CN102159809B - 发动机装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发动机装置,其作为发动机(70)的构成部件之一,能够将DPF(1)高刚性地配置于发动机(70),不需要车辆等各设备的废气对策,能够提高发动机(70)的通用性。本申请发明的发动机装置具备:具有排气歧管(71)的发动机(70)、用于净化发动机(70)排出的废气的DPF(1)。在发动机(70)的气缸盖(72)上具备支承DPF(1)的过滤器支承体(19a~19c)。DPF(1)连结于排气歧管(71),并且经由多个过滤器支承体(19a~19c),连结于气缸盖(72)。
Description
技术领域
本发明涉及例如反铲挖土机、叉车或拖拉机那样的作业机械使用的发动机装置,更详细而言,涉及废气净化装置相对于发动机的安装构造。
背景技术
目前,已知有如下技术,在柴油发动机的排气路径中,作为废气净化装置(后处理装置)设有柴油微粒过滤器(或NOx催化剂)等,利用柴油微粒过滤器(或NOx催化剂)等,对从柴油发动机排出的废气进行净化处理(参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。另外,在外壳(外侧壳体)内设有过滤器壳体(内侧壳体),且在过滤器壳体内配置微粒过滤器的技术也是众所周知(参照专利文献4)。
专利文献1:日本特开2000-145430号公报
专利文献2:日本特开2003-27922号公报
专利文献3:日本特开2008-82201号公报
专利文献4:日本特开2001-173429号公报
顺便提及,柴油发动机通用性广,用于农业机械、建设机械、船舶等各种领域。柴油发动机的搭载空间因所搭载的机械而不同,但近年来,因轻量化、小型化的要求,搭载空间大多受制约(狭窄)。并且,在上述的废气净化装置中,功能上希望通过该废气净化装置的废气的温度为高温(例如300℃以上)。因此,要求在柴油发动机上安装废气净化装置
但是,在柴油发动机上安装废气净化装置的情况下,存在的问题是,由驱动引起的发动机振动易于直接传递到废气净化装置,若来自设置于柴油发动机的冷却扇的冷却风直接吹到废气净化装置,则有可能使废气净化装置乃至废气温度下降。
发明内容
于是,本发明是响应这种请求而开发的,其目的在于,提供一种发动机装置。
为了实现上述目的,第一方面的发明提供一种发动机装置,其具备:具有排气歧管的发动机、用于净化来自所述发动机的废气的废气净化装置,在所述发动机的气缸盖上具备支承所述废气净化装置的过滤器支承体,所述废气净化装置构成为,连结于所述排气歧管,并且经由所述过滤器支承体,连结于所述气缸盖。
第二方面的发明在第一方面所述的发动机装置中,所述废气净化装置的长度方向一端侧和长度方向另一端侧经由各所述过滤器支承体,可装卸地连结于所述气缸盖。
第三方面的发明在第二方面所述的发动机装置中,所述废气净化装置沿所述发动机的输出轴形成为长形,靠近配置于所述气缸盖上的靠近所述排气歧管的部位。
第四方面的发明在第三方面所述的发动机装置中,在所述废气净化装置的长度方向一端侧和长度方向另一端侧分开配置有废气流入口和废气流出口。
第五方面的发明在第一方面所述的发动机装置中,所述进气歧管和所述排气歧管的构造为,俯视时分列于夹着所述发动机的气缸盖的两侧,并配置于所述发动机的上部侧,所述废气净化装置构成为,在所述发动机的上方,与所述排气歧管和所述进气歧管连结。
第六方面的发明在第五方面所述的发动机装置中,在所述发动机的一侧面设有冷却风扇,在所述发动机中与所述冷却风扇相反侧的侧面上设有飞轮箱,所述废气净化装置在与所述发动机的输出轴正交的方向上形成为长形,靠近配置于所述气缸盖上的靠近所述飞轮箱的部位。
第七方面的发明在第六方面所述的发动机装置中,连接于所述废气净化装置的废气流入口的废气入口管和所述排气歧管,经由中继排气管可装卸地连结。
第八方面的发明在第七方面所述的发动机装置中,所述废气净化装置中靠近所述进气歧管的部位经由过滤器支承体,可装卸地连结于所述进气歧管。
根据本申请发明,在具备具有排气歧管的发动机、和用于净化来自所述发动机的废气的废气净化装置的发动机装置中,在所述发动机的气缸盖上具备支承所述废气净化装置的过滤器支承体,所述废气净化装置连结于排气歧管,并且经由所述过滤器支承体连结于所述气缸盖,因此,作为所述发动机的构成部件之一,能够将所述废气净化装置高刚性地配置于所述发动机,实现不需要作业车辆等各设备的废气对策,能够提高所述发动机的通用性这种效果。
即,通过利用所述发动机的高刚性零件即所述气缸盖,能够高刚性地支承所述废气净化装置,能够防止振动等造成的所述废气净化装置的损伤。另外,在所述发动机的制造场所,就可将所述废气净化装置装入所述发动机而出厂,也具有能够集中而紧凑地构成所述发动机和所述废气净化装置的优点。
根据第二方面的发明,由于构成为,所述废气净化装置的长度方向一端侧和长度方向另一端侧经由各所述过滤器支承体,可装卸地连结于所述气缸盖,因此,通过利用所述排气歧管及各所述过滤器支承体的三点支承,能够将所述废气净化装置高刚性地连结于所述发动机上,对于防止振动等造成的所述废气净化装置的损伤是有效的。
根据第三方面的发明,所述废气净化装置沿所述发动机的输出轴形成为长形,靠近配置于所述气缸盖上的靠近所述排气歧管的部位,因此能够使所述气缸盖中细小零件多的进气歧管侧露出,易进行所述发动机关联的维护作业。另外,可使所述废气净化装置以极近的距离与所述排气歧管连通,能够极力抑制穿过所述废气净化装置内的废气温度的下降。从而实现能够将所述废气净化装置的废气净化性能维持在较高的状态这种效果。
根据第四方面的发明,在所述废气净化装置的长度方向一端侧和长度方向另一端侧,分开配置有废气流入口和废气流出口,因此,能够在接近所述气缸盖的上面的状态下支承所述废气净化装置。因此,利用所述气缸盖的刚性,能够对于防止振动等造成的所述废气净化装置的损伤发挥较好的效果。
根据第五方面的发明,所述进气歧管和所述排气歧管的构造为,在俯视时,分列于夹着所述发动机的气缸盖的两侧,并配置于所述发动机的上部侧,所述废气净化装置构成为,在所述发动机的上方,与所述排气歧管和所述进气歧管连结,因此,通过所述发动机的高刚性零件即所述排气歧管、所述进气歧管以及所述气缸盖的利用,能够比第一方面的情况更高刚性地支承所述废气净化装置,能够有效地防止振动等造成的所述废气净化装置的损伤。
根据第六方面的发明,在所述发动机的一侧面设有冷却风扇,在所述发动机中与所述冷却风扇相反侧的侧面上设有飞轮箱,所述废气净化装置在与所述发动机的输出轴正交的方向上形成为长形,靠近配置于所述气缸盖上的靠近所述飞轮的部位,因此,能够使所述气缸盖、所述排气歧管及所述进气歧管的上面侧大范围地露出。因而实现易进行所述发动机关联的维护作业的效果。
另外,如上所述,所述废气净化装置靠近配置于所述气缸盖上的靠近所述飞轮箱的部位,因此所述废气净化装置远离所述发动机的所述冷却风扇而定位。因而,来自所述冷却风扇的风难以直接吹到所述废气净化装置,也具有能够抑制来自所述冷却风扇的风造成的所述废气净化装置、进而所述废气净化装置内部的废气温度下降,实现废气温度的维持这种优点。
根据第七方面的发明,连接于所述废气净化装置的废气流入口的废气入口管和所述排气歧管构成为,经由中继排气管可装卸地连结,因此通过所述中继排气管的存在,能够避免所述发动机上面侧的突出零件,同时能够尽可能地接近所述发动机的上面地配置所述废气净化装置,实现装有所述废气净化装置的所述发动机的紧凑化这种效果。
根据第八方面的发明,所述废气净化装置中靠近所述进气歧管的部位经由过滤器支承体,可装卸地连结于所述进气歧管,因此与所述中继排气管的存在相配合,能够避免所述发动机上面侧的突出零件,同时能够将所述废气净化装置稳定地连结于所述发动机上。因而,对于防止振动等造成的所述废气净化装置的损伤是有效的。
附图说明
图1是第一实施方式的废气净化装置的正视剖面图;
图2是其外观底面图;
图3是从其废气流入侧看到的左侧面图;
