket with respect to the left side surface of the cylinder head, the mounting position of the outlet bracket with respect to the front surface of the cylinder head, and the mounting position of the connection bracket with respect to the intake manifold are determined in a plan view.
  • the DPF tends to swing in the pitch direction (arrow direction b in FIG. 1) along the direction of the rotation axis of the crankshaft due to vibration propagated to the engine.
  • a high-mass drive target device FIG.
  • the main object of the present invention is to provide an engine capable of suppressing damage to the DPF support mechanism due to vibration in the pitch direction by rational modification utilizing the arrangement configuration of the cylinder head on the air supply side. There is in point to do.
  • a first characteristic configuration according to the present invention is such that a DPF for purifying exhaust gas from an exhaust manifold is disposed at an upper portion of a cylinder head in a posture orthogonal or substantially orthogonal to a rotation axis of a crankshaft in a plan view.
  • an intake collector that recirculates a part of the exhaust gas to the intake manifold as EGR gas is an engine fixed to the intake manifold,
  • a support mechanism for supporting the DPF on the cylinder head, the intake manifold, and the intake collector is provided.
  • the support mechanism includes a first support position for supporting the DPF on the cylinder head, and the DPF on the intake manifold.
  • the intake collector of the EGR device that reduces the exhaust amount of nitrogen oxides is fixed to the intake manifold by returning a part of the exhaust gas as EGR gas to the intake manifold. Therefore, the intake collector has the same vibration system as the cylinder head and the intake manifold. Further, the third support position of the support mechanism that supports the DPF on the intake collector is cranked more than the first support position of the support mechanism that supports the DPF on the cylinder head and the second support position of the support mechanism that supports the DPF on the intake manifold.
  • the shaft is disposed at a position displaced in the rotational axis direction of the shaft.
  • the DPF is also supported by the intake collector with a support mechanism that supports the DPF on the cylinder head and the intake manifold using the same arrangement configuration of the intake collector of the vibration system as the cylinder head and the intake manifold.
  • the DPF can be supported at the three points of the first support position, the second support position, and the third support position that are displaced in the direction of the rotation axis of the crankshaft.
  • the support strength against vibrations in the pitch direction can be improved.
  • the generation of internal stress in the support mechanism can be suppressed and the support mechanism can be constructed more robustly than when the DPF support mechanism is fixed between different members of the vibration system. Therefore, damage to the DPF support mechanism due to vibration in the pitch direction can be suppressed by the above-described rational modification using the intake collector that is the arrangement configuration on the supply side of the cylinder head.
  • the support mechanism includes a first support for supporting the DPF on the cylinder head and the intake manifold, and a second support for supporting the DPF on the intake collector. There is in point.
  • the first support includes a first bracket that supports a portion on the intake manifold side of the DPF to the cylinder head and the intake manifold
  • the second support includes The second bracket is constructed over the first bracket and the intake collector.
  • the first bracket of the first support member is provided between the three parts of the DPF side of the DPF and the cylinder head and the intake manifold.
  • the installation distance between them is shorter than the distance between the DPF and the intake collector.
  • the weight of the second bracket constituting the second support can be reduced and the cost can be reduced.
  • the second support is provided with a contact portion that can come into contact with an attachment portion formed on an upper surface of the intake collector from above, and the contact portion is formed in a vertical direction. It is in a point that it is fastened to the mounting portion of the intake collector with a bolt of a posture.
  • the pitching vibration acting on the DPF is caused to come into contact with the mounting portion of the intake collector from the upper side that is the pitch direction, and the bolt in the vertical direction along the pitch direction. Can be firmly received and supported.
  • a fifth characteristic configuration according to the present invention is that the DPF is disposed on an end portion of the upper part of the cylinder head that is separated from an output shaft portion side for a device to be driven.
  • the vertical vibration of the drive target device having a large mass is amplified and acts as a pitch direction swing.
  • This amplified vibration in the pitch direction can be firmly received and supported at three support positions of the cylinder head, the intake manifold, and the intake collector.
  • FIG. 1 and 2 show an example of an engine, which is a diesel engine 1 as a prime mover mounted on a work machine such as a construction machine or an agricultural machine.
  • the arrangement side of the exhaust manifold 7 is the left side of the diesel engine 1
  • the arrangement side of the intake manifold 6 is the right side of the diesel engine 1.
  • the direction of the axis of rotation of the crankshaft (engine output shaft) 2 is the front-rear direction
  • the cooling fan (not shown) side is the front side
  • the output shaft portion 2A side of the crankshaft 2 with respect to the drive target device 100 is the rear side
  • 1 and 2 are perspective views of the diesel engine 1 as a whole. 3 to 8 are shown in a state where the peripheral parts are appropriately removed in order to clearly show the support structure of the DPF 40.
  • FIG. 6 is expressed with the turbocharger 30 removed.
  • the diesel engine 1 includes a crankshaft 2 for engine output and a cylinder block 3 incorporating a piston (not shown).
  • a cylinder head 4 is fixed to the upper surface of the cylinder block 3, and a head cover 5 is fixed to the upper surface of the cylinder head 4.
  • An intake manifold 6 is fixed to the right side surface 4c (see FIG. 7) of the cylinder head 4, and an exhaust manifold 7 is fixed to the left side surface 4b of the cylinder head 4 (see FIG. 7).
  • a fan shaft 8 that pivotally supports a cooling fan (not shown) is provided on the front surface of the cylinder block 3.
  • a flywheel housing 9 is fixed to the rear surface of the cylinder block 3, and a flywheel 10 that is supported by the output shaft portion 2 ⁇ / b> A on the rear end side of the crankshaft 2 is disposed in the flywheel housing 9.
  • the flywheel housing 9 has a large mass to be driven, such as a hydraulic pump for work implements directly connected to the output shaft portion 2 ⁇ / b> A of the crankshaft 2. 100 is fixedly connected.
  • the intake system of the diesel engine 1 includes an intake pipe 15 provided with a compressor 32 of a turbocharger 30 described later, an intake collector 51 of an EGR device 50 described later, and an intake manifold 6.
  • the turbocharger 30 includes a turbine 31 of the turbocharger 30 provided in the exhaust pipe 20 and a compressor 32 provided in the intake pipe 15.
  • the turbine 31 is rotated by the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 20 and drives a compressor 32 coaxial with the turbine 31.
  • the compressor 32 compresses fresh air (external air) sucked through an air cleaner (not shown).
  • New air refers to air that does not contain EGR gas, which will be described later.
  • the compressed air that is compressed and exceeds the atmospheric pressure is sent to the intake collector 51.
  • the exhaust manifold 7 is integrally formed with an exhaust gas discharge cylinder portion 21 that opens outward and upward.
  • a gas inlet portion of a turbine 31 is connected to the exhaust gas discharge cylinder portion 21, and an upstream end portion of an elbow-shaped pipe joint 22 is connected to a gas outlet portion of the turbine 31.
  • the downstream end of the elbow-shaped pipe joint 22 is connected to the upstream end of the exhaust connection pipe 23 connected to the exhaust gas introduction part 42 of the DPF 40.
  • the connection flange 23 ⁇ / b> A on the downstream side of the exhaust connection pipe 23 is bolted to the connection flange 42 ⁇ / b> A of the exhaust gas introduction portion 42 of the DPF 40.
  • the exhaust pipe 20 is configured by the pipe joint 22 and the exhaust connection pipe 23 described above.
  • the intake manifold 6 supplies the pressurized air supplied through the intake pipe 15 to the cylinder head 4 in a number corresponding to the number of cylinders.
  • An injector (fuel injection device) 16 is disposed in the cylinder head 4. The injector 16 injects fuel into the combustion chamber at a predetermined timing. When the injector 16 injects fuel and drives the piston in the cylinder block 3, the diesel engine 1 can generate power.
  • the exhaust system of the diesel engine 1 includes an exhaust manifold 7, an exhaust pipe 20 provided with a turbine 31 of a turbocharger 30, and a DPF 40 constituting a continuously regenerative exhaust gas purification device. And comprising.
