CN105051344A - 发动机装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的发动机装置配备有向发动机(1)的排气中喷射尿素水的尿素混合管(39)和除去发动机(1)的排气中的氮氧化物的排气净化壳体(29),经由凸缘体(40)将排气净化壳体(29)的排气入口管(36)连接到尿素混合管(39)的出口上。将双重管结构的尿素混合管(39)的外管(88)和内管(89)的排气出口侧端部连接到双重管结构的排气入口管(36)的外管(86)和内管(87)的排气入口侧端部。在尿素混合管(39)的内管(89)的端部形成嵌合小直径部(89a、90),将嵌合小直径部(89a、90)内插于排气入口管(36)的内管(87)的内部。
Description
技术领域
本申请的发明涉及搭载在农业机械(拖拉机、联合收割机)或者建筑机械(推土机、液压挖掘机、装载机)等上的柴油发动机等的发动机装置,更详细地说,涉及搭载了用于除去包含在排气中的颗粒状物(油烟,微粒物)或者包含在排气中的氮氧化物(NOx)等的排气净化装置的发动机装置。
背景技术
在拖拉机或者轮式装载机等作业车辆上,为了配置在行驶机体的前部的发动机的维修作业的高效化,在覆盖发动机的发动机罩的后部配置开闭支点轴,使发动机罩围绕该开闭支点轴转动。另外,在过去,已知如下技术:在柴油发动机的排气路径中,作为排气净化装置(排气后处理装置),设置有内设柴油机排气烟尘过滤器的壳体(下面称之为DPF壳体)、和内设尿素选择还原型催化剂的壳体(下面称之为SCR壳体),将排气导入到DPF壳体和SCR壳体中,净化处理从柴油发动机排出的废气(例如,参照专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-322343号公报
专利文献2:日本特开2009-114910号公报
专利文献3:日本特开2012-127311号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如专利文献1~3所述,在经由凸缘体将SCR壳体的入口连接到尿素混合管的出口上的情况下,由于凸缘体与排气的接触面积小,所以,不能将凸缘体的内孔面温度保持在高温。即,在排气接触到凸缘体的内孔面的情况下,存在着该排气温度降低,在凸缘体的内孔面上形成尿素成分的结晶块,排气的移动阻力容易变大等问题。
因此,本申请的发明研究了这些现状,提供进行了改进的发动机装置。
解决课题的手段
为了达到前述目的,权利要求1的发明,在配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将前述排气净化壳体的排气入口管连接到前述尿素混合管的出口上的发动机装置中,将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部上,并且,在前述尿素混合管的内管的端部形成嵌合小直径部,将嵌合小直径部从里面***到前述排气入口管的内管的内部。
权利要求2的发明,在权利要求1所记载的发动机装置中,利用同一口径的管形成前述排气入口管的外管和前述尿素混合管的外管,并且,利用同一口径的管形成前述排气入口管的内管和前述尿素混合管的内管。
权利要求3的发明,在权利要求1所记载的发动机装置中,与前述尿素混合管的外管的管壁厚度相比,将前述尿素混合管的内管的管壁壁厚度形成得薄。
权利要求4的发明,在配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将前述排气净化壳体的排气入口管连接到前述尿素混合管的出口上的发动机装置中,为将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部上的结构,将前述排气入口管的内管的排气入口侧端部套装到前述尿素混合管的内管的排气出口侧端部上,并且,将该内管的排气出口侧端部支承于前述尿素混合管的外管。
权利要求5的发明,在权利要求4所记载的发动机装置中,在前述尿素混合管的排气出口侧端部,设置有使内管的外周面连接到前述尿素混合管的外管的内周面上的支承体。
权利要求6的发明,在权利要求4所记载的发动机装置中,与前述尿素混合管的内管的外径尺寸相比,将前述排气入口管的内管的内径尺寸形成得大,并且,将前述排气入口管的外管和内管固定到作为凸缘体的入口侧凸缘体上,将前述尿素混合管的外管固定到作为凸缘体的出口侧凸缘体上,将前述入口侧凸缘体和出口侧凸缘体紧固在一起。
权利要求7的发明,在配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将排气净化壳体的排气入口管连接到尿素混合管的出口上的发动机装置中,将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接双重管机构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部上,并且,将前述排气入口管的内管的排气入口侧端部向外侧弯曲,在该排气入口侧端部形成环状的夹持片部,并且,将前述尿素混合管的内管的排气出口侧端部向外侧弯曲,在该排气出口侧端部形成环状的夹持片部。
权利要求8的发明,在权利要求7所记载的发动机装置中,将前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部向外侧弯曲,在这些排气入口侧端部形成环状的夹持片部,并且,使前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部向外侧弯曲,在这些排气出口侧端部形成环状的夹持片部。
权利要求9的发明,在权利要求7所记载的发动机装置中,使前述排气入口管的外管的排气入口侧端部或者前述尿素混合管的外管的排气出口侧端部向内侧弯曲并与内管的外周面接触。
发明的效果
根据权利要求1的发明,由于在配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将前述排气净化壳体的排气入口管连接到前述尿素混合管的出口上的发动机装置中,将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部上,并且,在前述尿素混合管的内管的端部形成嵌合小直径部,将前述嵌合小直径部内插到前述排气入口管的内管的内部,所以,可以利用前述嵌合小直径部阻止排气与凸缘体的内孔面接触,可以防止在凸缘体的内孔面上形成尿素成分的结晶块。可以使排气顺畅地在前述尿素混合管乃至前述排气入口管中移动。
根据权利要求2的发明,由于利用同一口径的管形成前述排气入口管的外管和前述尿素混合管的外管,并且,利用同一口径的管形成前述排气入口管的内管和前述尿素混合管的内管,所以,可以抑制从前述尿素混合管向前述排气入口管移动的排气的流动阻力的变化,可以使排气顺畅地移动。
根据权利要求3的发明,由于与前述尿素混合管的外管的管壁厚度相比,将前述尿素混合管的内管的管壁壁厚度形成得薄,所以,可以简单地进行在前述尿素混合管的内管的端部形成嵌合小直径的拉伸加工。可以降低前述尿素混合管的制造成本。
根据权利要求4的发明,由于在配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将前述排气净化壳体的排气入口管连接到前述尿素混合管的出口上的发动机装置中,在将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部上的结构中,将前述排气入口管的内管的排气入口侧端部套装到前述尿素混合管的内管的排气出口侧端部上,并且,将该内管的排气出口侧端部支承于前述尿素混合管的外管,所以,可以利用前述尿素混合管的内管的排气出口侧端部遮蔽前述凸缘体的内孔面,可以阻止排气与前述凸缘体的内孔面接触,可以防止在前述凸缘体的内孔面上形成尿素成分的结晶块,所以,可以简化隔热性优异的双重管结构的前述排气入口管和前述尿素混合管的连接结构。
根据权利要求5的发明,由于在前述尿素混合管的排气出口侧端部设置有使内管的外周面连接到前述尿素混合管的外管的内周面上的支承体,所以,可以利用前述支承体恰当地保持前述尿素混合管的外管和内管的安装间隔,并且,例如,可以利用环状片或者玻璃纤维填充材料等形成支承体,可以简单地形成前述尿素混合管的排气出口侧端部形状。另外,虽然可以低成本地构成前述尿素混合管,但是,可以利用前述支承体提高前述尿素混合管的刚性。
根据权利要求6的发明,由于与前述尿素混合管的内管的外径尺寸相比,将前述排气入口管的内管的内径尺寸形成得大,并且,将前述排气入口管的外管和内管固定到作为凸缘体的入口侧凸缘体上,将前述尿素混合管的外管固定到作为凸缘体的出口侧凸缘体上,将前述入口侧凸缘体和出口侧凸缘体紧固在一起,所以,可以容易地利用前述入口侧凸缘体和出口侧凸缘体将前述排气入口管的外管及内管与前述尿素混合管的外管及内管合体,可以提高前述排气入口管和前述尿素混合管的连接作业性,并且,可以容易地确保前述排气入口管和前述尿素混合管的连接部的强度。
根据权利要求7的发明,由于在配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将前述排气净化壳体的排气入口管连接到前述尿素混合管的出口上的发动机装置中,将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部上,并且,将前述排气入口管的内管的排气入口侧端部向外侧弯曲,在该排气入口侧端部形成环状的夹持片部,并且,将前述尿素混合管的内管的排气出口侧端部向外侧弯曲,在该排气出口侧端部形成环状的夹持片部,所以,可以在前述尿素混合管的内管的外周侧配置前述凸缘体,通过利用各个夹持片部遮蔽前述凸缘体的内孔面,可以利用各个夹持片部阻止排气与前述凸缘体的内孔面接触,可以防止在前述凸缘体的内孔面上形成尿素成分的结晶块。
根据权利要求8所述的发明,由于将前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部向外侧弯曲,在这些排气入口侧端部形成环状的夹持片部,并且,使前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部向外侧弯曲,在这些排气出口侧端部形成环状的夹持片部,所以可以利用前述凸缘体经由各个夹持片部夹持固定前述排气入口管的外管和内管以及前述尿素混合管的外管和内管,例如,可以容易地利用减少焊接加工时间和劳力的连接结构将利用双重管结构提高隔热性(保温性)的前述排气入口管和前述尿道混合管连接起来。
根据权利要求9所述的发明,由于使前述排气入口管的外管的排气入口侧端部或者前述尿素混合管的外管的排气出口侧端部向内侧弯曲,使之与内管的外周面接触,所以,可以利用前述外管端部将前述内管定位并连接起来,可以简单地将前述外管和前述内管的间隔保持在规定的尺寸,尽管可以提高前述排气入口管和前述尿素混合管的连接作业性,但是,可以容易地提高前述排气入口管和前述尿素混合管的连接部的强度。
附图说明