图4是从其废气排出侧看到的右侧剖面图;
图5是图1的正视分解剖面图;
图6是其废气排出侧的正视放大剖面图;
图7是其废气排出侧的侧视放大剖面图;
图8是其废气流入侧的放大底面图;
图9是其废气流入侧的俯视放大剖面图;
图10是内侧壳体支承体的放大剖面图;
图11是表示图10的变形例的内侧壳体支承体的放大剖面图;
图12是表示图10的变形例的内侧壳体支承体的放大剖面图;
图13是表示图10的变形例的内侧壳体支承体的放大剖面图;
图14是表示图10的变形例的内侧壳体支承体的放大剖面图;
图15是柴油发动机的左侧面图;
图16是柴油发动机的俯视图;
图17是柴油发动机的正面图;
图18是柴油发动机的背面图;
图19是反铲挖土机的侧面图
图20是反铲挖土机的俯视图;
图21是叉车的侧面图;
图22是叉车的俯视图;
图23是使废气净化装置的安装方向从图15的状态翻转了180°时的左侧面图;
图24是第二实施方式的废气净化装置的正视剖面图;
图25是其外观底面图;
图26是柴油发动机的左侧面图;
图27是柴油发动机的俯视图;
图28是柴油发动机的正面图;
图29是柴油发动机的背面图。
具体实施方式
下面,基于附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。另外,在下面的说明中,以柴油微粒过滤器1的废气流入口12侧为左侧,同样,以其消音器30侧为右侧。
首先,参照图1~图5对第一实施方式的废气净化装置的整体构造进行说明。如图1~图5所示,设有作为第一实施方式的废气净化装置的连续再生式的柴油微粒过滤器1(以下,称为DPF)。DPF1用于物理性地捕集废气中的粒子状物质(PM)等。DPF1的构造为,将生成二氧化氮(NO2)的铂等柴油氧化催化剂2、和在较低温下连续地氧化除去捕集到的粒子状物质(PM)的蜂窝构造的烟尘过滤器3在废气的移动方向(从图1的左侧向右侧的方向)上串联排列。DPF1构成为连续地再生烟尘过滤器3。通过DPF1,除能够除去废气中的粒子状物质(PM)以外,还能够降低废气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)。
参照图1及图5对柴油氧化催化剂2的安装构造进行说明。如图1及图5所示,将作为发动机所排出的废气净化的气体净化过滤器的柴油氧化催化剂2内设于耐热金属材料制的大致筒型的催化剂内侧壳体4。催化剂内侧壳体4内设于耐热金属材料制的大致筒型的催化剂外侧壳体5。即,在柴油氧化催化剂2的外侧,经由垫状的陶瓷纤维制催化剂隔热材料6嵌合有催化剂内侧壳体4。另外,在催化剂内侧壳体4的外侧,经由端面I字状的薄板制支承体7,嵌合有催化剂外侧壳体5。另外,由催化剂隔热材料6保护柴油氧化催化剂2。由薄板制支承体7降低传递到催化剂内侧壳体4的催化剂外侧壳体5的应力(变形力)。
如图1及图5所示,在催化剂内侧壳体4及催化剂外侧壳体5的左侧端部,通过焊接固定有圆板状的左侧盖体8。在左侧盖体8上,经由座板体9,固定有传感器连接插头10。使得柴油氧化催化剂2的左侧端面2a和左侧盖体8隔开气体流入空间用一定距离L1的量而对置。在柴油氧化催化剂2的左侧端面2a和左侧盖体8之间形成有废气流入空间11。另外,在传感器连接插头10上连接有未图示的入口侧废气压力传感器、入口侧废气温度传感器等。
如图1、图5、图9所示,在催化剂内侧壳体4及催化剂外侧壳体5的长度方向一端侧开有废气流入口12。第一实施方式的废气流入口12是形成于催化剂内侧壳体4及催化剂外侧壳体5的左侧端部的椭圆形状的流入口。椭圆形状的废气流入口12将废气移动方向(上述壳体4、5的中心线方向)设为短轴直径,将与废气移动方向正交的方向(上述壳体4、5的圆周方向)形成为长轴直径。在催化剂内侧壳体4的开口缘13和催化剂外侧壳体5的开口缘14之间,夹持状地固定有封闭环体15。由封闭环体15锁闭催化剂内侧壳体4的开口缘13和催化剂外侧壳体5的开口缘14之间的间隙。由封闭环体15防止废气流入催化剂内侧壳体4和催化剂外侧壳体5之间。
如图1、图3、图5、图8所示,在形成有废气流入口12的催化剂外侧壳体5的外侧面配置有废气入口管16。废气入口管16形成为向上开口的半筒型,作为大径侧的矩形状的向上开口端部16b覆盖废气流入口12,且沿催化剂外侧壳体5的长度(左右)方向延伸,焊接固定于催化剂外侧壳体5的外侧面。因而,废气入口管16的废气出口侧即向上开口端部16b与催化剂外侧壳体5的废气流入口12连通连接。
在废气入口管16中与催化剂外侧壳体5的长度方向中途部抵接的右端部,作为废气入口侧,开有小径正圆状的向下开口端部16a,在该向下开口端部16a的外周部,焊接固定有排气连接凸缘体17。排气连接凸缘体17经由螺栓18,可装卸地联接于后述的柴油发动机70的排气歧管71。
虽然省略图示,但在这种情况下,以即使在将DPF1的左右安装方向颠倒过来的状态(左右相反的状态)下,也以能够将排气连接凸缘体17与排气歧管71进行螺栓18联接的方式,设定排气连接凸缘体17和排气歧管71的插通孔的位置关系。即,废气入口管16的向下开口端部16a可变更安装方向地连接于排气歧管71。
第一实施方式的废气入口管16的向下开口端部16a位于DPF1(外侧壳体5、21、32)的长度(左右)方向的大致中央部。因此,DPF1的废气移动方向(左右方向)的长度为夹着废气入口管16的向下开口端部16a而大致等分的尺寸。
如图1、图5、图8所示,废气入口管16的左端部侧覆盖催化剂外侧壳体5的废气流入口12,在废气入口管16的右端部形成有作为废气入口侧的向下开口端部16a。即,相对于椭圆形状的废气流入口12,废气入口管16的向下开口端部16a偏置(错开位置地)设于废气移动下游侧(催化剂外侧壳体5的右侧)。
另外,废气入口管16的向上开口端部16b覆盖废气流入口12,且沿催化剂外侧壳体5的长度(左右)方向延伸,焊接固定于催化剂外侧壳体5的外侧面,因此,由催化剂外侧壳体5的外侧面和废气入口管16的内侧面构成废气的导入通路60。
根据上述的构成,发动机70的废气从排气歧管71进入废气入口管16,从废气入口管16经由废气流入口12进入废气流入空间11,从该左侧端面2a供给到柴油氧化催化剂2。通过柴油氧化催化剂2的氧化作用,生成二氧化氮(NO2)。详细情况后面进行记述,在将DPF1组装于发动机70的情况下,经由支承腿体19a~19c,将催化剂外侧壳体5固定于发动机70的气缸盖72等。
参照图1及图5对烟尘过滤器3的安装构造进行说明。如图1及图5所示,作为将发动机70排出的废气净化的气体净化过滤器的烟尘过滤器3内设于耐热金属材料制的大致筒型的过滤器内侧壳体20。内侧壳体4内设于耐热金属材料制的大致筒型的过滤器外侧壳体21。即,在烟尘过滤器3的外侧,经由垫状的陶瓷纤维制过滤器隔热材料22,嵌合有过滤器内侧壳体20。另外,由过滤器隔热材料22保护烟尘过滤器3。
如图1及图5所示,在催化剂外侧壳体5的废气移动下游侧(右侧)的端部焊接有催化剂侧凸缘25。在过滤器内侧壳体20的废气移动方向的中间、和过滤器外侧壳体21的废气移动上游侧(左侧)的端部焊接有过滤器侧凸缘26。通过螺栓27及螺母28,将催化剂侧凸缘25和过滤器侧凸缘26可装卸地联接在一起。另外,圆筒形的催化剂内侧壳体4的直径尺寸和圆筒形的过滤器内侧壳体20的直径尺寸大致为同一尺寸。另外,圆筒形的催化剂外侧壳体5的直径尺寸和圆筒形的过滤器外侧壳体21的直径尺寸大致为同一尺寸。
如图1所示,在经由催化剂侧凸缘25和过滤器侧凸缘26而在催化剂外侧壳体5上连接有过滤器外侧壳体21的状态下,过滤器内侧壳体20的废气移动上游侧(左侧)的端部与催化剂内侧壳体4的废气移动下游侧(右侧)的端部隔开传感器安装用一定间隔L2的量而对置。即,在催化剂内侧壳体4的废气移动下游侧(右侧)的端部和过滤器内侧壳体20的废气移动上游侧(左侧)的端部之间形成有传感器安装空间29。在传感器安装空间29所在位置的催化剂外侧壳体5上固定有传感器连接插头50。在传感器连接插头50连接有未图示的过滤器入口侧废气压力传感器、过滤器入口侧废气温度传感器(热敏电阻)等。