  • the exhaust manifold 7 collectively supplies exhaust gas generated in a plurality of combustion chambers to the turbine 31 of the turbocharger 30. A part of the exhaust gas that has passed through the exhaust manifold 7 is recirculated to the intake system by the EGR device 50 as EGR gas, and the rest is exhausted after being purified by the DPF 40.
  • the EGR device 50 includes an intake collector 51 that mixes a part of EGR gas from the exhaust manifold 7 and fresh air supplied from the intake pipe 15 and supplies the mixture to the intake manifold 6.
  • an EGR valve member 55 for communicating the intake collector 51.
  • the amount of EGR gas supplied to the intake collector 51 is adjusted by adjusting the opening of an EGR valve (not shown) in the EGR valve member 55.
  • fresh air is supplied from the intake pipe 15 through the intake throttle member 52 into the intake collector 51, while EGR gas is supplied from the exhaust manifold 7 through the EGR valve member 55 into the intake collector 51.
  • Fresh air from the intake pipe 15 and EGR gas from the exhaust manifold 7 are mixed in the intake collector 51 and then supplied to the intake manifold 6. That is, a part of the exhaust gas discharged from the diesel engine 1 to the exhaust manifold 7 is recirculated from the intake manifold 6 to the diesel engine 1, so that the maximum combustion temperature at the time of high load operation is lowered. NOx (nitrogen oxide) emissions are reduced.
  • the gas inlet portion of the EGR cooler 53 is connected to an EGR gas extraction pipe 56 formed integrally with the exhaust manifold 7, and the gas outlet portion of the EGR cooler 53 is connected to a recirculation exhaust gas pipe 54 via a pipe joint member 57.
  • the pipe joint member 57 is bolted to the exhaust manifold 7.
  • the DPF 40 includes an exhaust gas purification case 41 made of a cylindrical heat-resistant metal material along the left-right direction.
  • an exhaust gas introduction portion 42 provided with an exhaust gas introduction port 42a (see FIG. 3) that opens toward the rear is projected.
  • a purified gas discharge port 43 for discharging the purified exhaust gas is provided. The exhaust gas discharged from the purified gas discharge port 43 is discharged to the outside through a silencer and a tail pipe.
  • the exhaust gas purification case 41 is collected with a catalyst case body 45 in which a diesel oxidation catalyst 44 (gas purification body) such as platinum that generates nitrogen dioxide (NO 2) is mounted. And a filter case body 47 in which a soot filter 46 (gas purifier) having a honeycomb structure for continuously oxidizing and removing particulate matter (PM (Particulate Matter)) at a relatively low temperature is provided.
  • a soot filter 46 gas purifier
  • the first connecting flange 45A provided at the gas outlet side end of the catalyst case body 45 and the second connecting flange 47A provided at the gas inlet side end of the filter case body 47 are joined in the left-right direction. Fastened with bolts and nuts.
  • a lid body 48 having a purified gas discharge port 43 and a third connection flange 49 are provided at the gas outlet side end of the filter case body 47.
  • Divided reinforcing flange plates 50A and 50B are fastened to the back side of the third connecting flange 49 with bolts and nuts.
  • a connecting plate portion 50 a that protrudes outward in the diameter direction from the third connecting flange 49 is integrally formed with the divided reinforcing flange plate 50 ⁇ / b> A on the lower side.
  • the connecting plate portion 50a is formed with a plurality of bolt insertion holes 50b for fastening a first bracket 70 to be described later with a first bolt 74 and a nut 75 from the left and right directions.
  • the bolt insertion holes 50b are formed at three locations in the circumferential direction below the split reinforcing flange plate 50A on the exhaust gas purification case 41 side.
  • the bolt insertion holes 50b located on both sides in the circumferential direction are formed as circular holes, and the bolt insertion holes 50b located in the center in the circumferential direction are formed as substantially “U” -shaped cutout holes opened downward. .
  • nitrogen dioxide (NO 2) generated by the oxidation action of the diesel oxidation catalyst 44 is supplied into the soot filter 46.
  • Particulate matter (PM) contained in the exhaust gas of the diesel engine 1 is collected by the soot filter 46 and continuously oxidized and removed by nitrogen dioxide (NO2).
  • NO2 nitrogen dioxide
  • the content of carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) in the exhaust gas of the diesel engine 1 is reduced.
  • the DPF 40 since the DPF 40 is disposed on the front end side of the upper part of the cylinder head 4 that is separated from the output shaft 2A side of the crankshaft 2 toward the front side, the DPF 40 swings greatly in the pitch direction more than the diesel engine 1. The phenomenon occurs.
  • the support structure of the DPF 40 of the present invention is the above-described countermeasure against vibration in the pitch direction by rational modification utilizing the arrangement configuration of the cylinder head 4 on the air supply side. Will be described in detail.
  • the exhaust gas purification case 41 of the DPF 40 is supported by the cylinder head 4 and the intake manifold 6, and the intake collector is displaced in the direction of the rotation axis of the crankshaft 2 from the support position.
  • a support mechanism 60 to be supported by 51 is provided.
  • the support mechanism 60 includes a first support 61 that supports the exhaust gas purification case 41 on the cylinder head 4 and the intake manifold 6, and a second support 62 that supports the exhaust gas purification case 41 on the intake collector 51. Yes.
  • the first support 61 includes a first bracket 70 that fixes a portion of the exhaust gas purification case 41 on the intake manifold 6 side to the cylinder head 4 and the intake manifold 6, and a portion of the exhaust gas purification case 41 on the exhaust manifold 7 side. Is formed of a fixing band 90 for fixing the cylinder head 4 to the cylinder head 4. Further, the second support 62 is constituted by a second bracket 80 which is constructed over the first bracket 70 and the intake collector 51.
  • the first bracket 70 includes a first mounting plate portion 71 in a vertical posture along the front-rear direction that can contact the rear surface of the split reinforcing flange plate 50A of the exhaust gas purification case 41, and a cylinder.
  • a second mounting plate portion 72 in a vertical posture along the left-right direction that can contact the front surface 4 a of the head 4 and a first mounting portion 65 formed on the upper surface of the front end portion of the intake manifold 6 in the left-right direction.
  • a third mounting plate portion 73 in a horizontal orientation along.
  • the second mounting plate portion 72 is bent at a right angle inward in the left-right direction at the front end of the first mounting plate portion 71, and extends obliquely downward toward the left side portion of the front surface 4 a of the cylinder head 4. ing.
  • the third mounting plate portion 73 is formed at the lower end of the first mounting plate portion 71 by being bent at right angles along the horizontal direction inward in the left-right direction.
  • connection plate portion 50a of the split reinforcing flange plate 50A of the exhaust gas purification case 41 is provided at the upper end of the first mounting plate portion 71 of the first bracket 70 in the left-right orientation.
  • a plurality of first bolt insertion holes 71a for fastening with bolts 74 and nuts 75 are formed.
  • the first bolt insertion holes 71 a of the first mounting plate portion 71 are formed at portions corresponding to the three circumferential positions of the split reinforcing flange plate 50 ⁇ / b> A of the exhaust gas purification case 41.
  • the first bolt 74 inserted through the first bolt insertion hole 71a at the center in the circumferential direction is inserted from the inner side opposite to the first bolt 74 inserted through the first bolt insertion holes 71a at both sides in the circumferential direction,
  • the nut 75 is screwed from the outside.
  • This is a substantially “U” shape on the center side in the circumferential direction of the divided reinforcing flange plate 50A on the lower side in a state where the exhaust gas purification case 41 of the DPF 40 is placed on the receiving surface 91a of the support base 91 of the fixed band 90.
  • the bolt insertion hole 50b is engaged and held from above with respect to the first bolt 74 in the center in the circumferential direction.
  • the second mounting plate 72 has a plurality of screw holes (not shown) formed in the right portion of the front surface 4 a of the cylinder head 4 in the front-rear direction.
  • a plurality of second bolt insertion holes 72a for fastening with bolts 76 are formed.
  • the 2nd bolt insertion hole 72a of the 2nd attachment board part 72 is formed in three places used as the vertex of a triangle.