图1是表示第一种实施方式的柴油发动机的左侧视图,
图2是其右侧视图。
图3是其正视图。
图4是搭载了柴油发动机的拖拉机的左侧视图。
图5是其平面图。
图6是排气净化装置的左侧视图。
图7是其右侧视图。
图8是其平面图。
图9是图8的放大说明图。
图10是SCR入口管和尿素混合管的连接部的放大图。
图11是排气净化壳体的说明图。
图12是表示排气净化壳体的变形例的说明图。
图13是表示第二种实施方式的拖拉机的发动机部的透视图。
图14是表示第三种实施方式的拖拉机的发动机部的透视图。
图15是表示第四种实施方式的拖拉机的发动机部的透视图。
图16是表示第五种实施方式的柴油发动机的右侧视图。
图17是其左侧视图。
图18是其平面图。
图19是其正视图。
图20是其后视图。
图21是从其前方观察的左侧透视图。
图22是从其后方观察的右侧透视图。
图23是该作业车辆的左侧视图。
图24是该作业车辆的平面图。
图25是表示第六种实施方式的SCR入口管和尿素混合管的连接部的放大图。
图26是表示第七种实施方式的柴油发动机的左侧视图。
图27是其右侧视图。
图28是其正视图。
图29是搭载了柴油发动机的拖拉机的左侧视图。
图30是其平面图。
图31是排气净化装置的左侧视图。
图32是其右侧视图。
图33是其平面图。
图34是图33的放大说明图。
图35是SCR入口管和尿素混合管的连接部的放大图。
图36是排气净化壳体的说明图。
图37是表示第八种实施方式的拖拉机的发动机部的透视图。
图38是表示第九种实施方式的拖拉机的发动机部的透视图。
图39是表示第十种实施方式的拖拉机的发动机部的透视图。
图40是表示第十一种实施方式的的SCR入口管和尿素混合管的连接部的放大图。
图41是表示第十二种实施方式的SCR入口管和尿素混合管的连接部的放大图。
图42是表示第十三种实施方式的SCR入口管和尿素混合管的连接部的放大图。
图43是表示第十四种实施方式的SCR入口管和尿素混合管的连接部的放大图。
图44是表示第十五种实施方式的DPF出口管和尿素混合管的连接部的说明图。
图45是图44的放大图。
图46是表示第十六种实施方式的DPF出口管和尿素混合管的连接部的说明图。
图47是图46的放大图。
具体实施方式
下面,基于附图(图1~图11)说明将本发明具体化的第一种实施方式。图1是设置柴油发动机的排气歧管的左侧视图,图2是设置柴油发动机的进气歧管的右侧视图,图3是设置柴油发动机的冷却风机的正视图。下面,参照图1~图3对于柴油发动机1的整体结构进行说明。
如图1~图3所示,在柴油发动机1的气缸盖2的一个侧面上配置进气歧管3。气缸盖2装载到内置有发动机输出轴4(曲轴)和活塞(图中省略)的气缸体5上。在气缸盖2的另一个侧面配置有排气歧管6。使发动机输出轴4的前端和后端从气缸体5的前面和后面突出。
如图1~图3所示,将飞轮壳8固定到气缸体5的后面。在飞轮壳8内设置飞轮(图中省略)。将前述飞轮支承于发动机输出轴4的后端侧。经由前述飞轮获取出柴油发动机1的动力。进而,在气缸体5的下面配置有集油盘11。
如图1、图3所示,在进气歧管3上配置引入再循环用的排气的排气再循环装置(EGR)15。图4所示的空气滤清器16连接到进气歧管3上。被空气滤清器除尘净化了的外部空气被送往进气歧管3,供应给柴油发动机1的各个气缸。
借助上述结构,通过使从柴油发动机1排出到排气歧管6的排气的一部分经由排气再循环装置15从进气歧管3回流到柴油发动机1的各个气缸,柴油发动机1的燃烧温度降低,来自柴油发动机1的氮氧化物(NOx)的排出量降低,并且提高柴油发动机1的油耗性能。
另外,配备有使冷却水在气缸体5内和图4所示的散热器19内循环的冷却水泵21。将冷却水泵21配置在柴油发动机1的冷却风机24的设置侧。将冷却水泵21及冷却风机24经由V型带22等连接到发动机输出轴4上,驱动冷却水泵21及冷却风机24。从冷却水泵21经由排气再循环装置15的EGR冷却器18向气缸体5内送入冷却水,另一方面,利用冷却风机24的风冷却柴油发动机1。
如图1~图3所示,作为净化从前述柴油发动机1的各个气缸排出的排气用的排气净化装置27,配备有作为除去柴油发动机1的排气中的颗粒状物的柴油发动机排气烟尘过滤器(DPF)的第一壳体28、和作为除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的尿素选择催化剂还原(SCR)***的第二壳体29。如图1、图2所示,在第一壳体28中内设氧化催化剂30、油烟过滤器31。在第二壳体29中内设尿素选择催化剂还原用SCR催化剂32、氧化催化剂33。
从柴油发动机1的各个气缸排出到排气歧管6内的排气经由排气净化装置27等放出到外部。借助排气净化装置27,降低柴油发动机1的排气中的一氧化碳(CO)、炭氢化合物(HC)、颗粒状物(PM)、及氮氧化物(NOx)。
第一壳体28和第二壳体29,在平面视图中,构成在与柴油发动机1的输出轴(曲轴)4平行的方向上延伸得很长的长圆筒形状(参照图9)。在第一壳体28的圆筒状两侧(排气移动方向一端侧及另一端侧),设置有引入排气的DPF入口管34和排出废气的DPF出口管35。同样地,在第二壳体29的两侧(排气移动方向的一端侧及另一端侧),设置有引入排气的SCR入口管36和排出废气的SCR出口管37。
另外,在排气歧管6的排气出口,配置有向柴油发动机1强制性地送入空气的增压器38。使DPF入口管34经由增压器38与排气歧管6连通,将柴油发动机1的废气导入到第一壳体28内,另一方面,经由尿素混合管39将SCR入口管36连接到DPF出口管35上,将第一壳体28的废气导入到第二壳体29内。再加上,DPF出口管35和尿素混合管39被连接到可弯曲及伸缩的波纹状连接管41上。另外,将管托40的基端侧固定到第二壳体29的外周面,SCR入口管36和尿素混合管39由管托40可拆装地固定。
如图1所示,配备有将图4所示的燃料箱45连接到柴油发动机1的多个气缸的每一个的各自的喷射器(图中省略)上的燃料泵42和共轨43。将共轨43和燃油滤清器44配置在气缸盖2的进气歧管3的设置侧,将燃料泵42配置在进气歧管3下方的气缸体5上。另外,前述各个喷射器具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀(图中省略)。
燃料箱45内的燃料经由燃油滤清器44被燃料泵42吸入,另一方面,共轨43连接到燃料泵42的排出侧,圆筒状的共轨43分别被连接到柴油发动机1的各个喷射器上。另外,被从燃料泵42压送到共轨43的燃料中的剩余部分返回到燃料箱45,高压的燃料被暂时地贮存到共轨43内,共轨43内的高压燃料被供应给柴油发动机1的各个气缸(缸)的内部。
根据上述结构,前述燃料箱45的燃料被燃料泵42压送到共轨43,高压的燃料被蓄积在共轨43内,并且,通过分别开闭控制前述各个喷射器的燃料喷射阀,共轨43内的高压的燃料被喷射到柴油发动机1的各个气缸内。即,通过电子控制前述各个喷射器的燃料喷射阀,可以高精度地控制燃料的喷射压力、喷射正时、喷射期间(喷射量)。从而,可以降低从柴油发动机1中排出的氮氧化物(NOx)。
其次,参照图4~图9对于搭载了前述柴油发动机1的拖拉机51进行说明。作为图4~图9所示的作业车辆的拖拉机51,安装有图中未示出的耕耘作业机等,进行耕作田地的耕耘作业等。图4是农业作业用拖拉机的侧视图,图5是其平面图,图6是发动机部的左侧视图,图7是该部的右侧视图,图8是该部的平面图,图9是图8的放大平面图。另外,在下面的说明中,面向拖拉机的前进方向,将其左侧简单地称为左侧,同样面向前进方向,简单将其右侧称为右侧。
如图4及图5所示,作为作业车辆的农业作业用拖拉机51,利用左右一对前车轮53和左右一对后车轮54支承行驶机体52,在行驶机体52的前部搭载前述柴油发动机1,通过利用柴油发动机1驱动后车辆54及前车轮53,进行前进后退行驶。柴油发动机1的上面侧及左右侧面侧被能够开闭的发动机罩56覆盖。
另外,在前述行驶机体52的上表面之中的发动机罩56的后方设置有操作者搭乘的驾驶室57。在该驾驶室57的内部设置有操作者就座的操纵座椅58、作为转向机构的操纵手柄59等操纵设备。另外,在驾驶室57的左右外侧部设置操作者上下用的左右一对台阶60,在比该台阶60靠内侧且比驾驶室57的底部靠下侧处设置有向柴油发动机1供应燃料的燃料箱45。
另外,前述行驶机体52配备有将来自于柴油发动机1的输出变速并且传递给后车轮54(前车轮53)用的变速箱壳体61。图中未示出的耕耘作业机等经由下拉杆62及上拉杆63及举升臂64等能够升降运动地连接到变速箱壳体61的后部。进而,在变速箱壳体61的后侧面,设置有驱动前述耕耘作业机等的PTO轴65。另外,拖拉机51的行驶机体52由柴油发动机1、变速箱壳体61、和将它们连接起来的离合器壳66等构成。
进而,如图4~图7所示,将DPF入口管34可拆装地螺栓紧固到增压器38的排气出口管80上。另外,将DPF支承腿体81的上端侧焊接固定到第一壳体28的外周面之中的DPF出口管35侧的端部的外周面,并且,将DPF支承腿体81的下端侧可拆装地用螺栓82紧固到气缸盖2的侧面或者排气歧管6的上表面。即,经由排气出口管80和DPF支承腿体81将第一壳体28安装到柴油发动机1的上表面侧。在柴油发动机1的前后方向上朝向圆筒状的第一壳体28的长度方向与排气歧管6平行地支承第一壳体28。
如图6~图9所示,配备有将第二壳体29支承在柴油发动机1的上表面侧的SCR第一支承腿体83和SCR第二支承腿体84。将第二壳体29的凸缘部可拆装地螺栓紧固到SCR第一支承腿体83及SCR第二支承腿体84的各上端侧,并且,将SCR第一支承腿体83及SCR第二支承腿体84的各下端侧可拆装地螺栓紧固到气缸盖2的侧面或者进气歧管3的上表面。从而,第一壳体28和第二壳体29在柴油发动机1的上表面侧在前后方向上平行地配置,第一壳体28位于柴油发动机1上表面的左侧,第二壳体29位于柴油发动机1上表面的右侧。
进而,在第一壳体28和第二壳体29之间,与它们平行地配置尿素混合管39。第一壳体28、第二壳体29和尿素混合管39被支承在比冷却风机24的冷却风路高的位置,并且,尿素混合管39的左右侧方被第一壳体28和第二壳体29闭塞。防止尿素混合管39内的排气温度降低而被供应到尿素混合管39内的尿素水结晶化。另外,供应给尿素混合管39内的尿素水作为氨混合到从第一壳体28到第二壳体29的排气中。
如图4~图9所示,在驾驶室57的前面之中的驾驶室57右侧角部的前面,竖立地设置排气尾管91,将排气尾管91的下端侧延伸设置到发动机罩56的内部,将排气尾管91的下端侧连接到SCR出口管37上,在第二壳体29净化的排气从排气尾管91向驾驶室57的上方排出。另外,将尿素水箱71设置在驾驶室57的前面之中的与配置有排气尾管91的右侧部相反侧的发动机罩56的左侧部。即,将排气尾管91配置在发动机罩56后部的右侧部,将尿素水箱71配置在发动机罩56后部的左侧部。