如图5所示,将催化剂外侧壳体5的废气移动方向的圆筒长度L4形成为比催化剂内侧壳体4的废气移动方向的圆筒长度L3长。将过滤器外侧壳体21的废气移动方向的圆筒长度L6形成为比过滤器内侧壳体20的废气移动方向的圆筒长度L5短。将传感器安装空间29的一定间隔L2、和催化剂内侧壳体4的圆筒长度L3、和过滤器内侧壳体20的圆筒长度L5加在一起的长度(L2+L3+L5),与将催化剂外侧壳体5的圆筒长度L4、和过滤器外侧壳体21的圆筒长度L6加在一起的长度(L4+L6)大致相等。过滤器内侧壳体20的废气移动上游侧(左侧)的端部从过滤器外侧壳体21的废气移动上游侧(左侧)的端部突出它们的长度差的量(L7=L5-L6)。即,在催化剂外侧壳体5连结有过滤器外侧壳体21的情况下,过滤器内侧壳体20的废气移动上游侧(左侧)的端部以重叠尺寸L7的量内插于催化剂外侧壳体5的废气移动下游侧(右侧)。
根据上述的构成,通过柴油氧化催化剂2的氧化作用而生成的二氧化氮(NO2)从其左侧端面3a供给到烟尘过滤器3。烟尘过滤器3所捕集的柴油发动机70的废气中的捕集粒状物质(PM)通过二氧化氮(NO2),在较低的温度下,被连续地氧化除去。除柴油发动机70的废气中的粒状物质(PM)的除去以外,还可降低柴油发动机70的废气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)。
如图1~图5所示,废气净化装置具备:作为将柴油发动机70排出的废气净化的气体净化过滤器的柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3;内设有柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20;内设有催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20的催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21,在该废气净化装置中,由于具备多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3及催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20及催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21,且构成为,相对于柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的连接边界位置,使作为连结催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的凸缘体的催化剂侧凸缘25、过滤器侧凸缘26偏置,因此,能够缩小柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的接合部的间隔,缩短催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的连结长度。
另外,可以在柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的连接边界位置简单地配置气体传感器等。由于能够缩短催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的废气移动方向的长度,因此能够实现催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21等的刚性提高、轻量化。
如图1~图5所示,由于为设置两种柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的构造,且构成为在内设一方的烟尘过滤器3的过滤器内侧壳体20上重叠内设另一方的柴油氧化催化剂2的催化剂内侧壳体4的催化剂外侧壳体5,因此能够确保柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的废气移动方向的长度,同时能够缩短催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的废气移动方向的长度。
另外,催化剂外侧壳体5所重叠的催化剂内侧壳体4(另一方的柴油氧化催化剂2),通过催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的分离(分解),较大地露出于外部,因此催化剂内侧壳体4(另一方的柴油氧化催化剂2)的露出范围增大,能够简单地执行一方的烟尘过滤器3的烟尘(碳黑)除去等维护作业。
如图1~图5所示,由于构成为,设置柴油氧化催化剂2和烟尘过滤器3作为多组气体净化过滤器,在烟尘过滤器3的外周侧偏置有催化剂侧凸缘25、过滤器侧凸缘26,因此,通过催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的分离,能够使烟尘过滤器5的废气入口侧的内侧壳体20端部从外侧壳体21的端面较大地露出,能够容易地执行附着于烟尘过滤器3、内侧壳体20的煤烟的除去等维护作业。
如图1~图5所示,由于是设有两种柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的构造,且在内设一方的柴油氧化催化剂2的催化剂内侧壳体4、和内设另一方的烟尘过滤器3的过滤器内侧壳体20之间形成有传感器安装空间29,因此,能够缩短催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的废气移动方向的连结长度,实现催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21等的刚性提高、轻量化,同时能够简单地将气体传感器等配置于柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的连接边界位置的上述传感器安装空间29。
如图1~图5所示,由于构成为,在与过滤器内侧壳体20重叠的催化剂外侧壳体5处组装有作为传感器支承体的传感器连接插头50,且在柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的连接边界位置,经由传感器连接插头50,配置有未图示的过滤器入口侧废气压力传感器、过滤器入口侧废气温度传感器(热敏电阻)等气体传感器,因此,能够实现催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21等的刚性提高、轻量化,同时可以在柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的连接边界位置,紧凑地设置传感器连接插头50。
另外,如上所述,作为将发动机排出了的废气净化的气体净化过滤器,设有柴油氧化催化剂2及烟尘过滤器3,但也可以代替柴油氧化催化剂2及烟尘过滤器3,设置通过添加尿素(还原剂)而发生的氨(NH3)将发动机70的废气中的氮氧化物(NOx)还原的NOx选择还原催化剂(NOx除去催化剂)、和去除从NOx选择还原催化剂排出的残留氨的氨除去催化剂。
如上所述,作为气体净化过滤器,在催化剂内侧壳体4设置NOx选择还原催化剂(NOx除去催化剂),且在过滤器内侧壳体20设置氨除去催化剂的情况下,发动机排出了的废气中的氮氧化物(NOx)能够被还原,作为无害的氮气(N2)而排出。