  • a plurality of first screw holes 65 a formed in the first mounting portion 65 of the intake manifold 6 are vertically positioned at the distal end portion of the third mounting plate portion 73.
  • a plurality of third bolt insertion holes 73 a for fastening with the third bolts 77 are formed.
  • the third bolt insertion holes 73a of the third mounting plate portion 73 are formed at two locations with a predetermined interval in the front-rear direction.
  • the first mounting portion 65 of the intake manifold 6 is configured in a form in which two columnar bodies 65A are integrally coupled in the front-rear direction.
  • a first screw hole 65a is formed in the first screw hole 65a.
  • a horizontal reinforcing plate 78 extending between the inner surface of the first mounting plate portion 71 and the inner surface of the second mounting plate portion 72 of the first bracket 70 is fixed by welding or the like.
  • a load transmission plate 79 that comes into contact with the upper surface of the reinforcing plate 78 from above is attached to the first bolt 74 together with the divided reinforcing flange plate 50 ⁇ / b> A of the exhaust gas purification case 41. -It is fixed together with a nut 75.
  • a fourth bolt insertion hole 79a penetrating in the left-right direction is formed at each of the three locations along the circumferential direction of the divided reinforcing flange plate 50A in the load transmitting plate 79.
  • nuts 75 are fixed to the portions corresponding to the fourth bolt insertion holes 79 a on both sides in the circumferential direction on the inner surface of the load transmitting plate 79 by welding or the like.
  • a part of the load of the DPF 40 can be supported also at the contact portion between the reinforcing plate 78 and the load transmission plate 79 of the first bracket 70, and therefore the first mounting plate portion of the first bracket 70.
  • the support mechanism 60 of the DPF 40 can be constructed more robustly than when the 71 and the split reinforcing flange plate 50A on the exhaust gas purification case 41 side are fastened only by the first bolt 74 and the nut 75.
  • the second bracket 80 is located at a portion of the inner surface of the first mounting plate portion 71 of the first bracket 70 excluding the mounting region of the reinforcing plate 78 and the load transmitting plate 79.
  • the vertical plate portion 81 is formed in a substantially “L” -shaped contour shape when viewed in the left-right direction, and the horizontal plate portion 82 is bent at a right angle inward in the left-right direction at the lower end of the vertical plate portion 81. .
  • a third screw hole 81 a penetrating in the left-right direction is formed in each of the upper end portion and the front end portion of the vertical plate portion 81 of the second bracket 80.
  • a fifth bolt insertion hole 71b penetrating in the left-right direction is also formed in the first mounting plate portion 71 of the first bracket 70 corresponding to the third screw hole 81a of the vertical plate portion 81.
  • the vertical plate portion 81 of the second bracket 80 and the first mounting plate portion 71 of the first bracket 70 are inserted in the fifth bolt insertion hole 71b in the left-right direction posture.
  • the fourth bolt 83 is fastened by screwing into the third screw hole 81a.
  • the horizontal plate portion 82 of the second bracket 80 is formed with a sixth bolt insertion hole 82 a penetrating in the vertical direction, and opens upward in the second mounting portion 66 of the intake collector 51.
  • a second screw hole 66a is formed.
  • the sixth bolt insertion hole 82a of the horizontal plate portion 82 and the second screw hole 66a of the second mounting portion 66 are formed at two locations in the front-rear direction.
  • the sixth bolt insertion hole 82a of the horizontal plate portion 82 is formed in a substantially “U” shape that opens toward the intake manifold 6 side in a plan view.
  • the horizontal plate portion 82 of the second bracket 80 and the second mounting portion 66 of the intake collector 51 receive the second bolts 84 in the vertical direction inserted through the sixth bolt insertion holes 82 a of the horizontal plate portion 82. It is fastened by being screwed into the second screw hole 66a of the attachment portion 66.
  • the fixing band 90 includes an arcuate receiving surface 91a capable of receiving a portion of the exhaust gas purification case 41 on the exhaust manifold 7 side. And a flexible band member 92 that draws the exhaust gas purification case 41 placed on the support base 91 toward the receiving surface 91a and fastens and fixes it.
  • the support base 91 is fastened to a plurality of fourth screw holes 93 formed in the front end side portion of the left side surface 4 b of the cylinder head 4 with sixth bolts 94 in the left-right direction.
  • a plurality of seventh bolt insertion holes 95 are formed.
  • An insertion hole 97 is formed through.
  • the screw shaft 96a of the first fixing fitting 96 inserted into the first screw insertion hole 97 is screwed with a nut 96b on the tip side of the screw shaft 96a protruding downward from the first screw insertion hole 97 (see FIG. 8). By doing so, it is secured. Further, as shown in FIGS.
  • the screw shaft 98 a of the second fixing bracket 98 provided at the other end of the band member 92 is provided at the front end of the receiving surface 91 a of the support base 91.
  • a second screw insertion hole 99 (see FIG. 8) having a substantially “U” shape in plan view, which is detachable from the front side, is cut out.
  • a nut 98b is screwed onto the tip end side of the screw shaft 98a of the second fixing fitting 98 inserted into the second screw insertion hole 99, and the nut 98b is tightened to the tightening side.
  • the exhaust gas purification case 41 placed on the support base 91 is drawn to the receiving surface 91a side and fastened and fixed by the diameter change of the band member 92 accompanying the tightening operation of the nut 98b.
  • the intake manifold 6 is firmly fixed to the right side surface 4c of the cylinder head 4 with a plurality of bolts, as shown in FIGS. Further, an intake collector 51 is firmly fixed to the outer surface of the intake manifold 6 with a plurality of bolts. Therefore, the cylinder head 4, the intake manifold 6 and the intake collector 51 belong to the same vibration system.
  • the intake manifold 6 has a length extending from the vicinity of the front end of the right side surface 4c of the cylinder head 4 to the vicinity of the rear end, as shown in FIGS.
  • the intake collector 51 has a length extending from a position deviated slightly rearward from the front end of the intake manifold 6 to near the rear end of the intake manifold 6. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 8, the first mounting portion 65 formed on the upper surface of the front end portion of the intake manifold 6 is located slightly behind the front surface 4 a of the cylinder head 4.
  • the second mounting portion 66 protruding from the upper surface of the front end portion of the intake collector 51 has a positional relationship that is slightly rearwardly displaced from the first mounting portion 65 of the intake manifold 6.
  • the second mounting plate portion 72 of the first bracket 70 constituting one of the first support members 61 of the support mechanism 60 has a plurality of second bolts 76 in the front-rear direction posture.
  • the cylinder head 4 is firmly fixed to the front surface 4a.
  • a fixed connection position between the second mounting plate portion 72 of the first bracket 70 and the front surface 4a of the cylinder head 4 is a first support position P1 for supporting the DPF 40 on the cylinder head 4.
  • the first mounting portion 65 of the intake manifold 6 that is displaced slightly rearward from the front surface 4 a of the cylinder head 4 has a third mounting plate portion of the first bracket 70.
  • a fixed connection position between the first mounting portion 65 of the intake manifold 6 and the third mounting plate portion 73 of the first bracket 70 is a second support position P2 for supporting the DPF 40 on the intake manifold 6.
  • first mounting plate portion 71 of the first bracket 70 has a plurality of left and right vertical plate portions 81 of the second bracket 80 of the second support 62 as shown in FIGS. It is firmly fixed with the fourth bolt 83 in the orientation.
  • the horizontal plate portion 82 of the second bracket 80 abuts from above the second mounting portion 66 of the intake collector 51 that is displaced rearward from the first mounting portion 65 of the intake manifold 6, and this abutted horizontal plate
  • the portion 82 is firmly fixed to the second mounting portion 66 of the intake collector 51 with a plurality of fifth bolts 84 in the vertical posture.
  • a fixed connection position between the horizontal plate portion 82 of the second bracket 80 and the second mounting portion 66 of the intake collector 51 is a third support position P3 where the DPF 40 is supported by the intake collector 51.
  • the divided reinforcing flange plate 50A of the exhaust gas purification case 41 of the DPF 40 is firmly connected to the first mounting plate portion 71 of the first bracket 70 by a plurality of first bolts 74 and nuts 75.