进而,将尿素水箱71搭载在发动机罩56左侧后部的行驶机体52(驾驶室57的底部框架等)上。在驾驶室57左侧的前面下部,使燃料箱45的注油口46和尿素水箱71的注水口72相邻地设置。在操作者的上下频度低的驾驶室57右侧的前面配置排气尾管91,另一方面,在操作者上下频度高的驾驶室57左侧的前面配置注油口46和注水口72。另外,驾驶室57构成为操作者能够从左侧或者右侧任何一侧上下操纵座椅58。
另外,配备有压送尿素水箱71内的尿素水溶液的尿素水喷射泵73、驱动尿素水喷射泵73的电动机74、和经由尿素水喷射管75连接到尿素水喷射泵73上的尿素水喷射喷嘴76。将尿素水喷射喷嘴76经由喷射台座77安装到尿素混合管39上,从尿素水喷射喷嘴76将尿素水溶液向尿素混合管39的内部喷雾。
根据上述结构,利用第一壳体28内的氧化催化剂30及油烟过滤器31降低柴油发动机1的排气中的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)。其次,在尿素混合管39的内部,使来自于尿素水喷射喷嘴7的尿素水混合到来自于柴油发动机1的排气中。并且,利用第二壳体29内的SCR催化剂32、氧催化剂33降低尿素水作为氨而被混合的排气中的氮氧化物(NOx),并从排气尾管91排放到机外。
如图1~图9所示,在配备有除去柴油发动机1的排气中的颗粒状物的第一壳体28和除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的第二壳体29,在配置左右行驶轮(前车轮53、后车轮54)的机体框架(行驶机体52)上搭载柴油发动机1的作业车辆的发动机装置中,在与柴油发动机1的输出轴芯线平行的方向上排列配置第一壳体28和第二壳体29。从而,可以第一壳体28和第二壳体29的长度方向与柴油发动机1的输出轴4平行地灵活运用柴油发动机1的上表面侧或者其侧面,紧凑地设置第一壳体28和第二壳体29。另外,利用设置在柴油发动机1的上表面侧或者侧面的简单的支承结构,可以高刚性地将第一壳体28和第二壳体29固定到柴油发动机1的上表面侧或者侧面。进而,对于柴油发动机1的振动等,可以将第一壳体28和第二壳体29的安装间隔保持恒定,并且,可以简化外形形状形成为长筒状的前述各个壳体28、29、柴油发动机1的排气出口侧和排气尾管91等的排气配管。
如图1~图9所示,将第一壳体28安装到柴油发动机1的上表面侧之中的柴油发动机1的排气歧管6的上方,并且,将第二壳体29安装到柴油发动机1的进气歧管3的上方。从而,有效地灵活运用柴油发动机1的上表面侧空间,可以紧凑地设置外形形状形成为长筒状的第一壳体28和第二壳体29。另外,利用竖立设置在柴油发动机1的上表面侧的简单的支承结构,可以高刚性地将第一壳体28和第二壳体29固定到柴油发动机1的上表面侧。
如图4~图9所示,在内设有柴油发动机1的发动机罩56的后方配置驾驶室57的作业车辆中,将排气净化用的尿素水箱71设置在设于驾驶室57的下部的燃料箱45与柴油发动机1之间。从而,可以利用柴油发动机1和燃料箱45的废热将尿素水箱71加热,可以将尿素水箱71内的水溶液温度保持在规定温度以上,在寒冷地带等可以防止第二壳体29的排气净化能力降低。可以使燃料箱45的给油口和尿素水箱71的给水口接近地配置,可以在同一作业场所进行燃料的给油作业和尿素水溶液的给水作业,可以提高柴油发动机1用的燃料或者排气净化用的尿素水溶液的补给作业性。
其次,如图10所示,连接SCR入口管36和尿素混合管39的管托40具有:焊接固定到SCR入口管36的排气入口侧的入口侧凸缘体92、和焊接固定到尿素混合管39的排气出口侧的出口侧凸缘体93。将环状的入口侧凸缘体92固定到双重管结构的SCR入口管36的外管86和内管87的排气入口侧端,并且,同样地,将环状的出口侧凸缘体93固定到双重管结构的尿素混合管39的外管88与内管89的排气出口侧端部。利用螺栓94及螺母95,将入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93紧固固定,将SCR入口管36和尿素混合管39连接起来。
另外,如图10所示,用相同口径的管形成SCR入口管36的外管86和尿素混合管39的外管88,并且,用相同口径的管形成SCR入口管36的内管87和尿素混合管39的内管89。与各个外管86、88的管壁厚相比,将各个内管87、89的管壁厚形成得薄。进而,通过拉伸加工在尿素混合管39的内管89的端部形成嵌合小直径部89a,将嵌合小直径部89a内插于SCR入口管36的内管87的内部。将固定了入口侧凸缘体92的SCR入口管36的内管87的端部套装于固定了出口侧凸缘体93的尿素混合管39的内管89的端部(嵌合小直径部89a)。
即,尿素混合管39内的排气不与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,在SCR入口管36中移动,例如,在排气与散热容易的入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触的情况下,容易发生排气的温度降低,排气中的尿素成分结晶化,附着到入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块,阻碍排气的移动的故障。与此相对,如图10所示,通过由嵌合小直径部89a遮蔽入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,阻止排气与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,防止在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块。
其次,参照图9、图11说明尿素混合管39部的结构。如图9、图11所示,尿素混合管39具有连接到波纹状连接管41上的肘形管部39a和经由管托40连接到SCR入口管36上的长圆筒状的直管部39b。将喷射台座77焊接固定到肘形管部39a和直管部39b接合处附近的肘形管部39a上,将尿素水喷射喷嘴76从肘形管部39a侧向直管部39b的内孔开口。
另外,如图11所示,使尿素水喷射喷嘴76的尿素水喷射方向112在肘形管部39a的排气下游侧相对于圆筒状的直管部39b的圆筒轴心线111(直管部39b内的排气流动方向)倾斜规定的倾斜角度113(约4度)。即,从尿素水喷射喷嘴76向直管部39b的内壁面114之中的肘形管部39a的弯曲内径侧的内壁面114a侧喷射尿素水。从尿素水喷射喷嘴76喷射的尿素水借助从肘形管部39a向直管部39b移动的排气的排出压力向直管部39b的内壁面114之中的肘形管部39a的弯曲外径侧的内壁面114b侧扩散,作为氨混合到排气中。
另外,基于肘形管部39a及直管部39b的内径或者标准作业(柴油发动机1的额定旋转的运转)中的排气的流速等来确定尿素水喷射喷嘴76相对于直管部39b的圆筒轴心线111的倾斜角度113(尿素水喷射方向112)。例如,在倾斜角度113过大时,尿素水附着到肘形管部39a的弯曲内径侧的内壁面114a上,存在着尿素容易在弯曲内径侧的内壁面114a部结晶化的故障。另外,在倾斜角度113过小时,尿素水附着到肘形管部39a的弯曲外径侧的内壁面114b上,存在着尿素容易在弯曲外径侧的内壁面114b部结晶化的故障。
其次,参照图13说明第二种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构。如图13所示,将第一壳体28安装到柴油发动机1的上表面侧,并且,在柴油发动机1的侧方中的设置了进气歧管3、排气再循环装置15及燃油滤清器44等的一侧的行驶机体52上安装第二壳体29。即,在柴油发动机1的右侧下部的行驶机体52上安装第二壳体29,将第二壳体29配置在驾驶室57的右侧前面和右前轮53之间,使尿素混合管39在柴油发动机1的上方横穿状地延伸设置,将排气尾管91连接到第二壳体29的后端侧。
如图13所示,将第一壳体28安装到柴油发动机1的上表面侧,并且,将第二壳体29安装到柴油发动机1的侧方中的设置了进气歧管3的一侧。从而,在拖拉机51等中,可以在操作者上下频度低的一侧的机体一侧方(机体右侧)使第二壳体29与连接到第二壳体29的排气出口侧的排气尾管91相互接近并且紧凑地配置。另外,在拖拉机51等中操作者的上下频度高的右侧的机体的另一侧方(与排气尾管等高温部分离开的机体左侧位置),设置柴油发动机1用的燃料箱45或者排气净化用的尿素水箱71等,可以提高柴油发动机1用的燃料或者排气净化用的尿素水溶液的补给作业性。
其次,参照图14、图15说明第三种实施方式~第四种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构。在图14所示的第三种实施方式中,在设置柴油发动机1的排气歧管6的一侧,在第一壳体28的上方侧配置第二壳体29。可以在柴油发动机1的侧方中的与设置进气歧管3、排气再循环装置15及燃油滤清器44等的一侧相反的左侧面部,偏置地配置第一壳体28及第二壳体29,并且,可以将低温侧(排气下游侧)的第二壳体29及尿素混合管39等支承在高温侧(排气上游侧)的第一壳体28的上方,在寒冷地区作业等中,可以减少第二壳体29及尿素混合管39等的温度降低,可以恰当地保持排气净化功能。
另一方面,在图15所示的第四种实施方式中,在设置柴油发动机1的排气歧管6的一侧,将第二壳体29配置于第一壳体28的下方侧。可以将低温侧(排气下游侧)的第二壳体29及尿素混合管39等支承于连接到排气歧管6上的高温侧(排气上游侧)的第一壳体28的下方,例如,可以使第二壳体29靠近地安装于搭载在行驶机体52上的燃料箱45或者尿素水箱71等上,可以将设置第一壳体28和第二壳体29所需要的发动机罩高度形成得低。
另外,如图14、图15所示,在设置柴油发动机1的排气歧管6的一侧,将第二壳体29配置在第一壳体28的上方侧或者下方侧的情况下,可以将第一壳体28和第二壳体29相互靠近地紧凑设置在柴油发动机1的排气歧管6的一侧。可以利用柴油发动机1的排气歧管6侧的废热容易地将第一壳体28或者第二壳体29等的温度保持在排气净化所需要的温度。
其次,参照图16~图24说明第五种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构。在第一种实施方式中,使第一壳体和第二壳体29的排气移动方向与柴油发动机1的输出轴2(曲轴)的轴心线平行地将第一壳体28及第二壳体29配置于柴油发动机1的上表面侧,与此相对,在第五种实施方式中,使第一壳体28和第二壳体29的排气移动方向与柴油发动机1的输出轴4(曲轴)轴心线正交地将第一壳体28和第二壳体29配置于柴油发动机1的上表面侧。
下面,基于附图说明第五种实施方式。图16是设置柴油发动机的进气歧管的右侧视图,图17是设置柴油发动机的排气歧管的左侧视图,图18是其平面图,图19是设置柴油发动机的冷却风机的正视图,图20是设置柴油发动机的飞轮的后视图,图21及图22是柴油发动机的透视图。下面,参照图16~图22对于柴油发动机1的整体结构进行说明。