如图1~图5所示,废气净化装置具备:作为将柴油发动机70排出了的废气净化的气体净化过滤器的柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3;内设柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20;内设催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20的催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21,在上述废气净化装置中,将催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20与催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21连结,且将作为附加外部应力的入口构成零件的废气入口管16配置于催化剂外侧壳体5。
因而,通过催化剂外侧壳体5,可以支承外部应力,能够降低作为变形力而作用于催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20的外部应力。通过催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20和催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的双重构造,能够提高柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的隔热性,并能够提高柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的处理能力、再生能力,此外,能够简单地防止因例如来自发动机的振动的传导、焊接加工的变形等而导致柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的支承不适当。
如图1~图5所示,具备多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3;和催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20;和催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21,由作为凸缘体的催化剂侧凸缘25、过滤器侧凸缘26连结多组催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21。因而,考虑废气入口管16的构成,多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3间的废气的移动等,能够功能性地构成多组催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20、多组催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21。可以简单地提高多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的处理能力、再生能力等。
如图1~图5所示,催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20的废气移动方向的长度,和催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的废气移动方向的长度不同。因而,相对于多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的接合位置,可以偏置地配置连结催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的凸缘体。能够简单地将多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的安装间隔缩小或扩大。
如图1~图5所示,构成为,具备多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3;催化剂内侧壳体4、过滤器内侧壳体20;催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21,且相对于多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的接合位置,使连结多组催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的催化剂侧凸缘25、过滤器侧凸缘26偏置,且构成为,在与一方的烟尘过滤器3对置的过滤器内侧壳体20处重叠与另一方的柴油氧化催化剂2对置的催化剂外侧壳体5。
因而,能够缩小多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的接合间隔,同时能够在多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的接合部间简单地配置传感器等。能够缩短多组催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的废气移动方向的长度,从而实现多组催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21等的刚性提高、轻量化。能够缩小多组柴油氧化催化剂2、烟尘过滤器3的接合间隔,从而缩短多组催化剂外侧壳体5、过滤器外侧壳体21的废气移动方向的长度。
参照图1~图3、及图5~图7对消音器30的安装构造进行说明。如图1~图3、图5所示,使柴油发动机70排出了的废气音衰减的消音器30具有耐热金属材料制的大致筒型的消音内侧壳体31、耐热金属材料制的大致筒型的消音外侧壳体32、由焊接固定于消音内侧壳体31及消音外侧壳体32的右侧端部的圆板状的右侧盖体33。在消音外侧壳体32处内设有消音内侧壳体31。另外,圆筒形的催化剂内侧壳体4的直径尺寸、和圆筒形的过滤器内侧壳体20的直径尺寸、和圆筒形的消音内侧壳体31大致为同一尺寸。另外,圆筒形的催化剂外侧壳体5的直径尺寸、和圆筒形的过滤器外侧壳体21的直径尺寸、和圆筒形的消音外侧壳体32大致为同一尺寸。
如图4~图7所示,在消音内侧壳体31及消音外侧壳体32上贯通有废气出口管34。废气出口管34的一端侧由出口盖体35封闭。在消音内侧壳体31的内部的废气出口管34的整体开设有许多排气孔36。消音内侧壳体31的内部经由许多排气孔36,与废气出口管34连通。未图示的消音器、尾管连接于废气出口管34的另一端侧。
如图6、图7所示,在消音内侧壳体31上开设有许多消音孔37。消音内侧壳体31的内部经由许多消音孔37,与消音内侧壳体31和消音外侧壳体32之间连通。消音内侧壳体31和消音外侧壳体32之间的空间由右侧盖体33和薄板制支承体38封闭。在消音内侧壳体31和消音外侧壳体32之间充填有陶瓷纤维制消音材料39。消音内侧壳体31的废气移动上游侧(左侧)的端部经由薄板制支承体38连结于消音外侧壳体32的废气移动上游侧(左侧)的端部。
根据上述的构成,从消音内侧壳体31内经由废气出口管34排出废气。另外,在消音内侧壳体31的内部,从许多消音孔37由消音材料39吸收废气音(主要为高频带的音)。从废气出口管34的出口侧排出的废气的噪音衰减。
如图1及图5所示,在过滤器内侧壳体20和过滤器外侧壳体21的废气移动下游侧(右侧)的端部焊接有过滤器侧出口凸缘40。在消音外侧壳体32的废气移动上游侧(左侧)的端部焊接有消音侧凸缘41。通过螺栓42及螺母43,将过滤器侧出口凸缘40、和消音侧凸缘41可装卸地联接在一起。另外,在过滤器内侧壳体20和过滤器外侧壳体21上固定有传感器连接插头44。在传感器连接插头44连接有未图示的出口侧废气压力传感器、出口侧废气温度传感器(热敏电阻)等。