  • the portion on the intake manifold 6 side of the DPF 40 includes a first support position P1 on the front surface 4a side of the cylinder head 4, a second support position P2 on the first attachment portion 65 side of the intake manifold 6,
  • the intake collector 51 is supported at three points that deviate in the front-rear direction from the third support position P3 on the second attachment portion 66 side. Thereby, the support strength with respect to the vibration in the pitch direction along the rotating shaft center direction of the crankshaft 2 can be improved.
  • the support mechanism 60 of the DPF 40 is fixed between members having different vibration systems, the generation of internal stress of the support mechanism 60 can be suppressed, and the support mechanism 60 can be configured to be sturdy. Therefore, damage to the support mechanism 60 of the DPF 40 due to vibration in the pitch direction can be suppressed by the above-described rational modification using the intake collector 51 that is the arrangement configuration on the supply side of the cylinder head 4.
  • the first bracket 70 of the first support 61 is a portion of the DPF 40 on the side of the intake manifold 6, that is, the divided reinforcing flange plate 50 ⁇ / b> A of the exhaust gas purification case 41, the front surface 4 a of the cylinder head 4, and the intake manifold 6. Since it is provided between the first mounting portion 65 and the first mounting portion 65, the installation distance between the first bracket 70 and the second mounting portion 66 of the intake collector 51 is the distance between the DPF 40 and the intake collector 51. Shorter than.
  • the second bracket 80 constituting the second support 62 can be reduced in weight and the cost can be reduced as much as the erection distance is shortened.
  • the rigidity of the cylinder head 4 or the intake manifold 6 is ensured by distributing the load to the intake collector 51. Can do.
  • the DPF 40 has been described with respect to the diesel engine 1 disposed on the end side that is separated from the output shaft portion 2A side for the drive target device 100 in the upper part of the cylinder head 4. This technique can also be applied to the diesel engine 1 in which the DPF 40 is disposed on the end portion side of the upper portion of the cylinder head 4 that faces the output shaft portion 2A.
  • first bracket 70 of the first support 61 and the second bracket 80 of the second support 62 are configured separately, but the first bracket 70 and the second bracket 80 are bent. You may comprise integrally by processing, welding, etc.
  • the second bracket 80 of the second support 62 is installed over the first bracket 70 and the second mounting portion 66 of the intake collector 51.
  • the second bracket 80 is connected to the DPF 40. You may span over the 2nd attaching part 66 of the intake collector 51.
  • the present invention can be suitably applied to various engines.

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Abstract

シリンダヘッドの給気側の配置構成を利用した合理的な改造により、ピッチ方向 の振動によるＤＰＦの支持機構の破損を抑制する。排気マニホールドからの排気ガスを浄化するＤＰＦ４０が、クランク軸の回転軸芯に対して平面視で直交又は略直交する姿勢で配設され、ＤＰＦ４０をシリンダヘッド４と吸気マニホールド６と吸気コレクタ５１に支持させる支持機構６０が設けられ、支持機構６０には、ＤＰＦ４０をシリンダヘッド４に支持させる第１支持位置Ｐ１と、ＤＰＦ４０を吸気マニホールド６に支持させる第２支持位置Ｐ２と、ＤＰＦ４０を吸気コレクタ５１に支持させる第３支持位置Ｐ３とが備えられ、第３支持位置Ｐ３は、第１支持位置Ｐ１及び第２支持位置Ｐ２に対してクランク軸の回転軸芯方向に偏位した位置に配置されている。

Description

エンジン
　本発明は、建設機械や農業機械等の作業機械に搭載されるディーゼルエンジン等のエンジンに関する。詳しくは、シリンダヘッドの上部には、排気マニホールドからの排気ガスを浄化するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）が、クランク軸の回転軸芯に対して平面視で直交又は略直交する姿勢で配設され、前記排気ガスの一部をＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ　Ｇａｓ　Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガスとして吸気マニホールドに還流する吸気コレクタは、吸気マニホールドに固定されているエンジンに関する。