如图16~图22所示,在柴油发动机1的气缸盖2的一个侧面配置进气歧管3。气缸盖2装载于内装有发动机输出轴4(曲轴)和活塞(图中省略)气缸体5上。在气缸盖2的另一侧面配置排气歧管6。使发动机输出轴4的前端和后端从气缸体5的前面和后面突出。
另外,将飞轮壳8固定于气缸体5的后面。在飞轮壳8内设置飞轮9。将飞轮9支承于发动机输出轴4的后端侧。经由飞轮9获取出柴油发动机1的动力。进而,在气缸体5的下面配置集油盘11。
如图16、图18所示,在进气歧管3上配置引入再循环用的排气的排气再循环装置(EGR)15。将空气滤清器16连接到进气歧管3上。被空气滤清器16除尘、净化的外部空气被送入进气歧管3,供应给柴油发动机1的各个气缸。
根据上述结构,通过使从柴油发动机1排出到排气歧管6的排气的一部分经由排气再循环装置15从进气歧管3向柴油发动机1的各个气缸回流,由此,柴油发动机1的燃烧温度降低,来自柴油发动机1的氮氧化物(NOx)的排出量降低,并且柴油发动机1的油耗性能提高。
另外,将使冷却水在气缸体5内和散热器19中循环的冷却水泵21配置在柴油发动机1的冷却风机24的设置侧。经由V形带22等将冷却水泵21及冷却风机24连接到发动机输出轴4上,驱动冷却水泵21及冷却风机24。将冷却水从冷却水泵21送入气缸体5内,另一方面,利用冷却风机24的风冷却柴油发动机1。
如图16~图22所示,作为净化从前述柴油发动机1的各个气缸排出的排气用的排气净化装置27,配备有作为除去柴油发动机1的排气中的颗粒状物的柴油机排气烟尘过滤器(下面称为DPF壳体)的第一壳体28、和作为除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的尿素选择催化剂还原***(SCR壳体)的第二壳体29。如图18所示,在第一壳体28中,内设氧化催化剂30、油烟过滤器31。在第二壳体29中,内设尿素选择催化剂还原用的SCR催化剂32、氧化催化剂33。
从柴油发动机1的各个气缸排出到排气歧管6中的排气经由排气净化装置27等被放出到外部。借助排气净化装置27,降低柴油发动机1的排气中的一氧化碳(CO)、炭氢化合物(HC)、颗粒状物(PM)、氮氧化物(NOx)。
第一壳体28和第二壳体29,在平面视图中,构成在与柴油发动机1的输出轴(曲轴)4正交的水平方向延伸得长的大致圆筒状。在第一壳体28的圆筒形两侧(排气移动方向的一端侧和该移动方向的另一端侧),设置引入排气的DPF入口管34和将排气排出的DPF出口管35。同样地,在第二壳体29的圆筒形两侧(排气移动方向的一端侧和该移动方向的另一端侧),设置引入排气的SCR入口管36和将排气排出的SCR出口管37。
另外,在排气歧管6的排气出口,配置将空气强制性地送入柴油发动机1的增压器38。经由增压器38使DPF入口管34与排气歧管6连通,将柴油发动机1的排气导入到第一壳体28内,另一方面,将SCR入口管36经由尿素混合管29连接到DPF出口管35上,将第一壳体28的排气导入到第二壳体29内。另外,将尿素混合管39的端部中的排气出口侧经由管托可拆装地连接到SCR入口管36上。
如图16所示,在柴油发动机1的多个气缸中的每一个的各自的喷射器(图中省略),配备有连接燃料箱45的燃料泵42和共轨43。将共轨43和燃料滤清器44配置在气缸盖2的进气歧管3的设置侧,将燃料泵42配置在进气歧管3下方的气缸体5上。另外,前述各个喷射器具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀(图中省略)。
前述燃料箱45内的燃料经由燃油滤清器44被燃料泵42吸入,另一方面,将共轨43连接到燃料泵42的排出侧,将圆筒状的共轨43分别连接于柴油发动机1的各个喷射器。
根据上述结构,燃料箱45的燃料被燃料泵42被压送到共轨43,高压的燃料被蓄积在共轨43中,并且,通过分别开闭控制前述各个喷射器的燃料喷射阀,共轨43内的高压的燃料被喷射到柴油发动机1的各个气缸。即,通过电子控制前述各个喷射器的燃料喷射阀,可以高精度地控制燃料的喷射压力、喷射正时、喷射期间(喷射量)。从而,可以降低从柴油发动机1排出的氮氧化物(NOx)。
其次,参照图23、24对于搭载图16~图22所示的柴油发动机1的第五种实施方式的拖拉机51进行说明。与图4及图5所示的第一种实施方式同样,作为作业车辆的第五种实施方式的拖拉机51,如图23及图24所示,利用左右一对前车轮53和左右一对后车轮54支承行驶机体52,将柴油发动机1搭载在行驶机体52的前部,通过利用柴油发动机1驱动后车轮54及前车轮53,进行前进后退行驶。柴油发动机1的上表面侧及左右侧面侧被能够开闭的发动机罩56覆盖。
另一方面,在前述行驶机体42的上表面中的发动机罩56的后方,设置操作者搭乘的驾驶室57。在该驾驶室57的内部,设置操作者就座的操纵座椅58和作为转向机构的操纵手柄59等操纵设备。另外,在驾驶室57的左右外侧部,设置操作者上下用的左右一对台阶60,在比该台阶60靠内侧且比驾驶室57的底部靠下侧,设置向柴油发动机1供应燃料的燃料箱45。
进而,前述行驶机体52配备有将来自柴油发动机1的输出变速并传递给后车轮54(前车轮53)用的变速箱壳体61。图中未示出的耕耘作业机等经由下拉杆62、上拉杆63及举升臂64等可升降地连接到变速箱壳体61的后部。进而,在变速箱壳体61的后侧面,设置驱动前述耕耘作业机等的PTO轴65。另外,拖拉机51的行驶机体52由柴油发动机1、变速箱壳体61、将它们连接起来的离合器壳66等构成。
下面,参照图1、图3、图8等,说明柴油发动机1的排气的排出结构。如图1、图3所示,将柔性的耐热橡胶制造的气体排出管171的一端侧连接到增压器38的排气出口管80上,将气体排出管171的另一端侧连接到DPF入口管34上,经由气体排出管171使第一壳体28与增压器38连通,使得排气歧管6的排气从增压器38向第一壳体28移动。
另外,将金属制造的波纹状连接管41的一端侧连接到DPF出口管35上,将尿素混合管39的排气入口侧(图11、图18的肘形管39a)成一体地配置在波纹状连接管41的另一端侧,将DPF出口管35经由波纹状连接管41连接到尿素混合管39的一端侧,并且,将SCR入口管36经由管托40连接到尿素混合管39的排气出口侧(图11、图18的直管部39b)。即,将SCR入口管39经由波纹状连接管41和尿素混合管39连接到DPF出口管35上,使第二壳体29与第一壳体28连通,使排气从第一壳体28向第二壳体29移动。另外,波纹状连接管41呈波纹状可弯曲及可伸缩地形成,在将第一壳体28和第二壳体29组装起来时,使波纹状连接管41变形,修正第一壳体28和第二壳体29的组装尺寸误差。
如图16、图23、图24所示,配备有贮藏尿素水的尿素水箱71、尿素供应用的尿素水喷射喷嘴76、和将尿素水箱71的尿素水压送到尿素水喷射喷嘴76的尿素水喷射泵73。另外,与图4、图5所示的第一种实施方式同样,尿素水箱71内设于柴油发动机1和燃料箱45之间的行驶机体52中。尿素水喷射泵73被电动机74的输出所驱动。尿素水喷射喷嘴76配置在尿素混合管39的喷射台座77上。
根据这种结构,尿素水箱71内的尿素水被从尿素水喷射泵73压送到尿素水喷射喷嘴76,尿素水被从尿素水喷射喷嘴76喷射到尿素混合管39内,在尿素混合管39的内部,来自于尿素水喷射喷嘴7的尿素水被混合到来自于柴油发动机1的排气中。被尿素水混合的排气通过第二壳体29(SCR催化剂32、氧化催化剂33),降低排气中的氮氧化物(NOx),从SCR出口管37放出到外部。另外,通过将尿素水向排气中喷雾,通过水解在排气中生成氨气,该氨气和排气混合,从SCR入口管36被导入到第二壳体20的内部,利用第二壳体29内的催化剂32、33除去排气中的氮氧化物(NOx)。
其次,参照图16~图22说明排气净化装置27的安装结构。配备有支承第一壳体28的DPF入口管34侧的第一支承腿体181和支承第一壳体28的DPF出口管35侧的第二支承腿体182。将第一支承腿体181的下端侧用螺栓183紧固到气缸盖2的侧面中的排气歧管6配置侧的侧面,将第一支承腿体181竖立地设置在气缸盖2的一侧面。利用紧固螺栓186将第一壳体28的DPF入口管34侧可拆装地固定到第一支承腿体181的上端侧。
另外,将第二支承腿体182的下端侧用螺栓184、185紧固到气缸盖2的侧面中的进气歧管3的配置侧的侧面和冷却水泵21的配置侧的侧面,将第二支承腿体182竖立地设置在气缸盖2的另一侧面。利用紧固螺栓187将第一壳体28的DPF出口管35侧可拆装地固定到第二支承腿体182的上端侧。即,将第一支承腿体181和第二支承腿体182竖立地设置在与气缸盖2对向的侧面,以跨越气缸盖2的姿势支承第一壳体28。使圆筒状的第一壳体28的长度方向(排气移动方向)朝向与发动机输出轴4交叉的水平横向方向地构成。
另一方面,如图16、图17所示,配备有与冷却风机24对向地配置的散热器19。将机体框架191竖立地设置在行驶机体52的上表面侧。将散热器19和风道板体192支承于机体框架191。利用风道板体192覆盖冷却风机24,冷却风机24经由散热器19吸入外部空气,从冷却风机24由风道板体192导向而向柴油发动机1供应冷却风,并且,利用冷却水泵21使冷却水在柴油发动机1的各个部分和散热器19中循环,冷却柴油发动机1。
如图16、图17所示,使SCR支承腿体193从第二壳体29向下面侧突出,利用螺栓194可拆装地将SCR支承腿体193的下端侧紧固到前述机体框架191上。将第二壳体29配置在冷却风机24的大致正上方。使作为护罩的风道板体192介于冷却风机24的上表面侧和第二壳体29的下表面侧之间。将第一支承腿体181及第二支承腿体182的上端部设置在比风道板体192的最上端部高的位置,将第一壳体28支承在比风道板体192的最上端部高的位置,并且,经由机体框架191及SCR支承腿体193将第二壳体29支承于比第一壳体28更高的位置。
以使第一壳体28和第二壳体29的排气移动方向(圆筒形状的轴心线)相对于在前后方向上延伸设置的柴油发动机1的输出轴4正交的方式在左右方向上延伸设置第一壳体28和第二壳体29。第一壳体28和第二壳体29平行地配置在柴油发动机1的上表面侧中的冷却风机24的设置部的上面侧,将尿素混合管29平行地延伸设置在第一壳体28和第二壳体29的对向侧面的上方侧。另外,将第一壳体28和第二壳体29配置在比利用风道板体192形成的柴油发动机1的冷却风机24的风路高的位置,将第二壳体29配置在比第一壳体28更高的位置。即,将第一壳体28和第二壳体29配置在比柴油发动机1的风道板体192(冷却风机用护罩)的上面高的位置,将第二壳体29配置在冷却风机24的正上方。
从而,利用作为壳体托架的第一支承腿体181及第二支承腿体182的发动机冷却风导向作用将来自于冷却风机24的冷却风向柴油发动机1的上面侧移动导向。另外,也可以将冷却风导向体(图中省略)设置在第一壳体28与风道板体92之间,利用前述冷却风导向体的导向使来自于冷却风机24的冷却风从风道板体192侧向柴油发动机1的上面侧移动。