如图1、图2、图5~图7所示,废气净化装置具备:作为将柴油发动机70排出了的废气净化的气体净化过滤器的柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3;作为内设柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的内侧壳体的催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20;作为内设催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20的外侧壳体的催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21,在该废气净化装置中,由于具备作为将柴油发动机70排出了的废气的排气音衰减的排气音衰减体的消音材料39,且在催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21的废气出口侧端部配置有消音材料39,因此,能够维持柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的废气净化功能,同时不用变更柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的构造,就能够简单地附加废气的消音功能。例如,能够容易地构成使尾管直接连结于上述外侧壳体的排气构造、进一步提高既设的消音器的消音功能的排气构造等。
另外,能够简单地执行柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的部位的难以实施的废气的高频降低对策。例如,能够简单地设置由冲孔和纤维状垫等形成的消音构造(消音材料39)。
如图5~图7所示,由于构成为,具备具有消音材料39的消音器30,且在过滤器外侧壳体21的废气出口侧端部可装卸地连结有消音器30,因此,通过消音器30的装卸,能够简单地变更柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的部位的废气的消音功能。
如图5~图7所示,由于构成为,具备具有消音材料39的消音器30,且将催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21及消音器30分别形成为大致同一外径尺寸的圆筒形状,在过滤器外侧壳体21的废气出口侧端部设有环形状的作为凸缘体的过滤器侧出口凸缘40,在过滤器外侧壳体21的废气出口侧端部,经由过滤器侧出口凸缘40,可装卸地连结有消音材料39,因此,大致同一外径尺寸的消音器30由过滤器侧出口凸缘40被连结于过滤器外侧壳体21,由此能够只是在废气的移动方向上延长催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21的安装尺寸,就可紧凑地装入消音器30。例如,能够接近柴油发动机70的废气排出部的侧面,简单地设置催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21。
另外,通过维持废气的温度,能够提高柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的气体净化功能,同时通过消音材料39的设置,能够简单地执行废气的高频降低对策。
如图5~图7所示,由于构成为,具备作为内装有消音材料39的***外壳的消音内侧壳体31及消音外侧壳体32;封闭一端侧且使另一端侧与尾管(省略图示)连通的废气出口管34,且在消音内侧壳体31及消音外侧壳体32上贯通有废气出口管34的排气孔36形成部,在过滤器外侧壳体21的废气出口侧端部,经由过滤器侧出口凸缘40,可装卸地连结有消音内侧壳体31及消音外侧壳体32,因此,通过消音内侧壳体31及消音外侧壳体32的装卸,能够简单地变更柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的部位的废气的消音功能。例如,通过与消音内侧壳体31及消音外侧壳体32分体地设置消音器(省略图示),能够容易构成进一步提高废气的消音功能的排气构造等。
另一方面,通过不内***材料39的消音内侧壳体31及消音外侧壳体32的配置,能够容易构成使尾管(省略图示)直接连结于过滤器外侧壳体21的排气构造。另外,作为在柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的部位难以实施的废气的高频降低对策,能够在消音内侧壳体31及消音外侧壳体32内,简单地构成消音材料39(冲孔和纤维状垫等)的消音构造。
如图5~图7所示,上述***外壳具有圆筒形状的消音内侧壳体31和圆筒形状的消音外侧壳体32,在消音外侧壳体32内配置有消音内侧壳体31,在消音内侧壳体31和消音外侧壳体32之间充填有消音材料39,在消音内侧壳体31上形成有许多消音孔37,因此能够近似于具备内设柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20、催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21的废气净化构造,能够构成上述***外壳(消音内侧壳体31、消音外侧壳体32)。
能够与用于内设柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20、催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21利用同一材料(管等),形成上述***外壳的消音内侧壳体31、消音外侧壳体32。能够简单地降低上述***外壳的制造成本。
参照图1、图5、图10~图14对内侧壳体支承体7的构造进行说明。如图1、图5、图10所示,构成为,在圆筒状的催化剂内侧壳体4的外侧,经由端面I字状的轮形状的薄板制内侧壳体支承体7,嵌合有圆筒状的催化剂外侧壳体5,由薄板制内侧壳体支承体7降低催化剂外侧壳体5的应力(变形力)。如图10所示,内侧壳体支承体7具有I字状薄板部7a、外侧壳体连结部7b。在催化剂内侧壳体4的废气移动下游侧的外面焊接有I字状薄板部7a的内径侧端缘。即,使I字状薄板部7a大致垂直地立起于催化剂内侧壳体4的外面,使I字状薄板部7a从催化剂内侧壳体4的外面向放射方向突出。使外侧壳体连结部7b从I字状薄板部7a的外径侧端缘向弯曲成大致直角的方向延长。通过I字状薄板部7a、和外侧壳体连结部7b,将内侧壳体支承体7的截面端面形成为L形状。
另外,使外侧壳体连结部7b的端部沿着催化剂外侧壳体5的内面并在废气移动方向(圆筒状的壳体5中心线方向)延长。经由开口于催化剂外侧壳体5的焊接加工用孔5a,将外侧壳体连结部7b焊接于催化剂外侧壳体5的废气移动方向的中间部的内面。另外,焊接加工用孔5a通过外侧壳体连结部7b的焊接加工而封闭。即,如图1、图10所示,废气净化装置具备:作为将柴油发动机70排出了的废气净化的气体净化过滤器的柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3;作为内设柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的内侧壳体的催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20;作为内设催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20的外侧壳体的催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21,在该废气净化装置中,为在催化剂内侧壳体4和催化剂外侧壳体5之间设有轮形状的内侧壳体支承体7的构造,且构成为,由具有振动衰减功能的挠性材料形成内侧壳体支承体7,经由内侧壳体支承体7,使催化剂内侧壳体4支承于催化剂外侧壳体5。
