JP2015183554A

JP2015183554A - Engine device

Info

Publication number: JP2015183554A
Application number: JP2014059120A
Authority: JP
Inventors: 恭志小野寺; Kyoji Onodera
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-10-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems that in a conventional large-sized exhaust emission control device, deterioration of fuel consumption and increase of a manufacturing cost are caused by securement of an installation space and increase of its weight.SOLUTION: An engine device includes an exhaust emission control body that removes an atmospheric pollutant discharged from an engine 1. The exhaust emission control body comprises a flow-through type metal carrier 100 (101, 102). The flow-through type metal carrier 100 (101, 102) is stored inside the engine 1 out of the exhaust passage of the engine 1.

Description

本願発明は、例えば貨物輸送用コンテナ等に搭載されるエンジン装置に係り、より詳しくは、排気ガス中に含まれる大気汚染物質を除去する排気ガス浄化装置を備えたエンジン装置に関するものである。 The present invention relates to an engine device mounted on, for example, a cargo transportation container, and more particularly to an engine device provided with an exhaust gas purification device that removes air pollutants contained in exhaust gas.

昨今、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）に関する高次の排ガス規制が適用されるのに伴い、エンジンが搭載されるコンプレッサやエンジン発電機、農作業機及び建設機械等に、排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化装置を搭載することが要請されている。排気ガス浄化装置としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が知られている（例えば特許文献１〜３等参照）。 In recent years, due to the application of high-level exhaust gas regulations related to diesel engines (hereinafter simply referred to as engines), air pollution in exhaust gas has been introduced into compressors, engine generators, agricultural machines and construction machinery on which engines are mounted. It is demanded to install an exhaust gas purification device for removing substances. A diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) is known as an exhaust gas purification device (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

ＤＰＦは、排気ガス中の粒子状物質（以下、ＰＭという）等を捕集し燃焼させるものである。ＤＰＦは一般に、筒状ケーシング内に、フロースルー型モノリス構造の酸化触媒と、ウォールフロー型モノリス構造のスートフィルタとを直列に並べて収容した構造になっている。酸化触媒もスートフィルタもセラミック製であることが多い。通常は、エンジンに設けた排気マニホールドから延びる中継管の下流側にＤＰＦの上流側を接続し、ＤＰＦの下流側を排気管の上流側に接続している。エンジンの各気筒から排気マニホールドに排出された排気ガスは、ＤＰＦを経由して排気管から外部に放出される。 The DPF collects and burns particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust gas. The DPF generally has a structure in which an oxidation catalyst having a flow-through type monolith structure and a soot filter having a wall flow type monolith structure are arranged in series in a cylindrical casing. The oxidation catalyst and the soot filter are often made of ceramic. Usually, the upstream side of the DPF is connected to the downstream side of the relay pipe extending from the exhaust manifold provided in the engine, and the downstream side of the DPF is connected to the upstream side of the exhaust pipe. Exhaust gas discharged from each cylinder of the engine to the exhaust manifold is discharged from the exhaust pipe to the outside via the DPF.

特開２０００−１４５４３０号公報JP 2000-145430 A 特開２００３−２７９２２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-27922 特開２０１３−１７７２３３号公報JP 2013-177233 A

しかし、従来のＤＰＦの構造は前述の通り、筒状ケーシング内に、セラミック製の酸化触媒及びスートフィルタを直列に並べて収容したものであるから、ＤＰＦ自体の大型化が避けられず、このため、ＤＰＦの設置スペースの確保やＤＰＦ重量の増大による燃費の悪化、製造コストの上昇といった問題を孕んでいた。 However, the structure of the conventional DPF is, as described above, in which the ceramic oxidation catalyst and the soot filter are accommodated in series in the cylindrical casing, so that the DPF itself cannot be increased in size. The problem was that the installation space for the DPF was secured, the fuel consumption deteriorated due to the increase in the weight of the DPF, and the manufacturing cost increased.

本願発明は、上記の現状に鑑みて改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題としている。 This invention makes it a technical subject to provide the engine apparatus which improved in view of said present condition.

請求項１の発明は、エンジンから排出した排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体を備えているエンジン装置において、前記排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体で構成し、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部に前記金属担体を収容しているというものである。 The invention of claim 1 is an engine device comprising an exhaust gas purifier for removing air pollutants in exhaust gas discharged from an engine, wherein the exhaust gas purifier is constituted by a flow-through type metal carrier, The metal carrier is accommodated inside the engine in the exhaust path of the engine.

請求項２の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部に前記金属担体を内蔵しているというものである。 According to a second aspect of the present invention, in the engine device according to the first aspect, the metal carrier is built in an exhaust outlet portion of a cylinder head provided in the engine.

請求項３の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に前記金属担体を内蔵しているというものである。 A third aspect of the present invention is the engine device according to the first aspect, wherein the metal carrier is built in an exhaust inlet portion of an exhaust manifold provided in the engine.

請求項４の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に前記金属担体を内蔵しているというものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the engine device according to the first aspect, the metal carrier is incorporated in an exhaust halfway portion or an exhaust outlet portion of an exhaust manifold provided in the engine.

請求項５の発明は、請求項１〜４のうちいずれかに記載のエンジン装置において、前記金属担体は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒であるというものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the engine device according to any one of the first to fourth aspects, the metal carrier is an oxidation that removes carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen monoxide and soluble organic components in the exhaust gas. It is a catalyst.

請求項６の発明は、請求項１〜４のうちいずれかに記載のエンジン装置において、前記金属担体は、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタであるというものである。 The invention according to claim 6 is the engine device according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal carrier is a particulate matter filter that collects and burns particulate matter in the exhaust gas. It is.

請求項７の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部、若しくは前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部又は排気中途部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、前記排気マニホールドの排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵しているというものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the engine device according to the first aspect, the metal carrier is disposed in an exhaust outlet portion of a cylinder head provided in the engine or an exhaust inlet portion or an intermediate portion of an exhaust manifold provided in the engine. As a built-in oxidation catalyst for removing carbon monoxide, hydrocarbons, nitric oxide and soluble organic components in the exhaust gas, particles in the exhaust gas as the metal carrier at the exhaust outlet of the exhaust manifold It has a built-in particulate matter filter that collects and burns particulate matter.

請求項８の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部又は前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、前記排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵しているというものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the engine device according to the first aspect, in the exhaust outlet portion of the cylinder head provided in the engine or the exhaust inlet portion of the exhaust manifold provided in the engine, While incorporating an oxidation catalyst that removes carbon monoxide, hydrocarbons, nitric oxide and soluble organic components, the exhaust gas in the exhaust manifold or the exhaust outlet of the exhaust manifold is used as the metal carrier in the form of particles in the exhaust gas. It has a built-in particulate matter filter that collects and burns materials.