如第一种实施方式(图1~图12)及第五种实施方式(图16~图22)所示,在配备有除去柴油发动机1的排气中的颗粒状物的第一壳体28、除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的第二壳体29、和将第一壳体28的排气出口连接到第二壳体29的排气入口上的尿素混合管39,平行地配置第一壳体28和第二壳体29,并且,向尿素混合管39内喷射尿素水的排气净化装置中,在将第一壳体28、第二壳体29和尿素混合管39与排气移动方向平行地配置的结构中,在第一壳体28的排气出口侧的端面设置作为排气出口管的DPF出口管35,在第二壳体29的排气入口侧的侧面设置作为排气入口管的SCR入口管36,并且,经由波纹状连接管41将DPF出口管35连接到尿素混合管39上,在尿素混合管39与波纹状连接管41之间配置尿素水喷射喷嘴76。从而,可以对柴油发动机1或者主机(行驶机体52)等分别进行第一壳体28的组装作业和第二壳体29的组装作业,在独立地组装第一壳体28和第二壳体29的状态下,可以经由波纹状连接管41将尿素混合管39连接到第一壳体28和第二壳体29上。
即,可以简单并且低成本地构成前述第一壳体28和第二壳体29的排气流路机构,并且,可以在将柴油发动机1搭载到农业机械或者建筑机械等上的组装工厂等处,可以将第一壳体28和第二壳体29作为相互独立的部件进行处理,可以容易地提高组装作业性等。特别是,通过可变形的波纹状连接管41的安装位置的调节(组装尺寸的误差修正),可以简单地将第二壳体29安装到与第一壳体28的DPF支承腿体181独立的支承构件(SCR第一支承腿体83、SCR第二支承腿体84)上。另外,在波纹状连接管41的排气移动下游侧,通过从尿素水喷射喷嘴76向尿素混合管39喷射尿素水,可以防止从尿素水喷射喷嘴76喷射的尿素水附着到波纹状连接管41的内侧面而结晶化。
进而,如第一种实施方式(图1~图9、图11)所示,使DPF入口管34的位置与排气出口管80相一致,使第二壳体29向第一壳体28的排气入口侧偏位,可以将第一壳体28和第二壳体29配置在柴油发动机1的前后幅度范围内。另一方面,如第一种实施方式(图12所示的变形例)及第五种实施方式(图16~图22)所示,将作为引入柴油发动机1的排气用的排气连接管的排气出口管80连接到第一壳体28的排气入口侧的侧面,并且,使第二壳体29向第一壳体28的排气出口侧偏位,可以使第二壳体29的排气出口侧的端面比第一壳体28的排气出口侧的端面突出波纹状连接管41的设置宽度尺寸L地设置,可以将波纹状连接管41配置在第二壳体29的排气出口侧的外周侧方。从而,可以同时从各自的侧面对第一壳体28和第二壳体29供应排气,可以良好地确保在第一壳体28及第二壳体29的各自内部的排气的扩散。
另外,使第二壳体29的位置在排气移动方向上相对于第一壳体28偏位,使第二壳体29的排气入口侧端面相对于第一壳体28的排气入口侧端面向排气移动下游侧偏离第一壳体28及第二壳体29在排气移动方向上的长度之差和由波纹状连接管41的设置宽度尺寸产生的安装宽度的阶梯差尺寸M。另外,如上所述,使第二壳体29的排气出口侧端面相对于第一壳体28的排气出口侧端面向排气移动方向下游侧偏离波纹状连接管41的设置宽度尺寸L。即,由于使第二壳体29向第一壳体28的排气出口侧偏离,使第二壳体29的排气出口侧的端面比第一壳体28的排气出口侧的端面向排气移动下游侧突出,所以,可以将尿素混合管39和波纹状连接管41紧凑地支承在包围第一壳体28和第二壳体29的矩形框(平面视图)的内部。
进而,可以使波纹状连接管41与第一壳体28的排气出口侧端面和第二壳体29的侧面接近,将波纹状连接管41设置在利用第一壳体28的排气出口侧端面和第二壳体29的侧面形成的凹部空间中,可以减小波纹状连接管41的温度下降,可以容易地防止从第一壳体28到尿素混合管39的排气的温度在通过波纹状连接管41时降低。从而,即使当尿素水回流到波纹状连接管41的内部,也可以阻止在波纹状连接管41的内部的尿素水的结晶化。
其次,参照图25说明第六种实施方式的SCR入口管和尿素混合管的连接部的结构。如图25所示,利用同一口径的管形成SCR入口管36的外管86和尿素混合管39的外管88,并且,用相同口径的管形成SCR入口管36的内管87和尿素混合管39的内管89。与各个外管86、88的管壁厚相比。将各个内管87、89的管的壁厚形成得薄。进而,将尿素混合管39的内管89的端部焊接固定到出口侧凸缘体93的内孔面上,并且,将嵌合小直径管90的一端侧焊接固定到尿素混合管39的内管89的端部,将嵌合小直径管90的另一端侧从内插到SCR入口管36的内管87的内部。将固定有入口侧凸缘体92的SCR入口管36的内管87的端部套装于固定有出口侧凸缘体93固定的尿素混合管39的内管89的端部(嵌合小直径管90的另一端侧)。
即,构成为尿素混合管39内的排气不与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,向SCR入口管36移动,例如,在排气与容易散热的入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触的情况下,容易发生排气温度下降,排气中的尿素成分结晶化,附着到入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块,阻碍排气的移动的故障。与此相对,如图27所示,通过利用嵌合小直径管90遮蔽入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,可以阻止排气与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,防止在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块。
如图9、图10、图25所示,由于在配备有向柴油发动机1的排气中喷射尿素水的尿素混合管39、和作为除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的排气净化壳体的第二壳体29,经由作为凸缘体的管托40(入口侧凸缘体92、出口侧凸缘体93)将作为第二壳体29的排气入口管的SCR入口管36连接到尿素混合管39的出口上的发动机装置中,将双重管结构的尿素混合管39的外管88和内管89的排气出口侧端部连接到双重管结构的SCR入口管36的外管86和内管87的排气入口侧端部,并且,在尿素混合管39的内管89的端部形成嵌合小直径部89a(嵌合小直径部90),将嵌合小直径部89a(嵌合小直径管90)内插到SCR入口管36的内管87的内部,所以,可以利用嵌合小直径部89a(嵌合小直径管90)阻止排气接触管托40(入口侧凸缘体92、出口侧凸缘体93)的内孔面,可以防止在管托40(入口侧凸缘体92、出口侧凸缘体93)的内孔面上形成尿素成分的结晶块。可以使排气在尿素混合管39至SCR的入口管36中顺畅地移动。
如图10、图25所示,由于利用相同口径的管形成SCR入口管36的外管86和尿素混合管39的外管88,并且,用相同口径的管形成SCR入口管36的内管87和尿素混合管39的内管89,所以,可以抑制从尿素混合管39向SCR入口管36移动的排气的流动阻力的变化,可以使排气顺畅地移动。
如图10、图25所示,由于与尿素混合管39的外管88的管壁厚相比,将尿素混合管39的内管89的管壁厚形成得薄,所以,可以简单地进行在尿素混合管39的内管89的端部形成嵌合小直径部89a的拉伸加工等。可以降低尿素混合管39的制造成本。
其次,参照图26~图35,说明第七种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构。第七种实施方式的第一壳体28在平面视图中构成为在与柴油发动机1的输出轴(曲轴)4平行的方向上延伸得长的横向长的长圆筒形状。在第一壳体28的圆筒状两侧(排气移动方向的一端侧和该方向的另一端侧)设置引入排气的DPF入口管34和排出废气的DPF出口管35。另一方面,第二壳体29构成在上下方向上延伸得长的纵向长的长圆筒形状。在第二壳体29的两侧(排气移动方向的一端侧及其另一端侧),设置引入排气的SCR入口管36和排出废气的SCR出口管37。另外,SCR入口管36和尿素混合管39被管托40可拆装地固定。
进而,如图29~图34所示,将DPF入口管34可拆装地螺栓固定到增压器38的排气出口管80上。另外,将DPF支承腿体81的上端侧紧固固定到第一壳体28的外周面之中的DPF出口管35侧的端部的外周面上,并且,利用螺栓82将DPF支承腿体81的下端侧可拆装地紧固到气缸盖2的侧面或者排气歧管6的上表面。即,经由排气出口管80和DPF支承腿体81将第一壳体28安装到柴油发动机1的上面侧。在柴油发动机1的前后方向上,朝向圆筒状的第一壳体28的长度方向与排气歧管6平行地支承第一壳体28。
如图26、图27、图31~图34所示,将第二壳体29支承于构成驾驶室57的行驶机体框架120上。将左右一对净化壳体支承体121成一体地焊接固定到行驶机体框架120上,并且,从行驶机体框架120向前方突出地设置左右一对净化壳体支承体121。将背面支承托架122成一体地焊接固定到排气净化用的第二壳体29的外周面中的第二壳体29的背面侧,并且,从第二壳体29的上下宽度中间部向后方突出地设置背面支承托架122。使背面支承托架122嵌装到左右一对净化壳体支承体121之间,借助在左右一对净化壳体支承体121和背面支承托架122的左右侧面上从左右方向螺纹固定操作的上螺栓126a和下螺栓126b,可拆装地将背面支承托架122紧固到净化壳体支承体121上。
如图32、图34所示,将上螺栓126a可拆装地卡定于净化壳体支承体121的卡合凹口121a,并且,使下螺栓126b贯通净化壳体支承体121的位置调节用长孔121b。即,在组装第二壳体29的情况下,使上螺栓126a临时紧固到背面支承托架122上,使第二壳体29接近净化壳体支承体121的安装位置,使上螺栓126a卡和于净化壳体支承体121的卡合凹口121a,将第二壳体29临时固定支承于净化壳体支承体121。之后,使下螺栓126b贯通净化壳体支承体121的位置调节用长孔121b,将下螺栓126b紧固于背面支承托架122,上螺栓126a也紧固于背面支承托架122,经由各个螺栓126a、126b可拆装地将背面支承托架122固定到净化壳体支承体121上,经由行驶机体框架120将第二壳体29安装到驾驶室57(驾驶部)的前面侧。从而,第一壳体28在前后方向上水平(横向长的姿势)地配置在柴油发动机1的上面侧,另一方面,第二壳体29呈纵向长的姿势位于柴油发动机1后部的右侧。
进而,与第一壳体28平行地配置尿素混合管29。将第一壳体28和尿素混合管39支承于柴油发动机1的上面中的比冷却风机24的冷却风路高的位置。防止尿素混合管39内的排气温度降低而供应给尿素混合管39内的尿素水结晶化。另外,供应给尿素混合管39内的尿素水作为氨被混合到从第一壳体28到第二壳体29的排气中。