其结果是,催化剂外侧壳体5的振动通过内侧壳体支承体7来衰减,能够降低从催化剂外侧壳体5传递到催化剂内侧壳体4的振动,能够简单地防止柴油氧化催化剂2的密封性下降、催化剂外侧壳体5或催化剂内侧壳体4或柴油氧化催化剂2的损伤或脱落等。即,能够降低催化剂外侧壳体5或催化剂内侧壳体4的密封性下降等,从而提高柴油氧化催化剂2的耐久性。
另外,例如,即使是通过组合多个柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3而提高了废气的净化能力的过滤器构成,也能够简单地提高烟尘过滤器3的维护作业性。另外,通过催化剂内侧壳体4和催化剂外侧壳体5之间的空间的隔热作用,能够简单地管理催化剂内侧壳体4(柴油氧化催化剂2)的温度。能够将柴油氧化催化剂2的温度维持在催化剂适当温度(约300度到500度)。
如图1、图5、图10所示,由于构成为,内侧壳体支承体7由截面端面为I形的薄板形成,使内侧壳体支承体7的一端侧在沿着催化剂外侧壳体5的内面的方向上延长,在内侧壳体支承体7的一端侧的延长部分形成焊接于催化剂外侧壳体5的外侧壳体连结部7b,在催化剂外侧壳体5的内面上固定有外侧壳体连结部7b,因此,在催化剂内侧壳体4的外面上焊接有内侧壳体支承体7的另一端侧的状态下,将催化剂内侧壳体4***催化剂外侧壳体5内,可以从催化剂外侧壳体5的外侧,将外侧壳体连结部7b焊接于催化剂外侧壳体5。可以由不受焊接作业限制的厚度的薄板形成内侧壳体支承体7。能够提高催化剂外侧壳体5及催化剂内侧壳体4的装配作业性。
如图1、图5、图10所示,由于构成为,具备多个柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3、催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20、催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21,相对于多个柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的接合位置,使作为连结催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21的凸缘体的催化剂侧凸缘25或过滤器侧凸缘26偏置,且构成为,将与另一方的柴油氧化催化剂2对置的催化剂外侧壳体5重叠于与一方的烟尘过滤器3对置的过滤器内侧壳体20,因此,能够确保上述多个柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的废气移动方向的设置长度,同时能够缩短上述多个催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21的废气移动方向的长度,能够实现上述多个催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21等的刚性提高、轻量化。
另外,催化剂外侧壳体5所重叠的过滤器内侧壳体20(废气移动下游侧的烟尘过滤器3)通过催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21的分离(分解),能够较大地露出于外部。即,多个柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3中配置于废气移动下游侧的烟尘过滤器3的废气移动上游侧端部(废气移动下游侧的过滤器内侧壳体20)的露出范围增大,能够简单地执行废气移动下游侧的烟尘过滤器3的烟尘(碳黑)除去等维护作业。用催化剂侧凸缘25或过滤器侧凸缘26的连结部,能够提高使催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21(催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20)分离而执行的烟尘过滤器3的扫除等维护作业性。
图11~图14表示图10所示的内侧壳体支承体7的变形构造。在上述第一实施方式中,由端面I字状的轮形状的薄板形成内侧壳体支承体7,但如图11所示,也可以由端面U字状的轮形状的薄板形成内侧壳体支承体7。另外,如图12所示,也可以由端面S字状的轮形状的薄板形成内侧壳体支承体7。如图13所示,也可以由端面Z字状的轮形状的薄板形成内侧壳体支承体7。如图14所示,也可以由具有将Z字状和S字状组合在一起的复合形端面的轮形状的薄板形成内侧壳体支承体7。
如图10~图13所示,由于构成为,内侧壳体支承体7由截面端面为I形的薄板(参照图10)、或截面端面为U形的薄板(参照图11)、或截面端面为S形的薄板(参照图12)、或截面端面为Z形的薄板(参照图13)中任一个形成,经由内侧壳体支承体7,使催化剂内侧壳体4弹性支承于催化剂外侧壳体5,因此,例如,即使是如下的过滤器构成:通过设置多组催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21及催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20,且将多个柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3组合,由此提高了废气的净化能力的过滤器构成,也可以经由内侧壳体支承体7,将催化剂内侧壳体4的废气移动下游侧端部的外面侧,高刚性地支承于催化剂外侧壳体5的废气移动方向的途中的内面侧。能够简单地提高配置于废气移动下游侧的烟尘过滤器3的废气移动上游侧端部的维护作业性。
另外,能够简单地防止柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的密封性下降、催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21或催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20或柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的损伤或脱落等。
如图14所示,由于构成为,上述内侧壳体支承体由截面端面为I形的薄板(参照图10)、或截面端面为U形的薄板(参照图11)、或截面端面为S形的薄板(参照图12)、或截面端面为Z形的薄板(参照图13)中任两个以上组合在一起的形状的薄板(参照图14)形成,且在催化剂外侧壳体5上,经由内侧壳体支承体7,弹性支承有催化剂内侧壳体4,因此,例如,即使是如下的过滤器构成:通过设置多组催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21及催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20,且将多个柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3组合,提高废气的净化能力的过滤器构成,也可以经由内侧壳体支承体7,将催化剂内侧壳体4的废气移动下游侧端部的外面侧,高刚性地支承于催化剂外侧壳体5的废气移动方向的中途的内面侧。能够简单地提高配置于废气移动下游侧的烟尘过滤器3的废气移动上游侧端部的维护作业性。
另外,能够简单地防止柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的密封性下降、催化剂外侧壳体5或过滤器外侧壳体21或催化剂内侧壳体4或过滤器内侧壳体20或柴油氧化催化剂2或烟尘过滤器3的损伤或脱落等。