請求項１の発明によると、エンジンから排出した排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体を備えているエンジン装置において、前記排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体で構成し、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部に前記金属担体を収容しているから、前記従来のような大型の排気ガス浄化装置（ケーシング内に酸化触媒とスートフィルタとを直列に並べて収容したもの）が不要になり、前記エンジンの排気圧力損失を格段に抑制できる。前記金属担体は高温の排気ガスに常時接触するため、前記金属担体の浄化性能を容易に維持できる。 According to the first aspect of the present invention, in an engine device comprising an exhaust gas purifier that removes air pollutants in exhaust gas discharged from the engine, the exhaust gas purifier is constituted by a flow-through type metal carrier, Since the metal carrier is accommodated in the engine in the exhaust path of the engine, the conventional large exhaust gas purifying device (having an oxidation catalyst and a soot filter arranged in series in a casing) Becomes unnecessary, and the exhaust pressure loss of the engine can be remarkably suppressed. Since the metal carrier is always in contact with high-temperature exhaust gas, the purification performance of the metal carrier can be easily maintained.

請求項２の発明によると、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部に前記金属担体を内蔵しているから、前記シリンダヘッドに前記金属担体を予め組み付けた状態で前記エンジンを組み立てでき、前記エンジンの内部に前記金属担体を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。 According to the invention of claim 2, since the metal carrier is built in the exhaust outlet of the cylinder head provided in the engine, the engine can be assembled with the metal carrier pre-assembled in the cylinder head, The metal carrier can be easily attached inside the engine. Contributes to improved assembly workability and process savings on the engine production line.

請求項３の発明によると、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に前記金属担体を内蔵しているから、前記排気マニホールドに前記金属担体を予め組み付けた状態で前記エンジンを組み立てでき、前記エンジンの内部に前記金属担体を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。 According to the invention of claim 3, since the metal carrier is built in the exhaust inlet portion of the exhaust manifold provided in the engine, the engine can be assembled in a state where the metal carrier is pre-assembled in the exhaust manifold, The metal carrier can be easily attached inside the engine. Contributes to improved assembly workability and process savings on the engine production line.

請求項４の発明によると、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に前記金属担体を内蔵しているから、この場合も請求項３と同様に、前記排気マニホールドに前記金属担体を予め組み付けた状態で前記エンジンを組み立てでき、前記エンジンの内部に前記金属担体を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作
業性向上及び省工程化に寄与する。 According to the invention of claim 4, since the metal carrier is built in the exhaust halfway part or the exhaust outlet part of the exhaust manifold provided in the engine, the metal is provided in the exhaust manifold in this case as well. The engine can be assembled with the carrier pre-assembled, and the metal carrier can be easily attached inside the engine. Contributes to improved assembly workability and process savings on the engine production line.

請求項５の発明によると、前記金属担体は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒であるから、前記酸化触媒は高温の排気ガスに常時接触することになり、前記エンジンの駆動状態に拘らず前記酸化触媒の酸化性能を容易に確保できる。前記酸化触媒よりも下流側に後処理装置（例えば粒子状物質フィルタやスートフィルタ等）を配置する場合であっても、前記後処理装置をコンパクトに構成できる。また、前記後処理装置自体の省略も可能である。排気ガスの一部を再循環排気ガス（ＥＧＲガス）として吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）を備えた場合、前記酸化触媒によって前記ＥＧＲガス中の未燃燃料（炭化水素等）を浄化できるから、ＥＧＲ装置の汚損を防止できる。 According to the invention of claim 5, the metal carrier is an oxidation catalyst that removes carbon monoxide, hydrocarbons, nitric oxide and soluble organic components in the exhaust gas. Therefore, the oxidation performance of the oxidation catalyst can be easily ensured regardless of the driving state of the engine. Even when an aftertreatment device (for example, a particulate matter filter or a soot filter) is disposed downstream of the oxidation catalyst, the aftertreatment device can be configured in a compact manner. The post-processing device itself can be omitted. When an exhaust gas recirculation device (EGR device) that recirculates a part of the exhaust gas as recirculation exhaust gas (EGR gas) to the intake system is provided, unburned fuel (hydrocarbon etc.) in the EGR gas by the oxidation catalyst ) Can be purified, so that the EGR device can be prevented from being polluted.

請求項６の発明によると、前記金属担体は、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタであるから、前記粒子状物質フィルタは高温の排気ガスに常時接触することになり、前記粒子状物質フィルタで捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できると共に、前記粒子状物質フィルタよりも下流側に前述のような後処理装置（例えば粒子状物質フィルタやスートフィルタ等）を配置しなくて済む。 According to the invention of claim 6, since the metal carrier is a particulate matter filter that collects and burns particulate matter in the exhaust gas, the particulate matter filter is always in contact with high-temperature exhaust gas. The particulate matter collected by the particulate matter filter can be easily reburned, and the post-treatment device (for example, a particulate matter filter, a soot filter, etc.) as described above is provided downstream of the particulate matter filter. ) Is not necessary.

請求項７又は８の発明を採用すると、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部の排気上流側に前記酸化触媒が位置し、排気下流側に前記粒子状物質フィルタが位置することになるから、前記エンジンの駆動状態に拘らず前記酸化触媒の酸化性能を容易に確保しながら、前記粒子状物質フィルタで捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できる。前記従来のような大型の排気ガス浄化装置が存在しないにも拘らず、排気ガス中の大気汚染物質を高精度に除去できると共に、エンジン装置全体としてはコンパクトに構成できる（エンジン単体と変わらない大きさにできる）。 If the invention of claim 7 or 8 is adopted, the oxidation catalyst is located on the exhaust upstream side of the engine in the exhaust path of the engine, and the particulate matter filter is located on the exhaust downstream side. The particulate matter collected by the particulate matter filter can be easily reburned while easily securing the oxidation performance of the oxidation catalyst regardless of the driving state of the engine. Despite the fact that there is no large exhaust gas purification device as in the prior art, air pollutants in the exhaust gas can be removed with high accuracy and the engine device as a whole can be configured compactly (as large as an engine alone). Can do it).

コンテナに搭載したエンジンの正面図である。It is a front view of the engine mounted in the container. コンテナに搭載したエンジンの側面図である。It is a side view of the engine mounted in the container. エンジンの正面図である。It is a front view of an engine. エンジンの背面図である。It is a rear view of an engine. エンジンの右側面図（吸気マニホールド設置側の側面図）である。FIG. 3 is a right side view of the engine (a side view on the intake manifold installation side). エンジンの左側面図（排気マニホールド設置側の側面図）である。FIG. 3 is a left side view of the engine (a side view on the exhaust manifold installation side). エンジンの平面図である。It is a top view of an engine. ディーゼルエンジンの底面図である。It is a bottom view of a diesel engine. 酸化触媒を排気系に内蔵した第１例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。1 is a partially cutaway plan view of an engine showing a first example in which an oxidation catalyst is built in an exhaust system. 粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第２例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。FIG. 5 is a partially cutaway plan view of an engine showing a second example in which a particulate matter filter is built in an exhaust system. 酸化触媒を排気系に内蔵した第３例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。FIG. 6 is a partially cutaway plan view of an engine showing a third example in which an oxidation catalyst is built in an exhaust system. 粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第４例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。It is a partially cutaway top view of the engine which shows the 4th example which incorporated the particulate matter filter in the exhaust system. 酸化触媒を排気系に内蔵した第５例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。FIG. 10 is a partially cutaway plan view of an engine showing a fifth example in which an oxidation catalyst is built in an exhaust system. 粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第６例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。It is a partially cutaway top view of the engine which shows the 6th example which incorporated the particulate matter filter in the exhaust system. 酸化触媒及び粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第７例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。FIG. 10 is a partially cutaway plan view of an engine showing a seventh example in which an oxidation catalyst and a particulate matter filter are built in an exhaust system. 酸化触媒及び粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第８例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。FIG. 10 is a partially cutaway plan view of an engine showing an eighth example in which an oxidation catalyst and a particulate matter filter are built in an exhaust system. 酸化触媒及び粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第９例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。It is a partially cutaway plan view of an engine showing a ninth example in which an oxidation catalyst and a particulate matter filter are built in an exhaust system.