如图29~图34所示,将排气尾管91竖立地设置在驾驶室57的前面中的驾驶室57的右侧角部的前面,使排气尾管91的下端侧向第二壳体29的下端侧延伸设置,将排气尾管91的下端侧连接到第二壳体29的下端侧的SCR出口管37上,被第二壳体29净化的排气被从排气尾管91向驾驶室57的上方排出。另外,将尿素水箱71设置在驾驶室57的前面之中的与配置排气尾管91的右侧部相反侧的发动机罩56的左侧部。即,将排气尾管91配置在发动机罩56后部的右侧部,将尿素水箱71配置在发动机罩56后部的左侧部。进而,将尿素水箱71搭载到发动机罩56左侧后部的行驶机体52(支承驾驶室57的行驶机体框架120)上。
其次,如图35所示,连接SCR入口管36和尿素混合管39的管托40具有配置在SCR入口管36的排气入口侧的入口侧凸缘体92和配置在尿素混合管39的排气出口侧的出口侧凸缘体93。将入口侧凸缘体92焊接固定到双重管结构的SCR入口管36的外管86和内管87的排气入口侧端部,并且,将出口侧凸缘体93焊接固定到双重管结构的尿素混合管39的外管88和内管89的排气出口侧端部之中的、尿素混合管39的外管88的排气出口侧端部上。
用入口侧凸缘体92和出口凸缘体93夹持垫圈90,利用螺栓94和螺母95紧固固定入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93,将垫圈90夹持固定到入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93之间,将SCR入口管36和尿素混合管39连接起来。另外,用相同口径的管形成SCR入口管36的外管86和尿素混合管39的外管88,并且,与SCR入口管36的内管87的内径尺寸相比,将尿素混合管39的内管89的外径尺寸形成得小,利用不同口径的管形成各个内管87、89,将尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部***SCR入口管36的内管87的排气入口侧端部。
另外,在尿素混合管39的排气出口侧端部,配备有将内管89的外周面连接到尿素混合管39的外管88的内周面上的环状薄板支承体84。将薄板支承体84的环状外周侧焊接固定到尿素混合管39的外管39的内周面上,并且,将薄板支承体84的环状内周侧焊接固定到尿素混合管39的内管89的外周面上。利用薄板支承体84使尿素混合管39的外管88与内管89之间的间隙形成一定间隔。另外,与各个外管86、88的管壁厚相比,将各个内管87、89的管壁厚形成得薄。
即,将SCR入口管36的内管87的排气入口侧端部套装于尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部,尿素混合管39内的排气不与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,在SCR入口管36内移动,例如,在排气与容易散热的入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触的情况下,容易发生如下故障:排气温度下降,排气中的尿素成分结晶化,附着到入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面上,在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块,阻碍排气的移动。与此相对,如图10所示,通过利用尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部遮蔽入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,可以利用内管89阻止排气与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,防止在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块。
如图26~图34所示,在配备有除去柴油发动机1的排气中的颗粒状物的第一壳体28和除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的第二壳体29,将柴油发动机1搭载在配置左右行驶轮53、54的行驶机体框架120上的作业车辆的发动机装置中,在将第一壳体28支承于柴油发动机1上的结构中,经由支承体121将第二壳体29安装于行驶机体框架120。从而,没有必要在发动机室(发动机罩56)内确保第二壳体29用的设置空间,可以紧凑地构成内设柴油发动机1的发动机罩56(发动机室),并且,可以简单地将第二壳体29支承于行驶机体框架120,可以提高外形形状形成长筒状的前述各个壳体28、29的组装作业性或者维修作业性等。另外,可以抑制由发动机1的冷却风引起的第二壳体29的温度降低,并且能够以尿素的混合所需要的间隔将第一壳体28的排气出口和第二壳体29的排气入口分离开,可以促进到达第二壳体29的排气中的氨的发生。
如图26~图34所示,将第二壳体29以纵向长的姿势经由净化壳体支承体121安装到柴油发动机1后部的一侧的行驶机体框架120上。从而,可以在柴油发动机1的后部附近(发动机罩56和作为驾驶部的驾驶室57的接合角部附近)紧凑地设置外形形状形成长筒状的第二壳体29。例如,即使在为了能够目视前轮、发动机罩56的左右宽度受到限制的结构中,也可以容易地确保来自于驾驶室57(驾驶部)的操作者的前方视野。
如图26~图34所示,在内设有柴油发动机1的发动机罩56的后方配置了作为搭载操作者的驾驶部的驾驶室57的作业车辆中,将排气净化用的尿素水箱71设置在设于驾驶室57的下部的燃料箱45与柴油发动机1之间,并且,将第二壳体29配置在柴油发动机1后部的一侧方,将尿素水箱71配置在柴油发动机1后部的另一侧方。从而,可以使燃料箱45的注油口46(给油口)和尿素水箱71的注水口72(给水口)接近地配置,可以在同一作业场所进行燃料的给油作业和尿素水溶液的给水作业,可以提高柴油发动机1用的燃料或者排气净化用的尿素水溶液的补给作业性,并且,作为第二壳体29和尿素水箱71的设置空间,可以有效地利用柴油发动机1后部的两侧方(驾驶室57的前侧下部)。进而,可以利用柴油发动机1和燃料箱45的废热将尿素水箱71加热,可以将尿素水箱71内的水溶液温度保持在规定温度以上,在寒冷地区等可以防止第二壳体29的排气净化能力降低。
其次,参照图37说明第八种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构。如图37所示,将第一壳体28经由DPF支承腿体81安装到柴油发动机1的上面侧,并且,将第二壳体29可拆装地紧固固定到柴油发动机1的后侧方中的设置进气歧管3、排气再循环装置15及燃油滤清器44等的一侧的行驶机体框架120的净化壳体支承体121上。即,将第二壳体29构成为在左右方向上延伸得长的横向长的长圆筒形状。以横向长的姿势将第二壳体29安装到柴油发动机1后部的右侧下部的行驶机体框架120上,将横向长的姿势的第二壳体29配置在驾驶室57的右侧前面和右前车轮53之间,使尿素混合管39在柴油发动机1的后部延伸设置,将尿素混合管39连接到第二壳体29的左端侧,将排气尾管91连接到第二壳体29的右端侧。
如图37所示,由于将第二壳体29以横向方向长的姿势经由净化壳体支承体121安装到柴油发动机1后部的一侧方的行驶机体框架120上,所以,可以将外形形状形成长筒状的第二壳体29紧凑地设置在柴油发动机1后部的低的位置。例如,即使在为了能够目视前车轮53、发动机罩56的左右宽度受到限制的结构中,也可以容易地将第二壳体29配置在发动机罩56后部的右外侧中的驾驶室57的前面侧的低的位置上,可以容易地确保操作者从驾驶室57向前方的视野。
其次,参照图38说明第九种实施方式的第一壳体28和第二壳体29的配置结构。在图38所示的第九种实施方式中,以第一壳体28和第二壳体29的排气移动方向(圆筒状的轴心线)相对于在前后方向上延伸设置的柴油发动机1的输出轴4正交的方式在左右方向上延伸设置第一壳体28和第二壳体29。第一壳体28和第二壳体29被平行地配置在柴油发动机1的上面侧中的冷却风机24的设置部的上面侧,将尿素混合管29平行地延伸设置在第一壳体28和第二壳体29之间。另外,将第一壳体28和第二壳体29配置在比柴油发动机1的冷却风机24的风路高的位置。
其次,参照图39说明第十种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构。在图39所示的第十种实施方式中,将第一壳体28和第二壳体29配置在设置有空气滤清器16的行驶机体52上。将第一壳体28和第二壳体29支承在比散热器19靠前方的行驶机体52上。第一壳体28和第二壳体29在平面视图中构成在与柴油发动机1的输出轴(曲轴)4平行的方向上延伸得长的长圆筒状。将尿素混合管39与第一壳体28和第二壳体29平行地配置在所述第一壳体28与第二壳体29之间。可以将第二壳体29靠近地安装到行驶机体52上,可以将第一壳体28和第二壳体29的设置所需要的发动机罩的高度形成得低。
其次,参照图40所示的第十一种实施方式,说明作为排气入口管的SCR入口管36和尿素混合管39的连接结构。如图40所示,在尿素混合管39的排气出口侧端部,使尿素混合管39的外管88的一部分向内周侧突出,成一体地形成凸环状突起形支承体88a。将内管89的外周面连接到凸环状突起形支承体88a的内周面上,利用突起形支承体88a将尿素混合管39的外管88和内管89之间的间隙形成一定的间隔。另外,与各个外管86、88的管壁厚相比,将各个内管87、89的管壁厚形成得薄。
与图35的实施方式一样,通过利用尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部遮蔽入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,可以利用内管89阻止排气与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,可以防止在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面上形成尿素成分的结晶块。
其次,参照图41所示的第十二种实施方式,说明作为排气入口管的SCR入口管36和尿素混合管39的连接结构。如图41所示,在尿素混合管39的排气出口侧端部,配备有将内管89的外周面连接到尿素混合管39的外管88的内周面上的隔热性支承体84。将玻璃纤维填充材料成形为环状,形成隔热性支承体84。将隔热性支承体84的环状外周侧压接到尿素混合管39的外管88的内周面上,并且,将隔热性支承体84的环状内周侧压接到尿素混合管39的内管89的外周面上。利用隔热性支承体84将尿素混合管39的外管88和内管89之间的间隙形成一定的间隔。