参照图15~图18和图23对柴油发动机70上设有第一实施方式的DPF1的构造进行说明。如图15~图18所示,在柴油发动机70的气缸盖72的左右侧面配置有排气歧管71、进气歧管73。气缸盖72被载置于具有发动机输出轴74(曲轴)和活塞(省略图示)的气缸体75。发动机输出轴74的前端和后端从气缸体75的前面和后面突出。在气缸体75的前面设有冷却风扇76。构成为,从发动机输出轴74的前端侧,经由V型带77,将旋转力传递到冷却风扇76。
如图15、图16、图18所示,在气缸体75的后面固定有飞轮箱78。在飞轮箱78内设有飞轮79。在发动机输出轴74的后端侧轴支承有飞轮79。构成为,在后述的反铲挖土机100、叉车120等的动作部,经由飞轮79,取出柴油发动机70的动力。
如图15、图17、图18所示,在消音外侧壳体32上焊接固定有第一支承腿体19a的一端侧。固定于消音外侧壳体32的第一支承腿体19a的另一端侧,通过螺栓131,可装卸地联接于气缸盖72的安装于靠近冷却风扇76的部位的第二支承腿体19b的上端侧。在催化剂外侧壳体5的废气流入口12侧的侧端面上,通过螺栓132及螺母133,可装卸地联接有第三支承腿体19c的一端侧(上端侧)。第三支承腿体19c的另一端侧(下端侧),通过螺栓134,可装卸地联接于气缸盖72的飞轮箱78侧的侧端面。支承腿体19a~19c相当于支承DPF1的过滤器支承体。
排气歧管71中与排气连接凸缘体17的连结部分71a从排气歧管71的大致中央部,向上突出设置。废气入口管16的排气连接凸缘体17经由螺栓18,可装卸地联接于排气歧管71的连结部分71a。
如图15~图18所示,第一实施方式的DPF1为沿发动机输出轴74较长的形态,靠近配置于气缸盖72上的靠近排气歧管71的部位。因而,气缸盖72的进气歧管73侧向外露出,成为易进行维护作业的状态。另外,在DPF1的长度方向一端侧和长度方向另一端侧,左右分开配置有废气流入口12和废气出口管34(废气流出口)。
另外,在DPF1的外周侧设有以来自冷却风扇76的风不直接吹到DPF1的方式遮盖的DPF罩61(参照图15~图18的双点划线)。通过这种DPF罩61的存在,抑制来自冷却风扇76的风造成的DPF1进而DPF1内部的废气温度的下降,实现废气温度的维持。
由以上的构成可知,第一实施方式的DPF1连结于发动机70的排气歧管71,并且经由多个过滤器支承体(支承腿体19a~19C),连结于气缸盖72。因此,作为柴油发动机70的构成部件之一,能够将DPF1高刚性地配置于柴油发动机70,实现如下效果,即,不需要作业车辆等各设备的废气对策,能够提高柴油发动机70的通用性。
即,通过柴油发动机70的高刚性部件即气缸盖72的利用,高刚性地支承将DPF1,能够防止振动等造成的DPF1的损伤。另外,也具有如下优点,即,可在柴油发动机70的制造场所将DPF1装入柴油发动机70而出厂,能够集中紧凑地构成柴油发动机70和DPF1。
特别是,在第一实施方式中,DPF1的长度方向一端侧经由第一及第二支承腿体19a、19b连结于气缸盖72,DPF1的长度方向另一端侧经由第三支承腿体19c连结于气缸盖72。而且,DPF1的长度方向中间部连结于排气歧管71。因而,通过利用排气歧管71及支承腿体19a~19c的三点支承,能够将DPF1高刚性地连结于柴油发动机70上,对于防止振动等造成的DPF1的损伤是有效的。
第一实施方式的DPF1为沿发动机输出轴74较长的形态,靠近配置于气缸盖72上的靠近排气歧管71的部位,因此能够将气缸盖72中细小零件多的进气歧管73侧露出,易进行柴油发动机70关联的维护作业。另外,可使DPF1以极近的距离与排气歧管71连通,能够极力抑制穿过DPF1内的废气温度下降。因而,能够将DPF1的废气净化性能维持到高状态。
另外,在DPF1的长度方向一端侧和长度方向另一端侧,左右分开配置有废气流入口12和废气出口管34(废气流出口),因此能够以接近气缸盖72的上面的状态支承DPF1。因此,利用气缸盖72的刚性,对于防止振动等造成的DPF1的损伤,能够发挥较好的效果。
参照图23对DPF1的安装方向变更的方式进行说明。如上所述,在第一实施方式的DPF1中,以即使在颠倒了左右安装方向的状态(左右相反的状态)下,也可以将排气连接凸缘体17由螺栓18联接于排气歧管71的方式,设定了排气连接凸缘体17和排气歧管71的插通孔的位置关系。即,废气入口管16的向下开口端部16a可变更安装方向地连接于排气歧管71。
图23表示将DPF1相对于排气歧管71的安装方向从图15的状态翻转了180°时的一个例子。在这种情况下,在催化剂外侧壳体5的废气流入口12侧的侧端面,通过螺栓135及螺母136,可装卸地联接第四支承腿体19d的一端侧(上端侧)。第四支承腿体19d的另一端侧(下端侧),通过螺栓137,可装卸地与安装于气缸盖72的靠近冷却风扇76的部位的第二支承腿体19b的上端侧联接。
在消音外侧壳体32上焊接固定有第五支承腿体19e的一端侧。第五支承腿体19e的另一端侧,通过螺栓138,可装卸地联接于气缸盖72的飞轮箱78侧的侧端面。第四及第五支承腿体19d、19e也相当于支承DPF1的过滤器支承体。
另外,如果考虑气缸盖72、排气歧管71及DPF1的高度关系等,则DPF1不仅可以左右颠倒(翻转180°),而且也可构成为,以排气歧管71的连结部分71a为中心,在水平方向上在360°的范围内变更调节安装方向。
由以上的构成可知,第一实施方式的DPF1具备在催化剂外侧壳体5的长度方向中途部具有向下开口端部16a(废气入口侧)的废气入口管16,在催化剂外侧壳体5的长度方向一端侧设有废气流入口12,在催化剂外侧壳体5的废气流入口12处连接有废气入口管16的向上开口端部16b(废气出口侧),另一方面,废气入口管16的向下开口端部16a可变更安装方向地连接于柴油发动机70的排气歧管71。
因此,不变更催化剂外侧壳体5的构造,就可以选择、变更来自催化剂外侧壳体5的废气流出口(废气出口管34)的朝向。特别是,在第一实施方式中,废气入口管16的向下开口端部16a位于催化剂外侧壳体5的长度方向中央部,催化剂外侧壳体5位于柴油发动机70的位于一侧的冷却风扇76和位于另一侧的飞轮箱78之间,用一种DPF1的构成,就可以应对在冷却风扇76侧配置DPF1的废气出口管34的规格、和在飞轮箱78侧配置DPF1的废气出口管34的规格。
因而,由于不改变DPF1自身的构成,因此不可能改变穿过DPF1的废气中的排放物(粒子状物质、NOx等)的倾向,搭载柴油发动机70的每种作业机械都会实现如下效果,即,可以省略试验确认或出厂申请的工时等,能够抑制制造成本。
另外,在催化剂外侧壳体5上以覆盖废气流入口12且沿催化剂外侧壳体5的长度方向延伸的方式安装有废气入口管16,因此,废气入口管16自身作为对催化剂外侧壳体5的加强构件发挥功能。因而,不设置专用的加强部件,就可以提高催化剂外侧壳体5的刚性,并且实现轻量化。并且,与设有专用的加强部件的构造相比,能够减少构成零件数,因此能够低成本地构成。
另外,由催化剂外侧壳体5的外侧面和废气入口管16的内侧面构成废气的导入通路61,因此,通过废气入口管16内(导入通路61内)的废气,可以使催化剂外侧壳体5升温,可抑制穿过DPF1内的废气温度下降。因而,在这一点上,也有助于DPF1的废气净化性能的提高。
参照图19及图20对在反铲挖土机100上搭载有带第一实施方式的DPF1的柴油发动机70的构造进行说明。如图19及图20所示,反铲挖土机100具备:具有左右一对行走履带103的履带式的行走装置102、和设置于行走装置102上的回转机体104。回转机体104构成为,通过未图示的回转用液压马达,可遍及360°的全方位地进行水平回转。在行走装置102的后部,可升降地安装有对地作业用的刮土曲面板105。在回转机体104的左侧部搭载有操纵部106和柴油发动机70。在回转机体104的右侧部设有具有用于掘削作业的悬臂111及铲斗113的作业部110。