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まずは、図１乃至図８を参照しながら、ディーゼルエンジン１（以下、単にエンジン１という）の全体構造について説明する。なお、以下の説明では、エンジン１の吸気マニホールド３設置側を単にエンジン１の右側と称し、同じくエンジン１の排気マニホールド６設置側を単にエンジン１の左側と称する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the overall structure of the diesel engine 1 (hereinafter simply referred to as the engine 1) will be described with reference to FIGS. In the following description, the intake manifold 3 installation side of the engine 1 is simply referred to as the right side of the engine 1, and the exhaust manifold 6 installation side of the engine 1 is also simply referred to as the left side of the engine 1.

図３乃至図６に示す如く、エンジン１のシリンダヘッド２の右側面には吸気マニホールド３が配置されている。シリンダヘッド２は、エンジン出力軸４（クランク軸）とピストン（図示省略）が内蔵されたシリンダブロック５に上載されている。シリンダヘッド２の左側面に排気マニホールド６が配置されている。シリンダブロック５の前面と後面からエンジン出力軸４の前端と後端を突出させている。 As shown in FIGS. 3 to 6, an intake manifold 3 is disposed on the right side surface of the cylinder head 2 of the engine 1. The cylinder head 2 is mounted on a cylinder block 5 in which an engine output shaft 4 (crankshaft) and a piston (not shown) are built. An exhaust manifold 6 is disposed on the left side surface of the cylinder head 2. The front end and the rear end of the engine output shaft 4 are projected from the front and rear surfaces of the cylinder block 5.

図４乃至図６に示す如く、シリンダブロック５の後面にフライホイルハウジング８を固着している。フライホイルハウジング８内にフライホイル９を設ける。エンジン出力軸４の後端側にフライホイル９を軸支させている。また、空気調和機器としての冷媒圧縮用のコンプレッサ７を備える。フライホイルハウジング８にコンプレッサ７を固着する。フライホイル９を介してエンジン１の動力をコンプレッサ７に伝達するように構成している。 As shown in FIGS. 4 to 6, a flywheel housing 8 is fixed to the rear surface of the cylinder block 5. A flywheel 9 is provided in the flywheel housing 8. A flywheel 9 is pivotally supported on the rear end side of the engine output shaft 4. Moreover, the compressor 7 for refrigerant | coolant compression as an air conditioning apparatus is provided. The compressor 7 is fixed to the flywheel housing 8. The power of the engine 1 is transmitted to the compressor 7 via the flywheel 9.

更に、シリンダブロック５の下面にはオイルパン１１が配置されている。シリンダブロック５の平坦な底面積よりも、オイルパン１１の平坦な上面積を大きく形成している。すなわち、シリンダブロック５の左右側面よりも外側方にオイルパン１１の左右側部を突出し、シリンダブロック５の前面よりも前方にオイルパン１１の前部を突出し、オイルパン１１のオイル貯蔵容積を大きく形成し、オイルパン１１に多量のエンジンオイル（図示省略）を貯留して、エンジン１の長時間に亘る連続運転においてエンジンオイルが不足するのを防止するように構成している。 Further, an oil pan 11 is disposed on the lower surface of the cylinder block 5. The flat upper area of the oil pan 11 is formed larger than the flat bottom area of the cylinder block 5. That is, the left and right side portions of the oil pan 11 protrude outward from the left and right side surfaces of the cylinder block 5, and the front portion of the oil pan 11 protrudes forward from the front surface of the cylinder block 5, thereby increasing the oil storage volume of the oil pan 11. The engine pan 11 is configured to store a large amount of engine oil (not shown) in the oil pan 11 so as to prevent the engine oil from being deficient in the continuous operation of the engine 1 for a long time.

図４乃至図６に示すように、吸気マニホールド３には、再循環用の排気ガスを取込む排気ガス再循環装置１５（ＥＧＲ装置）を配置する。吸気マニホールド３にエアクリーナ１６を連結する。エアクリーナ１６にて除塵・浄化された外部空気は、吸気マニホールド３に送られ、４気筒エンジン１の各気筒Ａ〜Ｄ（図９〜図１７参照）に供給されるように構成している。 As shown in FIGS. 4 to 6, an exhaust gas recirculation device 15 (EGR device) that takes in exhaust gas for recirculation is disposed in the intake manifold 3. An air cleaner 16 is connected to the intake manifold 3. The external air that has been dust-removed and purified by the air cleaner 16 is sent to the intake manifold 3 and supplied to the cylinders A to D (see FIGS. 9 to 17) of the four-cylinder engine 1.

また、排気ガス再循環装置１５は、エンジン１の再循環排気ガス（排気マニホールド６からのＥＧＲガス）と新気（エアクリーナ１６からの外部空気）とを混合させて吸気マニホールド３に供給するＥＧＲ本体ケース１７と、排気マニホールド６に再循環用の排気ガス冷却手段としてのＥＧＲクーラ１８を介して接続する再循環排気ガス管１９と、前記再循環排気ガスの吸込み量を調節するＥＧＲバルブ２０とを有する。なお、ＥＧＲ本体ケース１７には、新気の吸込み量を調節する吸気スロットルバルブ（図示省略）が内蔵されている。 The exhaust gas recirculation device 15 mixes the recirculated exhaust gas (EGR gas from the exhaust manifold 6) of the engine 1 and fresh air (external air from the air cleaner 16) and supplies the mixed air to the intake manifold 3. A case 17, a recirculation exhaust gas pipe 19 connected to the exhaust manifold 6 via an EGR cooler 18 as exhaust gas cooling means for recirculation, and an EGR valve 20 for adjusting the amount of suction of the recirculation exhaust gas Have. The EGR body case 17 incorporates an intake throttle valve (not shown) that adjusts the amount of fresh air sucked.

上記の構成により、再循環排気ガス管１９にＥＧＲバルブ２０を介してＥＧＲ本体ケース１７を連通させ、エンジン１から排気マニホールド６に排出した排気ガスの一部が吸気マニホールド３からエンジン１に還流されることによって、エンジン１の燃焼温度が下がり、エンジン１からの窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が低減され、且つエンジン１の燃費が向上される。 With the above configuration, the EGR main body case 17 communicates with the recirculated exhaust gas pipe 19 via the EGR valve 20, and a part of the exhaust gas discharged from the engine 1 to the exhaust manifold 6 is recirculated from the intake manifold 3 to the engine 1. Thus, the combustion temperature of the engine 1 is lowered, the amount of nitrogen oxide (NOx) discharged from the engine 1 is reduced, and the fuel consumption of the engine 1 is improved.