与图35、图40的实施方式同样,通过利用尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部遮蔽入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,可以利用内管89阻止排气接触入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,可以防止在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面上形成尿素成分的结晶块。
如图26、图35、图40、图41所示,在配备有向柴油发动机1的排气中喷射尿素水的尿素混合管39和作为除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的排气净化壳体的第二壳体29,经由凸缘体92、93将作为第二壳体的排气入口管的SCR入口管36连接到尿素混合管39的出口上的发动机装置中,在将双重管结构的尿素混合管39的外管88和内管89的排气出口侧端部连接到双重管结构的SCR入口管36的外管86和内管87的排气入口侧端部上的结构中,由于将SCR入口管36的内管的排气入口侧端部套装于尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部,并且,将该内管89的排气出口侧端部支承于尿素混合管39的外管88上,所以,可以利用尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部遮蔽凸缘体92、93的内孔面,可以阻止排气与凸缘体92、93的内孔面接触,可以防止在凸缘体92、93的内孔面上形成尿素成分的结晶块,并且,可以简化隔热性优异的双重管结构的排气入口管36和尿素混合管39的连接结构。
如图35、图40、图41所示,在尿素混合管39的排气出口侧端部,设置将内管89的外周面连接到尿素混合管39的外管88的内周面上的支承体84、85、88a。从而,可以利用支承体84、85、88a恰当地保持尿素混合管39的外管88和内管89的安装间隔,并且,例如,可以利用环状片或者玻璃纤维填充材料等形成支承体84、85、88a,简单地形成尿素混合管39的排气出口侧端部形状。另外,可以低成本地构成尿素混合管39,并且可以利用前述支承体提高尿素混合管39的刚性。
如图35、图40、图41所示,与尿素混合管39的内管89的外径尺寸相比,将SCR入口管36的内管87的内径尺寸形成得更大,并且,将SCR入口管36的外管86和内管87固定到作为凸缘体的入口侧凸缘体92上,将尿素混合管39的外管88固定到作为凸缘体的出口侧凸缘体93上,将入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93紧固起来。从而,可以利用入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93容易地将SCR入口管36的外管86及内管87和尿素混合管39的外管88及内管89合体,可以提高SCR入口管36和尿素混合管39的连接作业性,并且,可以容易地确保SCR入口管36和尿素混合管39的连接部的强度。
其次,参照图42说明第十三种实施方式中的SCR入口管和尿素混合管39的连接结构。在第十三种实施方式中,第一壳体28及第二壳体29的配置结构及尿素混合管39部的结构,与第七种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构、尿素混合管39部的结构一样。
如图42所示,将SCR入口管36和尿素混合管39连接起来的管托40具有配置在SCR入口管36的排气入口侧的入口侧凸缘体92和配置在尿素混合管39的排气出口侧的出口侧凸缘体93。将双重管结构的SCR入口管36的外管86和内管87的排气入口侧端部向外侧弯曲,在这些排气入口侧端部形成环状的夹持片部86c、87c,并且,同样地,将双重管结构的尿素混合管39的外管88和内管89的排气出口侧端部向外侧弯曲,在这些排气出口侧端部形成环状的夹持片部88c、89c。
用入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93夹持各个夹持片部86c、87c、88c、89c和垫圈90,利用螺栓94及螺母95将入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93紧固固定,将各个夹持片部86c、87c、88c、89c和垫圈90夹持固定到入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93之间,将SCR入口管36和尿素混合管39连接起来。另外,用相同口径的管形成SCR入口管36的外管86和尿素混合管39的外管88,并且,用相同口径的管形成SCR入口管36的内管87和尿素混合管39的内管89。与各个外管86、88的管壁厚相比,将各个内管87、89的管壁厚形成得薄。
即,尿素混合管39内的排气不与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,在SCR入口管36内移动,例如,在排气与容易散热的入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触的情况下,容易发生如下故障:排气的温度降低,排气中的尿素成分结晶化,附着到入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面上,在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面上形成尿素成分的结晶块,阻碍排气的移动。与此相对,如图42所示,通过利用各个夹持片部86c、87c、88c、89c遮蔽入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,可以利用各个夹持片部87c、89c阻止排气与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,可以防止在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块。
如图42所示,将SCR入口管36的外管86和内管87的排气入口侧端部向外侧弯曲,在这些排气入口侧端部形成环状的夹持片部86c、87c,并且,将尿素混合管39的外管88和内管89的排气出口侧端部向外侧弯曲,在这些排气出口侧端部形成环状的夹持片部88c、89c。从而,可以利用入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93经由各个夹持片部86c、87c、88c、89c夹持固定SCR入口管36的外管86和内管87、以及尿素混合管39的外管88和内管89,例如,可以利用减少焊接加工的劳力和时间等的连接结构容易地将利用双重管结构提高了隔热性(保温性)的SCR入口管36和尿素混合管39连接起来。
其次,参照图43所示的第十四种实施方式,说明作为排气入口管的SCR入口管36和尿素混合管39的连接结构。如图43所示,将SCR入口管36和尿素混合管39连接起来的管托40,具有配置在SCR入口管36的排气入口侧的入口侧凸缘体92和配置在尿素混合管39的排气出口侧的出口侧凸缘体93。将双重管结构的SCR入口管36的内管87的排气入口侧端部向外侧弯曲,在该排气入口侧端部形成环状的夹持片部87c,并且,同样地,将双重管结构的尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部向外侧弯曲,在该排气出口侧端部形成环状的夹持片部89c。
进而,将双重管结构的SCR入口管36的外管86的排气入口侧端部向内侧弯曲,在该排气入口侧端部形成环状的接触片部86d,并且,同样地,将双重管结构的尿素混合管39的外管88的排气出口侧端部向内侧弯曲,在该排气出口侧端部形成环状的接触片部88d。使前述各个外管86、88的接触片部86d、88d的端面与前述各个内管87、89的外周面接触,并且,将入口侧凸缘体92焊接固定到SCR入口管36的外管86,将出口侧凸缘体93焊接固定到尿素混合管39的外管88。
并且,利用入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93夹持各个夹持片部87c、89c和垫圈90,利用螺栓94及螺母95将入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93紧固固定,将各个夹持片部87c、89c和垫圈90夹持固定到入口侧凸缘体92与出口侧凸缘体93之间,将SCR入口管36和尿素混合管39连接起来。另外,利用同一口径的管形成SCR入口管36的外管86和尿素混合管的外管88,并且,利用相同口径的管形成SCR入口管36的内管87和尿素混合管39的内管89。与各个外管86、88的管壁厚相比,将各个内管87、89的管壁厚形成得薄。
即,尿素混合管39内的排气不与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,在SCR入口管36内移动,例如,在排气与容易散热的入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触的情况下,容易发生如下故障:排气的温度下降,排气中的尿素成分结晶化,附着到入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面上,在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面上形成尿素成分的结晶块,阻碍排气的移动。与此相对,如图43所示,通过利用各个夹持片部87c、89c遮蔽入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面,可以利用各个夹持片部87c、89c阻止排气与入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面接触,可以防止在入口侧凸缘体92或者出口侧凸缘体93的内孔面形成尿素成分的结晶块。
如图42、图43所示,在配备有向发动机1的排气中喷射尿素水的尿素混合管39和作为将发动机1的排气中的氮氧化物除去的排气净化壳体的第二壳体29,经由作为凸缘体的入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93(管托40)将作为第二壳体29的排气入口管的SCR入口管36连接到尿素混合管39的出口上的发动机装置中,将双重管结构的尿素混合管39的外管88和内管89的排气出口侧端部连接到双重管结构的SCR入口管36的外管86和内管87的排气入口侧端部,并且,将SCR入口管36的内管87的排气入口侧端部向外侧弯曲,在该排气入口侧端部形成环状的夹持片部87c,并且,将尿素混合管39的内管89的排气出口侧端部向外侧弯曲,在该排气出口侧端部形成环状的夹持片部89c。从而,可以将入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93配置在尿素混合管39的内管89(SCR入口管36的内管87)的外周侧,通过利用各个夹持片部87c、89c遮蔽入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93的内孔面,可以利用各个夹持片部87c、89c阻止排气与入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93的内孔面接触,可以防止在入口侧凸缘体92和出口侧凸缘体93的内孔面上形成尿素成分的结晶块。