　上述のエンジンは、シリンダヘッドの上部に配設されるＤＰＦの姿勢が、クランク軸の回転軸芯に対して平面視で直交又は略直交する横向き姿勢に構成されているため、例えば、ＤＰＦがクランク軸の回転軸芯方向に沿って配設されている場合に比して、エンジン周りの占有スペースのコンパクト化を図ることができる。
　そして、上述の横向き姿勢のＤＰＦをエンジンに支持させるにあたって、従来では、特許文献１に示すように、ＤＰＦをシリンダヘッド及び吸気マニホールドに支持させる支持機構が設けられている。この支持機構は、ＤＰＦにおける排気マニホールド側の部位をシリンダヘッドの左側面に固定するための入口側ブラケットと、ＤＰＦにおける吸気マニホールド側の部位をシリンダヘッドの前面に固定するための出口側ブラケットと、出口側ブラケットの上下中間部位と吸気マニホールドとを連結する連結ブラケットとから構成されている。
特開２０１５－１７８８１３号公報
　上述のＤＰＦの支持構造では、シリンダヘッドの左側面に対する入口側ブラケットの取付け位置と、シリンダヘッドの前面に対する出口側ブラケットの取付け位置と、吸気マニホールドに対する連結ブラケットの取付け位置が、平面視でクランク軸の回転軸芯に対する直交方向の線分に対して互いに近い位置に配置されている。そのため、エンジンに伝播される振動によってＤＰＦがクランク軸の回転軸芯方向に沿ったピッチ方向（図１の矢印方向ｂ）に揺れ動き易い。
　特に、スキッドステアローダ等の作業機に搭載されるエンジンの場合には、駆動対象機器用の出力軸部が臨むフライホイールハウジングに、作業機用油圧ポンプ等の質量の大きな駆動対象機器（図１、図２の仮想線で示す部分）が固定連結される。そのため、作業機が地面の凹凸や段差等を走行したとき、作業機の上下振動（図１の矢印方向ａ）が質量の大きな駆動対象機器で増幅されてエンジン及びＤＰＦにピッチ方向（図１の矢印方向ｂ）の揺れとして伝播される。このとき、ＤＰＦは、シリンダヘッドの上部における駆動対象機器用の出力軸部側から離間する端部側に配設されているため、エンジン以上にＤＰＦがピッチ方向に大きく揺れ動き、ＤＰＦの支持機構の破損を招来する可能性がある。
　この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、シリンダヘッドの給気側の配置構成を利用した合理的な改造により、ピッチ方向の振動によるＤＰＦの支持機構の破損を抑制することのできるエンジンを提供する点にある。
　本発明による第１の特徴構成は、シリンダヘッドの上部には、排気マニホールドからの排気ガスを浄化するＤＰＦが、クランク軸の回転軸芯に対して平面視で直交又は略直交する姿勢で配設され、前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流する吸気コレクタは、前記吸気マニホールドに固定されているエンジンであって、
　前記ＤＰＦを前記シリンダヘッドと前記吸気マニホールドと前記吸気コレクタに支持させる支持機構が設けられ、前記支持機構には、前記ＤＰＦを前記シリンダヘッドに支持させる第１支持位置と、前記ＤＰＦを前記吸気マニホールドに支持させる第２支持位置と、前記ＤＰＦを前記吸気コレクタに支持させる第３支持位置とが備えられ、前記第３支持位置は、前記第１支持位置及び前記第２支持位置に対して前記クランク軸の回転軸芯方向に偏位した位置に配置されている点にある。
　上記構成によれば、吸気マニホールドには、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流することにより、窒素酸化物の排出量の低減化を図るＥＧＲ装置の吸気コレクタが固定されている。そのため、吸気コレクタは、シリンダヘッド及び吸気マニホールドと振動系が同一となる。さらに、ＤＰＦを吸気コレクタに支持させる支持機構の第３支持位置は、ＤＰＦをシリンダヘッドに支持させる支持機構の第１支持位置及びＤＰＦを吸気マニホールドに支持させる支持機構の第２支持位置よりもクランク軸の回転軸芯方向に偏位した位置に配置されている。
　そして、上述のシリンダヘッド及び吸気マニホールドと同じ振動系の吸気コレクタの配置構成を利用し、ＤＰＦをシリンダヘッド及び吸気マニホールドに支持させる支持機構をもって、ＤＰＦを吸気コレクタにも支持させる。これにより、クランク軸の回転軸芯方向に偏位した第１支持位置、第２支持位置、第３支持位置の三点でＤＰＦを支持することができるので、クランク軸の回転軸芯方向に沿ったピッチ方向での振動に対する支持強度を向上することができる。しかも、ＤＰＦの支持機構を振動系の異なる部材間に固定する場合に比して、支持機構の内部応力の発生を抑制することができ、支持機構を頑丈に構成することができる。
　したがって、シリンダヘッドの給気側の配置構成である吸気コレクタを利用した上述の合理的な改造により、ピッチ方向の振動によるＤＰＦの支持機構の破損を抑制することができる。
　本発明による第２の特徴構成は、前記支持機構は、前記ＤＰＦを前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドに支持させる第１支持具と、前記ＤＰＦを前記吸気コレクタに支持させる第２支持具から構成されている点にある。
　上記構成によれば、ＤＰＦをシリンダヘッド及び吸気マニホールドに支持させる第１支持具のみが設けられている既存のエンジンであっても、ＤＰＦを吸気コレクタに支持させる第２支持具を付加するだけで、ピッチ方向の振動によるＤＰＦの支持機構の破損を抑制することができる。それ故に、第１支持具のみを備えた既存のエンジンに対する改造コストの低廉化を図ることができる。
　しかも、第２支持具をシリンダヘッド又は吸気マニホールドに支持させる場合に比較して、吸気コレクタへの負担分散によってシリンダヘッドや吸気マニホールドの剛性を確保することができる。
　本発明による第３の特徴構成は、前記第１支持具は、前記ＤＰＦにおける前記吸気マニホールド側の部位を前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドに支持させる第１ブラケットを備え、前記第２支持具は、前記第１ブラケットと前記吸気コレクタとにわたって架設される第２ブラケットから構成されている点にある。
　上記構成によれば、第１支持具の第１ブラケットは、ＤＰＦにおける吸気マニホールド側の部位とシリンダヘッド及び吸気マニホールドとの三者間に設けられているので、この第１ブラケットと吸気コレクタとの間の架設距離は、ＤＰＦと吸気コレクタとの間の距離よりも短くなる。架設距離が短くなる分だけ第２支持具を構成する第２ブラケットの軽量化、コストの低廉化を図ることができる。
　本発明による第４の特徴構成は、前記第２支持具には、前記吸気コレクタの上面に形成した取付け部に対して上方から当接可能な当たり部が備えられ、前記当たり部は、上下方向姿勢のボルトで前記吸気コレクタの取付け部に締結されている点にある。
　上記構成によれば、ＤＰＦに作用するピッチ方向の振動を、吸気コレクタの取付け部に対してピッチ方向である上方から当接する第２支持具の当たり部と、ピッチ方向に沿う上下方向姿勢のボルトで強固に受け止め支持することができる。
　本発明による第５の特徴構成は、前記ＤＰＦは、前記シリンダヘッドの上部における駆動対象機器用の出力軸部側から離間する端部側に配設されている点にある。
　上記構成によれば、ＤＰＦが駆動対象機器用の出力軸部側から離間するほど、質量の大きな駆動対象機器の上下振動が増幅されてピッチ方向の揺れとして作用する。この増幅されたピッチ方向の振動を、シリンダヘッドと吸気マニホールド及び吸気コレクタとの三点の支持位置で強固に受け止め支持することができる。
ディーゼルエンジンの左側の斜視図 ディーゼルエンジンの右側の斜視図 ＤＰＦを分離したエンジン上部の斜視図 ＤＰＦの取付け部の左側の斜視図 ＤＰＦの取付け部の右側の斜視図 ＤＰＦの取付け部の前方側斜視図 ＤＰＦの取付け部の分解斜視図 ＤＰＦの取付け部の組付け斜視図
　本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１、図２は、エンジンの一例で、建設機械や農業機械等の作業機械に搭載される原動機としてのディーゼルエンジン１を示す。ディーゼルエンジン１の説明にあたっては、便宜上、排気マニホールド７の配置側をディーゼルエンジン１の左側とし、吸気マニホールド６の配置側をディーゼルエンジン１の右側とする。また、クランク軸（エンジン出力軸）２の回転軸芯方向を前後方向とし、冷却ファン（図示省略）の配置側を前側、駆動対象機器１００に対するクランク軸２の出力軸部２Ａ側を後側とする。
　また、図１、図２はディーゼルエンジン１の全体の斜視図を示す。図３～図８は、ＤＰＦ４０の支持構造を明確に表すため、その周辺の部品を適宜取外した状態で表現している。例えば、図６は、ターボ過給機３０を取外した状態で表現している。