なお、シリンダブロック５内とラジエータ（図示省略）に冷却水を循環させる冷却水ポンプ２１を備える。エンジン１の前面に冷却水ポンプ２１を配置する。エンジン出力軸４の前端部にＶベルト２２等を介して冷却水ポンプ２１を連結し、冷却水ポンプ２１を駆動する。一方、冷却水ポンプ２１には冷却水パイプ２３を介してＥＧＲクーラ１８を接続する。冷却水ポンプ２１から、ＥＧＲクーラ１８を介して、シリンダブロック５内に冷却水を送り込むように構成している。 A cooling water pump 21 for circulating cooling water in the cylinder block 5 and a radiator (not shown) is provided. A cooling water pump 21 is disposed in front of the engine 1. A cooling water pump 21 is connected to the front end portion of the engine output shaft 4 via a V belt 22 or the like, and the cooling water pump 21 is driven. On the other hand, an EGR cooler 18 is connected to the cooling water pump 21 via a cooling water pipe 23. The cooling water pump 21 is configured to send cooling water into the cylinder block 5 via the EGR cooler 18.

また、排気マニホールド６の後端部に排気継手体６０をダイキャスト加工で一体的に形成する。排気継手体６０に、ベローズ状伸縮管３６を介して排気管３２を接続する。すなわち、排気継手体６０の下面側からベローズ状伸縮管３６を下向きに延設し、ベローズ状伸縮管３６下端側の出口に、排気管３２上端側の入口を例えば金属製締結バンドで着脱可能に連結している。ベローズ状伸縮管３６の下端側から排気管３２を下向きから後向きに折れ曲がるように延設し、排気管３２の後端側に消音器３８とテールパイプ３９とを接続している（図１参照）。エンジン１の各気筒Ａ〜Ｄから排気マニホールド６に排出された排気ガスは、ベローズ状伸縮管３６、排気管３２及び消音器３８を経由して、テールパイプ３９から外部に放出される。 Further, an exhaust joint body 60 is integrally formed at the rear end portion of the exhaust manifold 6 by die casting. The exhaust pipe 32 is connected to the exhaust joint body 60 via the bellows-like expansion and contraction pipe 36. That is, the bellows-like expansion and contraction pipe 36 is extended downward from the lower surface side of the exhaust joint body 60, and the outlet on the lower end side of the bellows-like expansion and contraction pipe 36 is detachable with, for example, a metal fastening band. It is connected. The exhaust pipe 32 extends from the lower end side of the bellows-like telescopic pipe 36 so as to bend downward from the lower side, and a silencer 38 and a tail pipe 39 are connected to the rear end side of the exhaust pipe 32 (see FIG. 1). . Exhaust gas discharged from the cylinders A to D of the engine 1 to the exhaust manifold 6 is discharged to the outside from the tail pipe 39 via the bellows-type telescopic pipe 36, the exhaust pipe 32, and the silencer 38.

次に、図５及び図７を参照しながら、エンジン１の燃料系統構造を説明する。図５及び図７に示す如く、エンジン１に設けた４気筒分の各インジェクタ４１に、コモンレール式燃料噴射装置（燃料ポンプ４２及びコモンレール４３）を介して、燃料タンク（図示省略）を接続する。各インジェクタ４１は、電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ（図示省略）を有する。シリンダヘッド２の右側面にコモンレール４３を固着し、吸気マニホールド３の下方側に近接させてコモンレール４３を配置し、吸気マニホールド３及び排気ガス再循環装置１５に近接させてコモンレール４３を設けている。 Next, the fuel system structure of the engine 1 will be described with reference to FIGS. 5 and 7. As shown in FIGS. 5 and 7, a fuel tank (not shown) is connected to each of the four cylinder injectors 41 provided in the engine 1 via a common rail fuel injection device (a fuel pump 42 and a common rail 43). Each injector 41 has an electromagnetic switching control type fuel injection valve (not shown). A common rail 43 is fixed to the right side surface of the cylinder head 2, the common rail 43 is disposed close to the lower side of the intake manifold 3, and the common rail 43 is provided close to the intake manifold 3 and the exhaust gas recirculation device 15.

図５及び図７に示す如く、燃料ポンプ４２の吸入側には、燃料フィルタ４４及び低圧管４５を介して燃料タンクが接続される。燃料タンク内の燃料が燃料フィルタ４４及び低圧管４５を介して燃料ポンプ４２に吸込まれる。一方、燃料ポンプ４２の吐出側には、高圧管４６を介してコモンレール４３が接続される。円筒状のコモンレール４３の長手方向の中間に高圧管４６を連結している。また、コモンレール４３には、４本の燃料噴射管４７を介して４気筒分の各インジェクタ４１がそれぞれ接続されている。円筒状のコモンレール４３の長手方向に４気筒分の燃料噴射管４７の端部をそれぞれ連結している。 As shown in FIGS. 5 and 7, a fuel tank is connected to the suction side of the fuel pump 42 via a fuel filter 44 and a low pressure pipe 45. The fuel in the fuel tank is sucked into the fuel pump 42 through the fuel filter 44 and the low pressure pipe 45. On the other hand, a common rail 43 is connected to the discharge side of the fuel pump 42 via a high-pressure pipe 46. A high pressure pipe 46 is connected to the middle of the cylindrical common rail 43 in the longitudinal direction. In addition, injectors 41 for four cylinders are connected to the common rail 43 through four fuel injection pipes 47, respectively. The ends of the fuel injection pipes 47 for four cylinders are connected in the longitudinal direction of the cylindrical common rail 43.

上記の構成により、燃料タンクの燃料が燃料ポンプ４２によってコモンレール４３に圧送され、高圧の燃料がコモンレール４３に蓄えられる。各インジェクタ４１の燃料噴射バルブがそれぞれ開閉制御されることによって、コモンレール４３内の高圧の燃料が各インジェクタ４１からエンジン１の各気筒Ａ〜Ｄに噴射される。すなわち、各インジェクタ４１の燃料噴射バルブを電子制御することによって、各インジェクタ４１から供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）を高精度にコントロールできる。従って、エンジン１から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減できる。エンジン１の騒音振動を低減できる。 With the above configuration, fuel in the fuel tank is pumped to the common rail 43 by the fuel pump 42, and high-pressure fuel is stored in the common rail 43. By opening and closing the fuel injection valves of the injectors 41, high-pressure fuel in the common rail 43 is injected from the injectors 41 to the cylinders A to D of the engine 1. That is, by electronically controlling the fuel injection valve of each injector 41, the injection pressure, injection timing, and injection period (injection amount) of the fuel supplied from each injector 41 can be controlled with high accuracy. Therefore, nitrogen oxides (NOx) discharged from the engine 1 can be reduced. The noise vibration of the engine 1 can be reduced.

なお、燃料ポンプ４２はエンジン出力軸４で駆動される。図示は省略するが、燃料タンクに燃料戻り管を介して燃料ポンプ４２を接続する。円筒状のコモンレール４３の長手方向の端部に、コモンレール４３内の燃料の圧力を制限する戻り管コネクタを介して、コモンレール戻り管を接続している。すなわち、燃料ポンプ４２及びコモンレール４３の余剰燃料は、燃料戻り管及びコモンレール戻り管を介して燃料タンク４８に回収される。 The fuel pump 42 is driven by the engine output shaft 4. Although not shown, a fuel pump 42 is connected to the fuel tank via a fuel return pipe. A common rail return pipe is connected to the end of the cylindrical common rail 43 in the longitudinal direction via a return pipe connector that limits the pressure of fuel in the common rail 43. That is, surplus fuel in the fuel pump 42 and the common rail 43 is recovered in the fuel tank 48 via the fuel return pipe and the common rail return pipe.