在操纵部106配置有操作者就座的操纵座椅108,作为输出操作柴油发动机70等的操作装置、作业部110用的操作装置的控制杆或开关等。在作业部110的构成元件即悬臂111上配置有悬臂气112和铲斗气114。在悬臂111的前端部,可挖入转动地枢轴安装有作为挖掘用配件的铲斗113。构成为,使悬臂气缸112或铲斗气114动作,通过铲斗113,执行土方作业(开沟等对地作业)。
参照图21及图22对叉车120上搭载有带第一实施方式的DPF1的柴油发动机70的构造进行说明。如图21及图22所示,叉车120具备具有左右一对前轮122及后轮123的行走机体124。在行走机体124上搭载有操纵部125和柴油发动机70。在行走机体124的前侧部设有具有用于货物装卸作业的叉形部件126的作业部127。在操纵部125配置有操作者就座的操纵座椅128;操纵手柄129;作为输出操作柴油发动机70等的操作装置、作业部127用的操作装置的控制杆或开关等。
在作为作业部127的构成要素的柱130上可升降地配置有叉形部件126。构成为,使叉形部件126进行升降动作,将装有货物的托板(省略图示)载置于叉形部件126,使行走机体124前后移动,执行上述托板的搬运等装卸作业。
接着,参照图24~图29对第二实施方式的废气净化装置(DPF1′)的整体构造、和将该DPF1′搭载于柴油发动机70的构造进行说明。在此,在第二实施方式中,对构成及作用与第一实施方式相同的部分附带与第一实施方式相同的符号,并省略其详细说明。下面,对与第一实施方式的不同点进行说明。
如图24及图25所示,在第二实施方式的DPF1′中,在形成有废气流入口12的催化剂外侧壳体5的外侧面配置有废气入口管16′。在废气入口管16′的小径侧的正圆形的开口端部16a′焊接有排气连接凸缘体17′。排气连接凸缘体17′经由螺栓18′联接于后述的柴油发动机70的排气歧管71。废气入口管16′的大径侧的正圆形的开口端部16b′焊接于催化剂外侧壳体5的外侧面。废气入口管16′从小径侧的正圆形的开口端部16a′向大径侧的正圆形的开口端部16b′形成为扩口形状(喇叭状)。
如图24所示,在催化剂外侧壳体5的外侧面中、催化剂外侧壳体5的开口缘14的左侧端部的外侧面上焊接有大径侧的正圆形的开口端部16b′的左侧端部。即,相对于椭圆形状的废气流入口12,废气入口管16′(大径侧的正圆形的开口端部16b′)偏置配置于废气移动下游侧(催化剂外侧壳体5的右侧)。即,椭圆形状的废气流入口12相对于废气入口管16′(大径侧的正圆形的开口端部16b′),偏置于废气移动上游侧(催化剂外侧壳体5的左侧),并形成于催化剂外侧壳体5。其他构成与第一实施方式的DPF1同样。
接下来,对将DPF1′搭载于柴油发动机70的构造进行说明。如图26、图28及图29所示,在过滤器外侧壳体21上焊接固定有作为过滤器支承体的支承腿体19′的一端侧。支承腿体19′的另一端侧通过螺栓80′,与牢固地固定于气缸盖72的进气歧管73上的安装部82′可装卸地联接。因此,上述的DPF1′中靠近进气歧管73的部位(过滤器外侧壳体21侧)经由支承腿体19及进气歧管73,被支承于高刚性的气缸盖72。
如图26~图29所示,实施方式的DPF1′为在与发动机输出轴74正交的方向上长的形态(长形),在气缸盖72更上方,以废气移动方向成为与发动机输出轴74正交的方向的方式,靠近配置于靠近飞轮箱78的部位。因而,气缸盖72、排气歧管72及进气歧管73的上面在相当大的范围内露出,成为易进行维护作业的状态。
在柴油发动机70的排气歧管71上经由中继排气管85′,可装卸地连结有废气入口管16′。构成为,废气从柴油发动机70的排气歧管71经由中继排气管85′及废气入口管16′移动到DPF1′内,由DPF1净化废气,废气从废气出口管34移动到尾管(省略图示),最终排出到机外。
由以上的构成可知,在第二实施方式中,进气歧管73和排气歧管71的构造为,俯视时分列于夹着发动机70的气缸盖72的两侧,并配置于发动机70的上部侧,由于DPF1′构成为,在发动机70的上方,与排气歧管71和进气歧管73连结,因此通过发动机70的高刚性零件即排气歧管71、进气歧管73以及气缸盖72的利用,能够比第一实施方式的情况更高刚性地支承DPF1′,能够高效地防止振动等造成的DPF1′的损伤。
另外,也具有如下优点,即,在发动机70的制造场所就可将DPF1′装入发动机70而出厂,能够集中紧凑地构成发动机70和DPF1。另外,如上所述,由于可将DPF1′装入发动机70而出厂,因此搭载发动机70的每一作业机械都可以省略出厂申请的工时等,可以有助于制造成本抑制。另外,由于可以将DPF1′以极近的距离与排气歧管71连通,因此易将DPF1′维持到适当温度,能够维持较高的废气净化性能。而且,也可以有助于DPF1′的紧凑化。
如图26~29所示,DPF1′成为在与发动机输出轴74正交的方向上长的形态,并靠近配置于气缸盖72上的靠近飞轮箱78的部位,因此能够将气缸盖72、排气歧管71及进气歧管73的上面侧在大范围内露出。因而,实现易进行发动机70关联的维护作业这种效果。
另外,如上所述,DPF1′靠近配置于气缸盖72上的靠近飞轮箱78的部位,因此DPF1′远离发动机70的冷却风扇76而定位。因而,来自冷却风扇76的风难以直接吹到DPF1′,能够抑制来自冷却风扇76的风造成的DPF1′进而DPF1′内部的废气温度下降,也可实现废气温度的维持。
如图26~29所示,由于构成为连接于DPF1′的废气流入口12的废气入口管16′和排气歧管71经由中继排气管85′可装卸地连结,因此通过中继排气管85′的存在,能够避免发动机70上面侧的突出零件,同时能够尽可能地接近发动机70的上面而配置DPF1′,实现装有DPF1′的发动机70的紧凑化。
如图26~29所示,由于构成为,DPF1′中靠近进气歧管73的部位(过滤器外侧壳体21侧)经由作为过滤器支承体的支承腿体19′,可装卸地连结于高刚性的进气歧管73,与中继排气管85′的存在相配合,能够避免发动机70上面侧的突出零件,同时能够将DPF1′稳定地连结于发动机70上。因而,对于防止振动等造成的DPF1′的损伤是有效的。
另外,可将带第二实施方式的DPF1′的柴油发动机搭载于上述的反铲挖土机100、叉车120,这是不言而喻的。另外,本申请发明的各部分的构成不局限于图示的实施方式,在不脱离本申请发明精神的范围内,可进行种种变更。
符号说明
1DPF
2柴油氧化催化剂(气体净化过滤器)
3烟尘过滤器(气体净化过滤器)
4催化剂内侧壳体
5催化剂外侧壳体
16废气入口管
16a向下开口端部
16b向上开口端部
19a~19e支承腿体
20过滤器内侧壳体
21过滤器外侧壳体
34废气出口管
60废气的导入通路
70柴油发动机
71排气歧管
72气缸盖
73进气歧管
78飞轮箱
Claims (1)
1.一种发动机装置,其具备:具有排气歧管的发动机、用于净化来自所述发动机的废气的废气净化装置,其特征在于,
所述废气净化装置沿所述发动机的输出轴形成为长形,靠近配置于所述发动机的气缸盖上的靠近所述排气歧管的部位,
在所述气缸盖上具备支承所述废气净化装置的多个过滤器支承体,所述废气净化装置连结于所述排气歧管,并且经由各所述过滤器支承体,将所述废气净化装置中的长度方向一端侧和长度方向另一端侧可装卸地连结于所述气缸盖,
所述废气净化装置具备:废气净化用的柴油氧化催化剂和烟尘过滤器;收纳所述柴油氧化催化剂的催化剂壳体;和收纳所述烟尘过滤器的过滤器壳体,使将所述催化剂壳体和所述过滤器壳体连结的凸缘体相对于所述柴油氧化催化剂和所述烟尘过滤器的对置部位进行偏置,
在所述废气净化装置的长度方向一端侧和长度方向另一端侧分开设置有废气流入口和废气流出口,在所述废气净化装置的催化剂外侧壳体的外侧面上以覆盖所述废气流入口并且沿所述废气净化装置的长度方向延伸的方式安装有废气入口管,
所述废气入口管的向下开口端部设置在所述废气净化装置的长度方向中央部,与所述排气歧管连通连接,由所述废气净化装置的外侧面和所述废气入口管的内侧面构成废气的导入通路。
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