　ディーゼルエンジン１は、図１、図２に示すように、エンジン出力用のクランク軸２とピストン（図示省略）を内蔵するシリンダブロック３を備える。シリンダブロック３の上面にはシリンダヘッド４が固定され、シリンダヘッド４の上面にはヘッドカバー５が固定されている。シリンダヘッド４の右側面４ｃ（図７参照）には吸気マニホールド６が固定され、シリンダヘッド４の左側面４ｂ（図７参照）には排気マニホールド７が固定されている。シリンダブロック３の前面には、冷却ファン（図示省略）を軸支するファン軸８が設けられている。シリンダブロック３の後面にはフライホイールハウジング９が固定され、このフライホイールハウジング９内には、クランク軸２の後端側の出力軸部２Ａに軸支されるフライホイール１０が配置されている。
　本実施形態では、図１、図２の仮想線に示すように、フライホイールハウジング９には、クランク軸２の出力軸部２Ａに直結される作業機用油圧ポンプ等の質量の大きな駆動対象機器１００が固定連結されている。
　ディーゼルエンジン１の吸気系は、後述のターボ過給機３０のコンプレッサ３２が設けられる吸気管１５と、後述のＥＧＲ装置５０の吸気コレクタ５１と、吸気マニホールド６と、を備える。
　ターボ過給機３０は、図１に示すように、排気管２０に設けられるターボ過給機３０のタービン３１と、吸気管１５に設けられるコンプレッサ３２とで構成される。タービン３１は排気管２０を流れる排気ガスのエネルギにより回転し、タービン３１と同軸のコンプレッサ３２を駆動する。コンプレッサ３２はエアクリーナ（図示省略）を介して吸入される新気（外部空気）を圧縮する。「新気」とは、後述するＥＧＲガスを含まない空気のことである。圧縮されて大気圧を超える加圧空気は、吸気コレクタ５１へと送られる。
　排気マニホールド７には、図６に示すように、外方上方に向かって開口する排気ガス排出筒部２１が一体形成されている。この排気ガス排出筒部２１には、図１に示すように、タービン３１のガス入口部が接続され、タービン３１のガス出口部には、エルボ状の管継手２２の上流側端部が接続されている。エルボ状の管継手２２の下流側端部には、ＤＰＦ４０の排気ガス導入部４２に接続される排気連結管２３の上流側端部が接続されている。排気連結管２３の下流側の連結フランジ２３Ａは、図１、図２に示すように、ＤＰＦ４０の排気ガス導入部４２の連結フランジ４２Ａにボルト締結されている。上述の管継手２２と排気連結管２３とをもって排気管２０が構成されている。
　吸気マニホールド６は、図２に示すように、吸気管１５を介して供給された加圧空気をシリンダ数に応じた数に分けてシリンダヘッド４へ供給する。シリンダヘッド４には、インジェクタ（燃料噴射装置）１６が配置されている。インジェクタ１６は、所定のタイミングで燃焼室に燃料を噴射する。インジェクタ１６が燃料を噴射してシリンダブロック３内のピストンを駆動させることで、ディーゼルエンジン１は動力を発生させることができる。
　ディーゼルエンジン１の排気系は、図１に示すように、排気マニホールド７と、ターボ過給機３０のタービン３１が設けられている排気管２０と、連続再生式の排気ガス浄化装置を構成するＤＰＦ４０と、を備える。
　排気マニホールド７は、複数の燃焼室で発生した排気ガスをまとめてターボ過給機３０のタービン３１へ供給する。排気マニホールド７を通過した排気ガスは、一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ装置５０によって吸気系に還流され、残りがＤＰＦ４０で浄化された後に排出される。
　ＥＧＲ装置５０は、図１、図２に示すように、排気マニホールド７からの一部のＥＧＲガスと吸気管１５から供給される新気とを混合させて吸気マニホールド６に供給する吸気コレクタ５１と、吸気管１５を吸気コレクタ５１に連通させる吸気スロットル部材５２と、排気マニホールド７にＥＧＲクーラ５３を介して接続される還流管路としての再循環排気ガス管５４と、再循環排気ガス管５４に吸気コレクタ５１を連通させるＥＧＲバルブ部材５５とを備えている。ＥＧＲバルブ部材５５内のＥＧＲバルブ（図示省略）の開度を調節することにより、吸気コレクタ５１へのＥＧＲガスの供給量を調節する。
上述の構成により、吸気管１５から吸気スロットル部材５２を介して吸気コレクタ５１内に新気（外部空気）を供給する一方、排気マニホールド７からＥＧＲバルブ部材５５を介して吸気コレクタ５１内にＥＧＲガスを供給する。吸気管１５からの新気と、排気マニホールド７からのＥＧＲガスとが、吸気コレクタ５１内で混合された後、吸気マニホールド６に供給される。すなわち、ディーゼルエンジン１から排気マニホールド７に排出された排気ガスの一部が、吸気マニホールド６からディーゼルエンジン１に還流されることによって、高負荷運転時の最高燃焼温度が低下し、ディーゼルエンジン１からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量が低減される。
　ＥＧＲクーラ５３のガス入口部は、排気マニホールド７に一体形成されたＥＧＲガス取出し管５６に接続され、ＥＧＲクーラ５３のガス出口部は、管継手部材５７を介して再循環排気ガス管５４に接続されている。管継手部材５７は、排気マニホールド７にボルト締結されている。
　ＤＰＦ４０は、左右方向に沿う円筒形状の耐熱金属材料製の排気ガス浄化ケース４１を備える。この排気ガス浄化ケース４１の外周面における左端部側には、後方に向かって開口する排ガス導入口４２ａ（図３参照）を備えた排気ガス導入部４２が突出形成されている。排気ガス浄化ケース４１の右側の端面には、浄化された排気ガスを排出する浄化ガス排出口４３が設けられている。この浄化ガス排出口４３から排出される排気ガスは、消音器やテールパイプを介して外部に排出される。
　排気ガス浄化ケース４１は、図３に示すように、二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する白金等のディーゼル酸化触媒４４（ガス浄化体）が内部に装着されている触媒ケース体４５と、捕集した粒子状物質（ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ））を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ４６（ガス浄化体）が内部に装着されているフィルタケース体４７とを備える。触媒ケース体４５のガス出口側端部に設けられた第１連結フランジ４５Ａとフィルタケース体４７のガス入口側端部に設けられた第２連結フランジ４７Ａとは、左右方向から接合された状態でボルト・ナットにより締結されている。
　また、フィルタケース体４７のガス出口側端部には、図２、図３に示すように、浄化ガス排出口４３を備えた蓋体４８と、第３連結フランジ４９が設けられている。第３連結フランジ４９の背面側には、周方向で二分された分割補強フランジ板５０Ａ，５０Ｂ（図１参照）がボルト・ナットにて締結されている。そのうち、下方側の分割補強フランジ板５０Ａには、第３連結フランジ４９よりも直径方向の外方側に突出する連結板部５０ａが一体形成されている。この連結板部５０ａには、後述の第１ブラケット７０を左右方向から第１ボルト７４・ナット７５で締結するための複数のボルト挿通孔５０ｂが形成されている。
　本実施形態では、図３に示すように、ボルト挿通孔５０ｂは、排気ガス浄化ケース４１側の分割補強フランジ板５０Ａの下側の周方向の三箇所に形成されている。周方向の両側に位置するボルト挿通孔５０ｂは円形孔に形成され、周方向の中央に位置するボルト挿通孔５０ｂは、下方に開口する略「Ｕ」字状の切欠き孔に形成されている。
　上述の構成により、ディーゼル酸化触媒４４の酸化作用によって生成された二酸化窒素（ＮＯ２）が、スートフィルタ４６内に供給される。ディーゼルエンジン１の排気ガス中に含まれた粒子状物質（ＰＭ）は、スートフィルタ４６に捕集されて、二酸化窒素（ＮＯ２）によって連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の含有量が低減される。
　上述の如く構成されたディーゼルエンジン１、特に、スキッドステアローダ等の作業機に搭載されるディーゼルエンジン１の場合には、図１、図２の仮想線で示すように、フライホイールハウジング９に、クランク軸２の出力軸部２Ａに直結される作業機用油圧ポンプ等の質量の大きな駆動対象機器１００が固定連結される。そのため、作業機が地面の凹凸や段差等を走行したとき、作業機の上下振動（図１の矢印方向ａ）が質量の大きな駆動対象機器１００で増幅されてディーゼルエンジン１及びＤＰＦ４０にピッチ方向（図１の矢印方向ｂ）の揺れとして伝播される。このとき、ＤＰＦ４０は、シリンダヘッド４の上部におけるクランク軸２の出力軸部２Ａ側から前方側に離間する前端部側に配設されているため、ディーゼルエンジン１以上にＤＰＦ４０がピッチ方向に大きく揺れ動く現象が発