次に、図１及び図２を参照して、エンジン１の使用例を説明する。図１及び図２に示す
如く、トラクタ（図示省略）で牽引するトレーラ車体５１に、冷凍貨物等を輸送する四角箱型の貨物輸送用のコンテナ５２を搭載する。トレーラ車体５１は、収納可能な前部支脚体５３と後車輪５４とで水平に支持され、一定場所に保管される一方、前部支脚体５３を収納して、トラクタの後部にトレーラ車体５１の前部を連結し、トラクタにてトレーラ車体５１を牽引するように構成している。 Next, a usage example of the engine 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIGS. 1 and 2, a square box type cargo transport container 52 for transporting frozen cargo or the like is mounted on a trailer vehicle body 51 towed by a tractor (not shown). The trailer vehicle body 51 is supported horizontally by a retractable front support leg 53 and a rear wheel 54 and stored in a fixed place, while the front support leg 53 is stored and the trailer vehicle body 51 is placed at the rear of the tractor. The front part is connected, and the trailer vehicle body 51 is configured to be pulled by a tractor.

また、コンテナ５２の前面部に空気調和機器用の空調ハウジング５５を設ける。該コンテナ５２内の温度をコントロールする空気調和機器（図示省略）が空調ハウジング５５に内設される。空調ハウジング５５の下方にエンジンルーム５６を形成する。エンジン１と、前記空気調和機器の一部であるコンプレッサ７を、エンジンルーム５６内に設置する。エンジン１によってコンプレッサ７を作動し、コンプレッサ７で空気調和機器の冷媒を圧縮することにより、コンテナ５２内の温度を、冷凍貨物の保存に適した保冷温度（例えば−２０℃程度）に保持するように構成する。なお、図１に示す如く、燃料フィルタ４４は、エンジン１が設置される空調ハウジング５５の機枠５８側に燃料フィルタ４４を配置させ、エンジンルーム５６の上部に燃料フィルタ４４を支持させ、エンジン１の燃料ポンプ４２に燃料フィルタ４４を接続させるように構成している。 In addition, an air conditioning housing 55 for air conditioning equipment is provided on the front surface of the container 52. An air conditioner (not shown) for controlling the temperature in the container 52 is installed in the air conditioning housing 55. An engine room 56 is formed below the air conditioning housing 55. The engine 1 and the compressor 7 that is a part of the air conditioner are installed in the engine room 56. By operating the compressor 7 by the engine 1 and compressing the refrigerant of the air-conditioning apparatus by the compressor 7, the temperature in the container 52 is maintained at a cold insulation temperature (for example, about −20 ° C.) suitable for storing frozen cargo. Configure. As shown in FIG. 1, in the fuel filter 44, the fuel filter 44 is disposed on the side of the machine frame 58 of the air conditioning housing 55 in which the engine 1 is installed, and the fuel filter 44 is supported on the upper portion of the engine room 56. A fuel filter 44 is connected to the fuel pump 42.

図１及び図２に示す如く、エンジンルーム５６の前面部にメンテナンス用ドア５７を開閉可能に設ける。ドア５７を開放作動させることによって、エンジンルーム５６の前面が前方に向けて開放されるように構成する。また、コンテナ５２の左側方向にエンジン１の正面を向け、コンテナ５２の正面に向かってエンジンルーム５６の右側にエンジン１を配置し、エンジンルーム５６の左側にコンプレッサ７を配置する。すなわち、前記エンジンルーム５６の前面開口に、エンジン１の右側面とコンプレッサ７の右側面を対向させるように構成する。 As shown in FIGS. 1 and 2, a maintenance door 57 is provided on the front surface of the engine room 56 so as to be openable and closable. By opening the door 57, the front surface of the engine room 56 is opened forward. The engine 1 is disposed on the right side of the engine room 56 toward the front of the container 52, and the compressor 7 is disposed on the left side of the engine room 56. That is, the right side surface of the engine 1 and the right side surface of the compressor 7 are opposed to the front opening of the engine room 56.

更に、図１及び図２に示す如く、エンジン１の右側には吸気マニホールド３を配置している。エンジン１の吸気マニホールド３設置側に、排気ガス再循環バルブとしてのＥＧＲバルブ２０とコモンレール４３とを配置すると共に、吸気マニホールド３設置側に隣接するエンジン１の側面に、再循環用排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ１８を設け、エンジン１を収容したエンジンルーム５６のメンテナンス用ドア５７に、エンジン１の吸気マニホールド３設置側を対面させている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, an intake manifold 3 is disposed on the right side of the engine 1. An EGR valve 20 as an exhaust gas recirculation valve and a common rail 43 are arranged on the intake manifold 3 installation side of the engine 1 and the recirculation exhaust gas is cooled on the side surface of the engine 1 adjacent to the intake manifold 3 installation side. An EGR cooler 18 is provided, and a maintenance door 57 of an engine room 56 in which the engine 1 is accommodated faces the intake manifold 3 installation side of the engine 1.

また、エンジン１の吸気マニホールド３設置側において、オイルパン１１上面の給油口を閉塞するエンジンオイル用給油蓋６１と、エンジンオイル濾過用のオイルフィルタ６２と、エンジン１始動用のスタータ６３と、燃料ポンプ４２とを設ける。一方、エンジン１の上面に各インジェクタ４１を配置している。なお、オイルパン１１の側面のうち、吸気マニホールド３設置側の側面下部に、オイルパン１１内のオイルを抜取るためのドレンキャップ６４を設けている。 Further, on the side of the intake manifold 3 where the engine 1 is installed, an oil cover 61 for engine oil that closes the oil supply port on the upper surface of the oil pan 11, an oil filter 62 for filtering engine oil, a starter 63 for starting engine 1, and fuel A pump 42 is provided. On the other hand, each injector 41 is arranged on the upper surface of the engine 1. In addition, a drain cap 64 for extracting oil from the oil pan 11 is provided at a lower portion of the side surface of the oil pan 11 on the intake manifold 3 installation side.

上記の構成により、トレーラ車体５１前部に居る作業者は、ＥＧＲバルブ２０、コモンレール４３及びＥＧＲクーラ１８の保守点検作業等をエンジンルーム５６の前面開口側から実行できる。一方、エンジンオイル用給油蓋６１を開閉する給油口へのエンジンオイル給油作業、オイルフィルタ６２の交換作業、スタータ６３、燃料ポンプ４２及び各インジェクタ４１等の保守点検作業も前記と同様に、エンジンルーム５６の前面開口側から実行できる。 With the above configuration, the worker in the front part of the trailer vehicle body 51 can perform maintenance and inspection work for the EGR valve 20, the common rail 43, and the EGR cooler 18 from the front opening side of the engine room 56. On the other hand, in the same manner as described above, the engine oil refueling work to the oil filling opening for opening and closing the engine oil refueling cover 61, the replacement work of the oil filter 62, and the maintenance and inspection work of the starter 63, the fuel pump 42, each injector 41, etc. It can be executed from 56 front opening sides.