如图43所示,将SCR入口管36的外管86的排气入口侧端部或者前述尿素混合管39的外管88的排气出口侧端部向内侧弯曲,形成接触片部86d或者接触片部88d,使接触片部86d的端部或者接触片部88d的端部与各个内管87、89的外周面接触。从而,可以利用前述各个外管86、88的接触片部86d、88d的端部分别将前述各个内管87、89定位并连接起来,可以简单地将前述各个外管86、88和前述各个内管87、89的间隔保持在规定的尺寸,可以容易地提高SCR入口管36和尿素混合管39的连接作业性,并且,提高SCR入口管36和尿素混合管39的连接部的强度。
其次,参照图44、45说明第十五种实施方式中的尿素混合管39部的结构。在第十五种实施方式中,第一壳体28及第二壳体29的配置结构、及SCR入口管36和尿素混合管39的连接结构与第十五种实施方式的第一壳体28及第二壳体29的配置结构、SCR入口管36和尿素混合管39的连接结构相同。
如图44、图45所示,尿素混合管39具有连接到波纹状连接管41上的肘形管部39a和经由管托40连接到SCR入口管36上的长圆筒状的直管部39b。将喷射台座77焊接固定到肘形管部39a与直管部39b接合处附近的肘形管部39a上,将尿素水喷射喷嘴76从肘形管39a侧向直管部39b的内孔开口。
另外,如图44、图45所示,使尿素水喷射喷嘴76的尿素水喷射方向112相对于圆筒状的直管部39b的圆筒轴心线111(直管部39b内的排气流动方向)在肘形管部39a的排气下游侧倾斜规定的倾斜角度113(约2~20度,例如,约12度,约8度,约4度等),从尿素水喷射喷嘴76相对于直管部39b的中心轴线(圆筒轴心线111)向着靠轴肘形管部39a的弯曲内侧处喷射尿素水。进而,将尿素水喷射喷嘴76的喷口76a配置在比直管部39b的圆筒轴心线111(中心轴线)向着靠弯曲外侧偏离一定位置而位移了尺寸115的位置上,并且,将尿素水喷射喷嘴76配置在肘形管部39a的弯曲外侧,以能够向肘形管部39a的弯曲内侧和直管部39b的起始端侧的交界附近的内壁面114a中的直管部39b侧的内壁面114a喷射尿素水的方式形成尿素水喷射喷嘴76的喷口76a。
即,从尿素水喷射喷嘴76的喷口76a向直管部39b的内壁面114中的肘形管部39a的弯曲内径侧的内壁面114a侧喷射尿素水。从尿素水喷射喷嘴76的喷口76a喷射的尿素水借助从肘形管39a向直管部39b移动的排气的排出压力,向着直管部39b的内壁面114中的肘形管部39a的弯曲外径侧的内壁面114b侧以圆筒轴心线111扩散,通过尿素水的水解,作为氨混合到输送给第二壳体29的排气中。
另外,尿素水喷射喷嘴76的相对于直管部39b的圆筒轴心线111的倾斜角度113(尿素水喷射方向112),基于肘形管部39a及直管部39b的内径、或者在标准作业(柴油发动机1的额定旋转中的运转)中的排气的流速等来确定。例如,在倾斜角度113过大时,存在着尿素水附着到肘形管部39a的弯曲内径侧的内壁面114a上,在弯曲内径侧的内壁面114a部尿素容易结晶化的故障。另外,在倾斜角度113过小时,存在着尿素水附着到肘形管部39a的弯曲外径侧的内壁面114b上,在弯曲外径侧的内壁面114b部尿素容易结晶化的故障。
其次,参照图46、47,说明表示第十六种实施方式的尿素混合管39部的结构。在图45所示的第十五种实施方式中,将尿素水喷射喷嘴76的喷口76a配置在肘形管部39b的弯曲外径侧的内周面上。与此相对,如图46、图47所示,在第十六种实施方式中,在肘形管部39a的弯曲外侧(弯曲外径侧)的内周面中的比直管部39b的圆筒轴心线111(中心轴线)更靠弯曲外侧的内周面(弯曲外径侧的内周面)的位置,形成弯曲外径侧的后退面114c,将尿素水喷射喷嘴76的喷口76a配置在该后退面114c上,降低喷口76a附近的排气压力。另外,将喷射台座77固定到前述后退面114c上以安装尿素水喷射喷嘴76,将尿素水喷射喷嘴76的喷口76a向肘形管部39a的弯曲内侧和直管部39b的起始端侧的交界附近的内壁面114a中的直管部39b侧的内壁面114a开口。即,将尿素水喷射喷嘴76的喷口76a支承于形成在肘形管部39a上的弯曲外径侧的后退面114c上,减少在肘形管部39a内移动的排气流动压力对喷口76a的直接作用。
如图44~图47所示,在配备有向柴油发动机1的排气中喷射尿素水的尿素混合管39和作为除去柴油发动机1的排气中的氮氧化物的排气净化壳体的第二壳体29,尿素混合管39具有从柴油发动机1导入排气的肘形管部39a和将排气导出到第二壳体29的直管部39b的发动机装置中,配备有对直管部39b的圆筒轴心线111(中心轴线)向着靠肘形管部30a的弯曲内侧处喷射尿素水的尿素水喷射喷嘴76,将尿素水喷射喷嘴76的喷口76a配置在比直管部39b的圆筒轴心线111向着靠弯曲外侧处位移了的位置上。从而,可以容易地使来自于尿素水喷射喷嘴76的喷口76a的尿素水的飞散方向与直管部39b的圆筒轴心线111相一致,可以降低附着到肘形管部39a或者直管部39b的内周面上的尿素水量。例如,如果将尿素水喷射喷嘴76的喷口76a在比直管部39b的圆筒轴心线111向靠弯曲外侧处偏离一定位置而位移了尺寸115的位置上开口,则即使在伴随着发动机1的转速降低等而排气的流速降低时,也可以降低向靠肘形管部39a的弯曲内侧处喷射的尿素水量等,可以抑制尿素水附着到肘形管部39a或者直管部39b的内周面上。
如图44~图47所示,将尿素水喷射喷嘴76配置在肘形管部39a的弯曲外侧,以能够向肘形管部39a的弯曲内侧和直管部39b的起始端侧的交界附近喷射尿素水的方式形成尿素水喷射喷嘴76的喷口76a。从而,即使排气的流速或者流量等变动,也可以将尿素水喷射位置保持在直管部39b的中心轴线(圆筒轴心线111)的大致恒定的位置上,可以容易地防止尿素结晶块的形成等。
如图46、图47所示,在肘形管部39a的弯曲外侧的内周面中的比直管部39b的中心轴线(圆筒轴心线111)靠弯曲外侧的内周面的位置,形成弯曲外径侧的后退面114c,将前述尿素水喷射喷嘴76的喷口76a支承于后退面114c上。从而,可以减小肘形管部39a的弯曲半径,紧凑地形成直管部39b,并且,可以降低附着到尿素水喷射喷嘴76的支承部(喷口76a附近)的尿素水量,可以容易地防止在尿素水喷射喷嘴76支承部形成尿素结晶块。
附图标记说明
1柴油发动机
29第二壳体(排气净化壳体)
36SCR入口管(排气入口管)
39尿素混合管
39a肘形管部
39b直管部
40管托(凸缘体)
76尿素水喷射喷嘴
76a喷口
84薄板支承体
85隔热性支承体
86SCR入口管的外管
87SCR入口管的内管
88尿素混合管的外管
88a凸环状突起形支承体
89尿素混合管的内管
89a内管的嵌合小直径部
90嵌合小直径管
92入口侧凸缘体(凸缘体)
93出口侧凸缘体(凸缘体)
111直管部的圆筒轴心线(中心轴线)
114c弯曲外径侧的后退面
Claims (9)
1.一种发动机装置,配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管、和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将前述排气净化壳体的排气入口管连接到前述尿素混合管的出口上,其特征在于,
将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部,并且,在前述尿素混合管的内管的端部形成嵌合小直径部,将嵌合小直径部内插于前述排气入口管的内管的内部。
2.如权利要求1所述的发动机装置,其特征在于,利用同一口径的管形成前述排气入口管的外管和前述尿素混合管的外管,并且,利用同一口径的管形成前述排气入口管的内管和前述尿素混合管的内管。
3.如权利要求1所述的发动机装置,其特征在于,与前述尿素混合管的外管的管壁厚度相比,将前述尿素混合管的内管的管壁厚度形成得薄。
4.一种发动机装置,配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管、和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将前述排气净化壳体的排气入口管连接到前述尿素混合管的出口上,其特征在于,
在将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部的结构中,将前述排气入口管的内管的排气入口侧端部套装于前述尿素混合管的内管的排气出口侧端部,并且,将该内管的排气出口侧端部支承于前述尿素混合管的外管。
5.如权利要求4所述的发动机装置,其特征在于,在前述尿素混合管的排气出口侧端部,设置使内管的外周面连接到前述尿素混合管的外管的内周面上的支承体。
6.如权利要求4所述的发动机装置,其特征在于,与前述尿素混合管的内管的外径尺寸相比,将前述排气入口管的内管的内径尺寸形成得大,并且,将前述排气入口管的外管和内管固定于作为凸缘体的入口侧凸缘体,将前述尿素混合管的外管固定于作为凸缘体的出口侧凸缘体,将前述入口侧凸缘体和出口侧凸缘体紧固起来。
7.一种发动机装置,配备有向发动机的排气中喷射尿素水的尿素混合管、和除去前述发动机的排气中的氮氧化物的排气净化壳体,经由凸缘体将排气净化壳体的排气入口管连接于尿素混合管的出口,其特征在于,
将双重管结构的前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部连接到双重管结构的前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部上,并且,将前述排气入口管的内管的排气入口侧端部向外侧弯曲,在该排气入口侧端部形成环状的夹持片部,并且,将前述尿素混合管的内管的排气出口侧端部向外侧弯曲,在该排气出口侧端部形成环状的夹持片部。
8.如权利要求7所述的发动机装置,其特征在于,将前述排气入口管的外管和内管的排气入口侧端部向外侧弯曲,在这些排气入口侧端部形成环状的夹持片部,并且,使前述尿素混合管的外管和内管的排气出口侧端部向外侧弯曲,在这些排气出口侧端部形成环状的夹持片部。
9.如权利要求7所述的发动机装置,其特征在于,使前述排气入口管的外管的排气入口侧端部或者前述尿素混合管的外管的排气出口侧端部向内侧弯曲并与内管的外周面接触。
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