生する。
　そこで、本件発明のＤＰＦ４０の支持構造は、シリンダヘッド４の給気側の配置構成を利用した合理的な改造で上述のピッチ方向の振動対策を講じたものであり、以下にそれの具体的構造について詳述する。
　図３～図８に示すように、ＤＰＦ４０の排気ガス浄化ケース４１をシリンダヘッド４及び吸気マニホールド６に支持させ、且つ、その支持位置よりもクランク軸２の回転軸芯方向に偏位する吸気コレクタ５１に支持させる支持機構６０が設けられている。この支持機構６０は、排気ガス浄化ケース４１をシリンダヘッド４及び吸気マニホールド６に支持させる第１支持具６１と、排気ガス浄化ケース４１を吸気コレクタ５１に支持させる第２支持具６２から構成されている。
　さらに、第１支持具６１は、排気ガス浄化ケース４１における吸気マニホールド６側の部位をシリンダヘッド４及び吸気マニホールド６に固定する第１ブラケット７０と、排気ガス浄化ケース４１における排気マニホールド７側の部位をシリンダヘッド４に固定する固定バンド９０から構成されている。
　また、第２支持具６２は、第１ブラケット７０と吸気コレクタ５１とにわたって架設される第２ブラケット８０から構成されている。
　第１ブラケット７０は、図５～図７に示すように、排気ガス浄化ケース４１の分割補強フランジ板５０Ａの背面に当接可能な前後方向に沿う鉛直姿勢の第１取付け板部７１と、シリンダヘッド４の前面４ａに当接可能な左右方向に沿う鉛直姿勢の第２取付け板部７２と、吸気マニホールド６の前端部の上面に形成された第１取付け部６５に当接可能な左右方向に沿う水平姿勢の第３取付け板部７３と、を備える。
　第２取付け板部７２は、第１取付け板部７１の前端において左右方向の内方側に直角に折り曲げ形成され、且つ、シリンダヘッド４の前面４ａの左側部位に向かって斜め下方に延出されている。第３取付け板部７３は、第１取付け板部７１の下端において水平方向に沿って左右方向の内方側に直角に折り曲げ形成されている。
　第１ブラケット７０の第１取付け板部７１の上端部には、図５～図７に示すように、排気ガス浄化ケース４１の分割補強フランジ板５０Ａの連結板部５０ａを左右方向姿勢の第１ボルト７４・ナット７５で締結するための複数の第１ボルト挿通孔７１ａが形成されている。
　本実施形態では、第１取付け板部７１の第１ボルト挿通孔７１ａは、排気ガス浄化ケース４１の分割補強フランジ板５０Ａの周方向の三箇所に対応する部位に形成されている。周方向中央の第１ボルト挿通孔７１ａに挿通される第１ボルト７４は、周方向両側の第１ボルト挿通孔７１ａに挿通される第１ボルト７４とは逆向きの内方側から挿通され、ナット７５は外側から螺合される。これは、固定バンド９０の支持台９１の受け面９１ａに、ＤＰＦ４０の排気ガス浄化ケース４１を載置した状態で、下方側の分割補強フランジ板５０Ａにおける周方向中央側の略「Ｕ」字状のボルト挿通孔５０ｂを、周方向中央の第１ボルト７４に対して上方から係合保持させる。これにより、ＤＰＦ４０の荷重が第１ブラケット７０と固定バンド９０の支持台９１とに載置支持されるので、ＤＰＦ４０の固定操作
を容易に行うことができる。
　第２取付け板部７２の下端部には、図５～図７に示すように、シリンダヘッド４の前面４ａの右側部位に形成された複数のねじ孔（図示省略）に前後方向姿勢の第２ボルト７６で締結するための複数の第２ボルト挿通孔７２ａが形成されている。
　本実施形態では、第２取付け板部７２の第２ボルト挿通孔７２ａは、三角形の頂点となる三箇所に形成されている。
　第３取付け板部７３の先端部には、図４、図７、図８に示すように、吸気マニホールド６の第１取付け部６５に形成された複数の第１ねじ孔６５ａに上下方向姿勢の第３ボルト７７で締結するための複数の第３ボルト挿通孔７３ａが形成されている。
　本実施形態では、第３取付け板部７３の第３ボルト挿通孔７３ａは、前後方向に所定間隔をおいた二箇所に形成されている。
　吸気マニホールド６の第１取付け部６５は、図７に示すように、二本の柱状体６５Ａが前後方向で一体的に結合した形態に構成され、両柱状体６５Ａの水平な上面には、上方に開口する第１ねじ孔６５ａが形成されている。
　また、図７、図８に示すように、第１ブラケット７０の第１取付け板部７１の内面と第２取付け板部７２の内面とにわたる水平な補強板７８が溶接等で固着されている。第１ブラケット７０の第１取付け板部７１の内面には、補強板７８の上面に上方から当接する荷重伝達板７９が、排気ガス浄化ケース４１の分割補強フランジ板５０Ａと一緒に第１ボルト７４・ナット７５で共締め固定されている。そのため、荷重伝達板７９における分割補強フランジ板５０Ａの周方向に沿った三箇所の各々には、左右方向に貫通する第４ボルト挿通孔７９ａが形成されている。図７に示すように、荷重伝達板７９の内面における周方向両側の第４ボルト挿通孔７９ａに対応する部位にはナット７５が溶接等で固着されてい
る。
　上述の構成により、ＤＰＦ４０の荷重の一部は、第１ブラケット７０の補強板７８と荷重伝達板７９との当接部においても支持させることができるので、第１ブラケット７０の第１取付け板部７１と排気ガス浄化ケース４１側の分割補強フランジ板５０Ａとを第１ボルト７４・ナット７５のみで締結する場合に比して、ＤＰＦ４０の支持機構６０を頑丈に構成することができる。
　第２ブラケット８０は、図４、図７、図８に示すように、第１ブラケット７０の第１取付け板部７１の内面のうち、補強板７８及び荷重伝達板７９の取付け領域を除く部位に当接可能な前後方向に沿う鉛直板部８１と、吸気コレクタ５１の前端部の上面に突出形成された第２取付け部６６の水平な上面に対して上方から当接可能な前後方向に沿う水平板部（当たり部の一例）８２と、を備える。
　鉛直板部８１は、左右方向視において略「Ｌ」字状の輪郭形状に形成され、水平板部８２は、鉛直板部８１の下端において左右方向の内方側に直角に折り曲げ形成されている。
　図７に示すように、第２ブラケット８０の鉛直板部８１の上端部及び前端部の各々には、左右方向に貫通する第３ねじ孔８１ａが形成されている。鉛直板部８１の第３ねじ孔８１ａに対応する第１ブラケット７０の第１取付け板部７１にも左右方向に貫通する第５ボルト挿通孔７１ｂが形成されている。
　図３～図５、図７に示すように、第２ブラケット８０の鉛直板部８１と第１ブラケット７０の第１取付け板部７１とは、第５ボルト挿通孔７１ｂに挿通された左右方向姿勢の第４ボルト８３を第３ねじ孔８１ａに螺合することにより締結されている。
　図７に示すように、第２ブラケット８０の水平板部８２には、上下方向に貫通する第６ボルト挿通孔８２ａが形成され、吸気コレクタ５１の第２取付け部６６には、上方に開口する第２ねじ孔６６ａが形成されている。
　本実施形態では、水平板部８２の第６ボルト挿通孔８２ａ及び第２取付け部６６の第２ねじ孔６６ａは前後方向の二箇所に形成されている。また、水平板部８２の第６ボルト挿通孔８２ａは、平面視において、吸気マニホールド６側に向かって開口する略「Ｕ」字状に切欠き形成されている。
　そして、第２ブラケット８０の水平板部８２と吸気コレクタ５１の第２取付け部６６とは、水平板部８２の第６ボルト挿通孔８２ａに挿通された上下方向姿勢の第５ボルト８４を第２取付け部６６の第２ねじ孔６６ａに螺合することにより締結されている。
　固定バンド９０は、図３、図５～図８に示すように、排気ガス浄化ケース４１における排気マニホールド７側の部位を受け止め可能な円弧状の受け面９１ａを備えた左右方向視で略「Ｙ」字状の支持台９１と、支持台９１に載置した排気ガス浄化ケース４１を受け面９１ａ側に引き寄せて締め付け固定する可撓性のバンド部材９２と、を備える。
　支持台９１の下端部には、図７に示すように、シリンダヘッド４の左側面４ｂの前端側部位に形成された複数の第４ねじ孔９３に左右方向姿勢の第６ボルト９４で締結するための複数の第７ボルト挿通孔９５が形成されている。
　支持台９１の受け面９１ａの後方側端部には、図５～図８に示すように、バンド部材９２の一端部に設けた第１固定金具９６のねじ軸９６ａが挿入される第１ねじ挿通孔９７が貫通形成されている。この第１ねじ挿通孔９７に挿入された第１固定金具９６のねじ軸９６ａは、第１ねじ挿通孔９７(図８参照)から下方に突出するねじ軸９６ａの先端側にナット９６ｂを螺合することにより抜止め固定される。