次に、図９〜図１６を参照しながら、排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体のエンジン１に対する搭載構造について説明する。図９〜図１６に示す例では、排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体１００で構成している。詳細な図示は省略するが、金属担体１００は、例えばショベル状又はブレー
ド状の複数の切り欠きを有するメタル波板と多孔性の平板（フリース）とを積層して構成される。図９〜図１６に示す例ではいずれも、エンジン１の排気経路（エンジン１からテールパイプ３９に至る排気ガス排出用の経路）のうちエンジン１内部に金属担体１００を収容している。 Next, a mounting structure of the exhaust gas purifier for removing air pollutants in the exhaust gas with respect to the engine 1 will be described with reference to FIGS. In the example shown in FIGS. 9 to 16, the exhaust gas purifier that removes air pollutants in the exhaust gas is constituted by the flow-through type metal carrier 100. Although not shown in detail, the metal carrier 100 is configured by laminating a metal corrugated plate having a plurality of excavators or blades and a porous flat plate (fleece), for example. In any of the examples shown in FIGS. 9 to 16, the metal carrier 100 is housed inside the engine 1 in the exhaust path of the engine 1 (exhaust gas exhaust path from the engine 1 to the tail pipe 39).

このように構成すると、前記従来のような大型の排気ガス浄化装置（ケーシング内に酸化触媒とスートフィルタとを直列に並べて収容したもの）が不要になり、エンジン１の排気圧力損失を格段に抑制できる。金属担体１００は高温の排気ガスに常時接触することになるから、金属担体１００の浄化性能を容易に維持できる。 This configuration eliminates the need for a large exhaust gas purification apparatus (contains an oxidation catalyst and a soot filter arranged in series in a casing) as in the prior art, and significantly suppresses the exhaust pressure loss of the engine 1. it can. Since the metal carrier 100 is always in contact with the high-temperature exhaust gas, the purification performance of the metal carrier 100 can be easily maintained.

図９は排気ガス浄化体の搭載構造の第１例を示している。第１例では、シリンダヘッド２の排気出口部２ｃ又は排気マニホールド６の排気入口部６ａに、金属担体１００としての酸化触媒１０１を内蔵している。酸化触媒１０１は、排気ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯ（一酸化窒素）及びＳＯＦ（可溶性有機成分）を除去するものであり、白金族金属を含有するか被覆（コーティング）したフロースルー型の構造になっている。実施形態のエンジン１は４気筒であるため、第１例では各気筒Ａ〜Ｄに対応して合計４個の酸化触媒１０１を備えている。この場合、各気筒Ａ〜Ｄに対応した酸化触媒１０１は、シリンダヘッド２の排気出口部２ｃと排気マニホールド６の排気入口部６ａとに跨った状態で嵌め込まれている。なお、各酸化触媒１０１はシリンダヘッド２の排気出口部２ｃ側に片寄らせて装着してもよいし、排気マニホールド６の排気入口部６ａ側に片寄らせて装着してもよい。 FIG. 9 shows a first example of an exhaust gas purifying body mounting structure. In the first example, an oxidation catalyst 101 as a metal carrier 100 is built in the exhaust outlet 2 c of the cylinder head 2 or the exhaust inlet 6 a of the exhaust manifold 6. The oxidation catalyst 101 removes CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbon), NO (nitrogen monoxide) and SOF (soluble organic component) in the exhaust gas, and contains or covers a platinum group metal. (Coated) flow-through type structure. Since the engine 1 of the embodiment has four cylinders, the first example includes a total of four oxidation catalysts 101 corresponding to the respective cylinders A to D. In this case, the oxidation catalyst 101 corresponding to each cylinder A to D is fitted in a state straddling the exhaust outlet portion 2 c of the cylinder head 2 and the exhaust inlet portion 6 a of the exhaust manifold 6. Each oxidation catalyst 101 may be mounted while being offset toward the exhaust outlet portion 2 c side of the cylinder head 2, or may be attached while being shifted toward the exhaust inlet portion 6 a side of the exhaust manifold 6.

このように構成すると、シリンダヘッド２又は排気マニホールド６に酸化触媒１０１（金属担体１００）を予め組み付けた状態でエンジン１を組み立てでき、エンジン１の内部に酸化触媒１０１（金属担体１００）を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。また、酸化触媒１０１は高温の排気ガスに常時接触することになり、エンジン１の駆動状態に拘らず酸化触媒１０１の酸化性能を容易に確保できる。酸化触媒１０１よりも下流側に後処理装置（例えば粒子状物質フィルタ１０２やスートフィルタ等）を配置する場合であっても、後処理装置をコンパクトに構成できる。また、後処理装置自体の省略も可能である。排気ガスの一部を再循環排気ガス（ＥＧＲガス）として吸気系に還流させる排気ガス再循環装置１５（ＥＧＲ装置）を備えた場合、酸化触媒１０１によってＥＧＲガス中の未燃燃料（ＨＣ等）を浄化できるから、排気ガス再循環装置１５の汚損を防止できる。 With this configuration, the engine 1 can be assembled in a state where the oxidation catalyst 101 (metal carrier 100) is pre-assembled in the cylinder head 2 or the exhaust manifold 6, and the oxidation catalyst 101 (metal carrier 100) can be easily installed inside the engine 1. Can be attached. Contributes to improved assembly workability and process savings on the engine production line. Further, the oxidation catalyst 101 is always in contact with the high-temperature exhaust gas, and the oxidation performance of the oxidation catalyst 101 can be easily ensured regardless of the driving state of the engine 1. Even when the post-processing device (for example, the particulate matter filter 102 or the soot filter) is disposed downstream of the oxidation catalyst 101, the post-processing device can be configured compactly. Further, the post-processing device itself can be omitted. When the exhaust gas recirculation device 15 (EGR device) that recirculates a part of the exhaust gas as recirculation exhaust gas (EGR gas) to the intake system is provided, unburned fuel (HC, etc.) in the EGR gas by the oxidation catalyst 101 Therefore, the exhaust gas recirculation device 15 can be prevented from being polluted.

図１０は排気ガス浄化体の搭載構造の第２例を示している。第２例では、シリンダヘッド２の排気出口部２ｃ又は排気マニホールド６の排気入口部６ａに、金属担体１００としての粒子状物質フィルタ１０２を内蔵している。粒子状物質フィルタ１０２は排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させるものであり、ショベル状又はブレード状の複数の切り欠きを有するメタル波板と多孔性の平板（フリース）とを積層したフロースルー型の構造になっている。メタル波板と平板とで形成された多数のセルに流入した排気ガスは、途中のショベル又はブレードによって径方向にある平板に導入され、当該平板を通過する際に粒子状物質が捕捉される。第２例でも第１例と同様に、各気筒Ａ〜Ｄに対応して合計４個の粒子状物質フィルタ１０２を備えている。この場合、各気筒Ａ〜Ｄに対応した粒子状物質フィルタ１０２は、シリンダヘッド２の排気出口部２ｃと排気マニホールド６の排気入口部６ａとに跨った状態で嵌め込まれている。 FIG. 10 shows a second example of the exhaust gas purifying body mounting structure. In the second example, the particulate matter filter 102 as the metal carrier 100 is built in the exhaust outlet 2 c of the cylinder head 2 or the exhaust inlet 6 a of the exhaust manifold 6. The particulate matter filter 102 collects and burns particulate matter in the exhaust gas, and is formed by laminating a metal corrugated plate having a plurality of excavators or blades and a porous flat plate (fleece). It has a flow-through structure. Exhaust gas that has flowed into a large number of cells formed of metal corrugated plates and flat plates is introduced into a flat plate in the radial direction by a shovel or blade on the way, and particulate matter is captured when passing through the flat plates. Similarly to the first example, the second example includes a total of four particulate matter filters 102 corresponding to the respective cylinders A to D. In this case, the particulate matter filter 102 corresponding to each cylinder A to D is fitted in a state straddling the exhaust outlet portion 2 c of the cylinder head 2 and the exhaust inlet portion 6 a of the exhaust manifold 6.

なお、粒子状物質フィルタ１０２に、例えば白金族金属等の触媒を含有させたり被覆（コーティング）したりすることによって、酸化触媒１０１としての機能を兼ね備えさせてもよい。また、各粒子状物質フィルタ１０２はシリンダヘッド２の排気出口部２ｃ側に片寄らせて装着してもよいし、排気マニホールド６の排気入口部６ａ側に片寄らせて装着し
てもよい。 Note that the particulate matter filter 102 may have a function as the oxidation catalyst 101 by containing or coating (coating) a catalyst such as a platinum group metal. Each particulate matter filter 102 may be attached to the exhaust outlet 2c side of the cylinder head 2 so as to be offset, or may be attached to the exhaust inlet 6a side of the exhaust manifold 6 so as to be offset.

このように構成すると、シリンダヘッド２又は排気マニホールド６に粒子状物質フィルタ１０２（金属担体１００）を予め組み付けた状態でエンジン１を組み立てでき、エンジン１の内部に粒子状物質フィルタ１０２（金属担体１００）を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。また、粒子状物質フィルタ１０２は高温の排気ガスに常時接触することになり、粒子状物質フィルタ１０２で捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できると共に、粒子状物質フィルタ１０２よりも下流側に後処理装置（例えばスートフィルタ等）を配置しなくて済む。 With this configuration, the engine 1 can be assembled in a state where the particulate matter filter 102 (metal carrier 100) is pre-assembled in the cylinder head 2 or the exhaust manifold 6, and the particulate matter filter 102 (metal carrier 100 is placed inside the engine 1. ) Can be installed easily. Contributes to improved assembly workability and process savings on the engine production line. In addition, the particulate matter filter 102 is always in contact with the high-temperature exhaust gas, so that the particulate matter collected by the particulate matter filter 102 can be easily reburned and further downstream from the particulate matter filter 102. It is not necessary to arrange a post-processing device (for example, a soot filter).

図１１は排気ガス浄化体の搭載構造の第３例を示している。第３例では、排気マニホールド６の排気中途部６ｂに第１例と同様の酸化触媒１０１を内蔵している。この場合、排気中途部６ｂのうち第１気筒Ａと第２気筒Ｂとの間、第２気筒Ｂと第３気筒Ｃとの間、第３気筒Ｃと第４気筒Ｄとの間、並びに第４気筒Ｄと排気出口部６ｃとの間に、それぞれ酸化触媒１０１を嵌め込み装着している。なお、第３例の酸化触媒１０１は少なくとも、排気中途部６ｂのうち第４気筒Ｄと排気出口部６ｃとの間に１つあれば足りる。このように構成した場合も、第１例と同様の作用効果を奏する。 FIG. 11 shows a third example of the exhaust gas purifying body mounting structure. In the third example, an oxidation catalyst 101 similar to that in the first example is built in the exhaust midway portion 6 b of the exhaust manifold 6. In this case, in the exhaust midway 6b, between the first cylinder A and the second cylinder B, between the second cylinder B and the third cylinder C, between the third cylinder C and the fourth cylinder D, and An oxidation catalyst 101 is fitted and installed between the four cylinders D and the exhaust outlet 6c. Note that at least one oxidation catalyst 101 of the third example is required between the fourth cylinder D and the exhaust outlet portion 6c in the exhaust midway portion 6b. Also when comprised in this way, there exists an effect similar to a 1st example.

図１２は排気ガス浄化体の搭載構造の第４例を示している。第４例では、排気マニホールド６の排気中途部６ｂに第２例と同様の粒子状物質フィルタ１０２を内蔵している。この場合、排気中途部６ｂのうち第１気筒Ａと第２気筒Ｂとの間、第２気筒Ｂと第３気筒Ｃとの間、第３気筒Ｃと第４気筒Ｄとの間、並びに第４気筒Ｄと排気出口部６ｃとの間に、それぞれ粒子状物質フィルタ１０２を嵌め込み装着している。なお、第４例の粒子状物質フィルタ１０２は少なくとも、排気中途部６ｂのうち第４気筒Ｄと排気出口部６ｃとの間に１つあれば足りる。このように構成した場合も、第２例と同様の作用効果を奏する。 FIG. 12 shows a fourth example of the exhaust gas purifying body mounting structure. In the fourth example, a particulate matter filter 102 similar to that in the second example is built in the exhaust midway portion 6 b of the exhaust manifold 6. In this case, in the exhaust midway 6b, between the first cylinder A and the second cylinder B, between the second cylinder B and the third cylinder C, between the third cylinder C and the fourth cylinder D, and Particulate matter filters 102 are fitted and mounted between the four cylinders D and the exhaust outlet 6c. Note that at least one particulate matter filter 102 in the fourth example is required between the fourth cylinder D and the exhaust outlet portion 6c in the exhaust midway portion 6b. Also when comprised in this way, there exists an effect similar to a 2nd example.

図１３は排気ガス浄化体の搭載構造の第５例を示している。第５例では、排気マニホールド６の排気出口部６ｃに第１例と同様の酸化触媒１０１を内蔵している（嵌め込み装着している）。このように構成した場合も第１例と同様の作用効果を奏する。特に排気マニホールド６の排気出口部６ｃに酸化触媒１０１を１つ嵌め込むだけで済むから、部品点数が少なくて済むと共に、エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に対してより効果的である。 FIG. 13 shows a fifth example of the exhaust gas purifying body mounting structure. In the fifth example, an oxidation catalyst 101 similar to that in the first example is built in (attached to) the exhaust outlet portion 6c of the exhaust manifold 6. Also when comprised in this way, there exists an effect similar to a 1st example. In particular, since only one oxidation catalyst 101 needs to be fitted into the exhaust outlet portion 6c of the exhaust manifold 6, the number of parts can be reduced, and the assembly workability in the engine production line can be improved and the process can be further saved. Is.

図１４は排気ガス浄化体の搭載構造の第６例を示している。第６例では、排気マニホールド６の排気出口部６ｃに第２例と同様の粒子状物質フィルタ１０２を内蔵している（嵌め込み装着している）。このように構成した場合も第２例と同様の作用効果を奏する。特に排気マニホールド６の排気出口部６ｃに粒子状物質フィルタ１０２を１つ嵌め込むだけで済むから、部品点数が少なくて済むと共に、エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に対してより効果的である。 FIG. 14 shows a sixth example of the exhaust gas purification body mounting structure. In the sixth example, a particulate matter filter 102 similar to that in the second example is built in (attached to) the exhaust outlet 6c of the exhaust manifold 6. Also when comprised in this way, there exists an effect similar to a 2nd example. In particular, since only one particulate matter filter 102 needs to be fitted in the exhaust outlet 6c of the exhaust manifold 6, the number of parts can be reduced, and the assembly workability in the engine production line can be improved and the number of processes can be reduced. More effective.