　また、支持台９１の受け面９１ａの前方側端部には、図３、図７、図８に示すように、バンド部材９２の他端部に設けた第２固定金具９８のねじ軸９８ａが前方側から脱着可能な平面視略「Ｕ」の字状の第２ねじ挿通孔９９(図８参照)が切欠き形成されている。この第２ねじ挿通孔９９に挿入された第２固定金具９８のねじ軸９８ａの先端側にナット９８ｂを螺合し、このナット９８ｂを緊締側に締め込み操作する。このナット９８ｂの締め込み操作に伴うバンド部材９２の縮径変化により、支持台９１に載置した排気ガス浄化ケース４１が受け面９１ａ側に引き寄せて締め付け固定される。
　上述の如く構成されたＤＰＦ４０の支持構造においては、図７、図８に示すように、シリンダヘッド４の右側面４ｃに吸気マニホールド６が複数本のボルトで強固に固定されている。さらに、この吸気マニホールド６の外側面には吸気コレクタ５１が複数本のボルトで強固に固定されている。そのため、シリンダヘッド４と吸気マニホールド６と吸気コレクタ５１とは、同一の振動系に属することになる。
　また、吸気マニホールド６は、図７、図８に示すように、シリンダヘッド４の右側面４ｃの前端近傍から後端近くまで及ぶ長さを有する。吸気コレクタ５１は、吸気マニホールド６の前端からやや後方に偏位した位置から吸気マニホールド６の後端近くまで及ぶ長さを有する。そのため、図４、図８に示すように、吸気マニホールド６の前端部の上面に形成された第１取付け部６５は、シリンダヘッド４の前面４ａよりも少し後方に位置する。
吸気コレクタ５１の前端部の上面に突出形成された第２取付け部６６は、吸気マニホールド６の第１取付け部６５よりもやや後方に偏位する配置関係にある。
　そして、支持機構６０の第１支持具６１の一方を構成する第１ブラケット７０の第２取付け板部７２は、図５、図６に示すように、複数本の前後方向姿勢の第２ボルト７６でシリンダヘッド４の前面４ａに強固に固定される。この第１ブラケット７０の第２取付け板部７２とシリンダヘッド４の前面４ａとの固定連結位置が、ＤＰＦ４０をシリンダヘッド４に支持させる第１支持位置Ｐ１になる。
　シリンダヘッド４の前面４ａよりも少し後方側に偏位する吸気マニホールド６の第１取付け部６５には、図４、図５、図８に示すように、第１ブラケット７０の第３取付け板部７３が上方から当接し、この当接した第３取付け板部７３は、複数本の上下方向姿勢の第３ボルト７７で吸気マニホールド６の第１取付け部６５に強固に固定される。この吸気マニホールド６の第１取付け部６５と第１ブラケット７０の第３取付け板部７３との固定連結位置が、ＤＰＦ４０を吸気マニホールド６に支持させる第２支持位置Ｐ２になる。
　さらに、第１ブラケット７０の第１取付け板部７１には、図４、図５、図８に示すように、第２支持具６２の第２ブラケット８０の鉛直板部８１が、複数本の左右方向姿勢の第４ボルト８３で強固に固定される。この第２ブラケット８０の水平板部８２は、吸気マニホールド６の第１取付け部６５よりも後方側に偏位する吸気コレクタ５１の第２取付け部６６に上方から当接し、この当接した水平板部８２は、複数本の上下方向姿勢の第５ボルト８４で吸気コレクタ５１の第２取付け部６６に強固に固定される。この第２ブラケット８０の水平板部８２と吸気コレクタ５１の第２取付け部６６との固定連結位置が、ＤＰＦ４０を吸気コレクタ５１に支持させる第３支持位置Ｐ３になる。
　そして、第１ブラケット７０の第１取付け板部７１には、ＤＰＦ４０の排気ガス浄化ケース４１の分割補強フランジ板５０Ａが、複数本の第１ボルト７４・ナット７５で強固に連結される。この連結状態では、ＤＰＦ４０の吸気マニホールド６側の部位は、シリンダヘッド４の前面４ａ側となる第１支持位置Ｐ１と、吸気マニホールド６の第１取付け部６５側となる第２支持位置Ｐ２と、吸気コレクタ５１の第２取付け部６６側となる第３支持位置Ｐ３との前後方向で偏位する３点で支持される。これにより、クランク軸２の回転軸芯方向に沿ったピッチ方向での振動に対する支持強度を向上することができる。しかも、ＤＰＦ４０の支持機構６０を振動系の異なる部材間に固定する場合に比して、支持機構６０の内部応力の発生を抑制することができ、支持機構６０を頑丈に構成することができる。
　したがって、シリンダヘッド４の給気側の配置構成である吸気コレクタ５１を利用した上述の合理的な改造により、ピッチ方向の振動によるＤＰＦ４０の支持機構６０の破損を抑制することができる。
　また、第１支持具６１の第１ブラケット７０は、ＤＰＦ４０における吸気マニホールド６側の部位、つまり、排気ガス浄化ケース４１の分割補強フランジ板５０Ａと、シリンダヘッド４の前面４ａと、吸気マニホールド６の第１取付け部６５との三者間に設けられているので、この第１ブラケット７０と吸気コレクタ５１の第２取付け部６６との間の架設距離は、ＤＰＦ４０と吸気コレクタ５１との間の距離よりも短くなる。架設距離が短くなる分だけ第２支持具６２を構成する第２ブラケット８０の軽量化、コストの低廉化を図ることができる。
　さらに、第２支持具６２の第２ブラケット８０をシリンダヘッド４又は吸気マニホールド６に支持させる場合に比較して、吸気コレクタ５１への負担分散によってシリンダヘッド４や吸気マニホールド６の剛性を確保することができる。
　〔その他の実施形態〕
　（１）上述の実施形態では、ＤＰＦ４０が、シリンダヘッド４の上部における駆動対象機器１００用の出力軸部２Ａ側から離間する端部側に配設されたディーゼルエンジン１について説明したが、本発明の技術は、ＤＰＦ４０が、シリンダヘッド４の上部における出力軸部２Ａ側に寄った端部側に配設されたディーゼルエンジン１にも適用することができる。
　（２）上述の実施形態では、第１支持具６１の第１ブラケット７０と第２支持具６２の第２ブラケット８０とを各別に構成したが、第１ブラケット７０と第２ブラケット８０とを折り曲げ加工や溶接等で一体的に構成してもよい。
　（３）上述の実施形態では、第２支持具６２の第２ブラケット８０を、第１ブラケット７０と吸気コレクタ５１の第２取付け部６６とにわたって架設したが、この第２ブラケット８０を、ＤＰＦ４０と吸気コレクタ５１の第２取付け部６６とにわたって架設してもよい。
　本発明は、各種のエンジンに好適に適用することができる。
　２　　　　クランク軸
　２Ａ　　　出力軸部
　４　　　　シリンダヘッド
　６　　　　吸気マニホールド
　７　　　　排気マニホールド
　４０　　　ＤＰＦ
　５１　　　吸気コレクタ
　６０　　　支持機構
　６１　　　第１支持具
　６２　　　第２支持具
　６６　　　取付け部（第２取付け部）
　７０　　　第１ブラケット
　８０　　　第２ブラケット
　８２　　　当たり部（水平板部）
　８４　　　ボルト（第５ボルト）
　１００　　駆動対象機器
　Ｐ１　　　第１支持位置
　Ｐ２　　　第２支持位置
　Ｐ３　　　第３支持位置

 

Claims (5)

  1. 　シリンダヘッドの上部には、排気マニホールドからの排気ガスを浄化するＤＰＦが、クランク軸の回転軸芯に対して平面視で直交又は略直交する姿勢で配設され、前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流する吸気コレクタが、前記吸気マニホールドに固定されているエンジンであって、
    　前記ＤＰＦを前記シリンダヘッドと前記吸気マニホールドと前記吸気コレクタに支持させる支持機構が設けられ、前記支持機構には、前記ＤＰＦを前記シリンダヘッドに支持させる第１支持位置と、前記ＤＰＦを前記吸気マニホールドに支持させる第２支持位置と、前記ＤＰＦを前記吸気コレクタに支持させる第３支持位置とが備えられ、前記第３支持位置は、前記第１支持位置及び前記第２支持位置に対して前記クランク軸の回転軸芯方向に偏位した位置に配置されているエンジン。
  2. 　前記支持機構は、前記ＤＰＦを前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドに支持させる第１支持具と、前記ＤＰＦを前記吸気コレクタに支持させる第２支持具から構成されている請求項１記載のエンジン。
  3. 　前記第１支持具は、前記ＤＰＦにおける前記吸気マニホールド側の部位を前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドに支持させる第１ブラケットを備え、前記第２支持具は、前記第１ブラケットと前記吸気コレクタとにわたって架設される第２ブラケットから構成されている請求項２記載のエンジン。
  4. 　前記第２支持具には、前記吸気コレクタの上面に形成した取付け部に対して上方から当接可能な当たり部が備えられ、前記当たり部は、上下方向姿勢のボルトで前記吸気コレクタの取付け部に締結されている請求項２又は３記載のエンジン。
  5. 　前記ＤＰＦは、前記シリンダヘッドの上部における駆動対象機器用の出力軸部側から離間する端部側に配設されている請求項１～４のいずれか１項に記載のエンジン。

     
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