図１５〜図１７は排気ガス浄化体の搭載構造の第７例〜第９例を示している。第７例〜第９例は、エンジン１の排気経路のうちエンジン１内部の排気上流側に酸化触媒１０１を位置させ、排気下流側に粒子状物質フィルタ１０２を位置させたものである。第７例は第１例と第４例との組合せであり、シリンダヘッド２の排気出口部２ｃ又は排気マニホールド６の排気入口部６ａに酸化触媒１０１を嵌め込み装着し、排気マニホールド６の排気中途部６ｂに粒子状物質フィルタ１０２を嵌め込み装着している。第８例は第１例と第６例との組合せであり、シリンダヘッド２の排気出口部２ｃ又は排気マニホールド６の排気入口部６ａに酸化触媒１０１を嵌め込み装着し、排気マニホールド６の排気出口部６ｃに粒子状物質フィルタ１０２を嵌め込み装着している。第９例は第３例と第６例との組合せであり、排気マニホールド６の排気中途部６ｂに酸化触媒１０１を嵌め込み装着し、排気マ
ニホールド６の排気出口部６ｃに粒子状物質フィルタ１０２を嵌め込み装着している。 15 to 17 show the seventh to ninth examples of the exhaust gas purifying body mounting structure. In the seventh to ninth examples, the oxidation catalyst 101 is positioned on the exhaust upstream side of the engine 1 in the exhaust path of the engine 1, and the particulate matter filter 102 is positioned on the exhaust downstream side. The seventh example is a combination of the first example and the fourth example. The oxidation catalyst 101 is fitted into the exhaust outlet portion 2 c of the cylinder head 2 or the exhaust inlet portion 6 a of the exhaust manifold 6, and the exhaust middle portion of the exhaust manifold 6 is attached. A particulate matter filter 102 is fitted and attached to 6b. The eighth example is a combination of the first example and the sixth example. The oxidation catalyst 101 is fitted into the exhaust outlet portion 2c of the cylinder head 2 or the exhaust inlet portion 6a of the exhaust manifold 6, and the exhaust outlet portion of the exhaust manifold 6 is installed. A particulate matter filter 102 is fitted and attached to 6c. The ninth example is a combination of the third example and the sixth example. The oxidation catalyst 101 is fitted and attached to the exhaust middle part 6 b of the exhaust manifold 6, and the particulate matter filter 102 is fitted to the exhaust outlet part 6 c of the exhaust manifold 6. Wearing.

第７例〜第９例のように構成すると、エンジン１の排気経路のうちエンジン１内部の排気上流側に酸化触媒１０１が位置し、排気下流側に粒子状物質フィルタ１０２が位置することになるから、エンジン１の駆動状態に拘らず酸化触媒１０１の酸化性能を容易に確保しながら、粒子状物質フィルタ１０２で捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できる。前記従来のような大型の排気ガス浄化装置が存在しないにも拘らず、排気ガス中の大気汚染物質を高精度に除去できると共に、エンジン装置全体としてはコンパクトに構成できる（エンジン１単体と変わらない大きさにできる）。 When configured as in the seventh to ninth examples, the oxidation catalyst 101 is located on the exhaust upstream side of the engine 1 in the exhaust path of the engine 1, and the particulate matter filter 102 is located on the exhaust downstream side. Therefore, the particulate matter collected by the particulate matter filter 102 can be easily reburned while easily securing the oxidation performance of the oxidation catalyst 101 regardless of the driving state of the engine 1. Despite the absence of a large exhaust gas purification device as in the prior art, air pollutants in the exhaust gas can be removed with high accuracy, and the entire engine device can be configured compactly (the same as the engine 1 alone). Can be sized).

本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms. The configuration of each part is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

Ａ〜Ｄ気筒
１エンジン
２シリンダヘッド
２ｃ排気出口部
５シリンダブロック
６排気マニホールド
６ａ排気入口部
６ｂ排気中途部
６ｃ排気出口部
１５排気ガス再循環装置
１００金属担体
１０１酸化触媒
１０２粒子状物質フィルタ A to D Cylinder 1 Engine 2 Cylinder head 2c Exhaust outlet 5 Cylinder block 6 Exhaust manifold 6a Exhaust inlet 6b Exhaust midway 6c Exhaust outlet 15 Exhaust gas recirculation device 100 Metal carrier 101 Oxidation catalyst 102 Particulate matter filter

Claims

エンジンから排出した排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体を備えているエンジン装置において、
前記排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体で構成し、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部に前記金属担体を収容している、
エンジン装置。 In an engine device having an exhaust gas purifier that removes air pollutants in exhaust gas discharged from an engine,
The exhaust gas purifier is composed of a flow-through type metal carrier, and the metal carrier is accommodated inside the engine in the exhaust path of the engine.
Engine equipment.

前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部に前記金属担体を内蔵している、
請求項１に記載のエンジン装置。 The metal carrier is built in an exhaust outlet of a cylinder head provided in the engine,
The engine device according to claim 1.

前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に前記金属担体を内蔵している、請求項１に記載のエンジン装置。 The engine apparatus according to claim 1, wherein the metal carrier is incorporated in an exhaust inlet portion of an exhaust manifold provided in the engine.

前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に前記金属担体を内蔵している、
請求項１に記載のエンジン装置。 The metal carrier is incorporated in the exhaust halfway part or exhaust outlet part of the exhaust manifold provided in the engine,
The engine device according to claim 1.

前記金属担体は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒である、
請求項１〜４のうちいずれかに記載のエンジン装置。 The metal carrier is an oxidation catalyst that removes carbon monoxide, hydrocarbons, nitric oxide and soluble organic components in the exhaust gas.
The engine apparatus in any one of Claims 1-4.

前記金属担体は、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタである、
請求項１〜４のうちいずれかに記載のエンジン装置。 The metal carrier is a particulate matter filter that collects and burns particulate matter in the exhaust gas.
The engine apparatus in any one of Claims 1-4.

前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部、若しくは前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部又は排気中途部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、
前記排気マニホールドの排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵している、
請求項１に記載のエンジン装置。 In the exhaust outlet part of the cylinder head provided in the engine, or the exhaust inlet part or the middle part of the exhaust manifold provided in the engine, as the metal carrier, carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen monoxide and While incorporating an oxidation catalyst to remove soluble organic components,
A particulate matter filter that collects and burns particulate matter in the exhaust gas as the metal carrier is built into the exhaust outlet portion of the exhaust manifold.
The engine device according to claim 1.

前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部又は前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、
前記排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵している、
請求項１に記載のエンジン装置。 Carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen monoxide and soluble organic components in the exhaust gas are removed as the metal carrier at the exhaust outlet of the cylinder head provided in the engine or the exhaust inlet of the exhaust manifold provided in the engine. While the built-in oxidation catalyst
A particulate matter filter that collects and burns particulate matter in the exhaust gas is incorporated as the metal carrier in the exhaust halfway portion or the exhaust outlet portion of the exhaust manifold.
The engine device according to claim 1.