JP2017145805A - Engine device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、例えば建設土木機械、農作業機及びエンジン発電機といった作業機に搭載される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 a work machine such as a construction engineering machine, a farm work machine, and an engine generator.
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建設土木機械、農作業機及びエンジン発電機等に、排気ガス中の大気汚染物質を浄化処理する排気ガス浄化装置を搭載することが望まれている。排気ガス浄化装置としては、排気ガス中の粒子状物質等を捕集する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(特許文献1〜3参照)。
In recent years, due to the application of high-order exhaust gas regulations related to diesel engines (hereinafter simply referred to as engines), air pollution substances in exhaust gas are introduced into construction civil engineering machinery, agricultural machinery and engine generators on which engines are mounted. It is desired to mount an exhaust gas purification device that performs purification. As an exhaust gas purification device, a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) that collects particulate matter or the like in exhaust gas is known (see
ところで、DPFにおいては、経年使用でスートフィルタに堆積する粒子状物質を、エンジンの駆動時に燃焼除去させてスートフィルタを再生させる技術がある。よく知られているように、スートフィルタ再生動作は、排気ガス温度が再生可能温度(例えば300℃程度)以上で生ずるから、DPFを通過する排気ガス温度は再生可能温度以上であることが望ましい。このため、以前から、DPFを排気ガス温度が高い位置、すなわちエンジンに直接搭載したいという要請がある。 By the way, in DPF, there exists a technique which regenerates a soot filter by carrying out combustion removal of the particulate matter which accumulates on a soot filter by use over time, when an engine is driven. As is well known, the soot filter regeneration operation occurs when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the reproducible temperature (for example, about 300 ° C.). For this reason, there has been a demand for mounting the DPF at a position where the exhaust gas temperature is high, that is, directly on the engine.
この点、特許文献3にはDPFをエンジンに直接搭載した構成が開示されている。しかし、特許文献3の構成では、エンジンに新気(外部空気)を取り込むための吸気口がDPFの下方位置に向けて開口されており、新気取込み径路がDPF直下をほぼ直線状に通っているので、新気がDPFからの熱によって加熱されやすい点において改善の余地があった。
In this regard,
本願発明は、上記のような現状を検討し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 examined and improved the above present condition.
本願発明にかかるエンジン装置は、エンジンからの排気ガスを浄化処理する排気ガス浄化装置を備えており、上記排気ガス浄化装置の長手方向が上記エンジンの出力軸と直交するように、上記排気ガス浄化装置を上記エンジンに搭載しているエンジン装置であって、上記出力軸に沿った上記エンジンの第1側面に過給機を設け、上記過給機におけるコンプレッサの吸気口は上記排気ガス浄化装置の下方位置に向けて開口されており、上記吸気口に一端が接続される吸気管は、その他端側を折り返したU字状を有しているものである。 An engine device according to the present invention includes an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas from an engine, and the exhaust gas purification device is arranged such that a longitudinal direction of the exhaust gas purification device is orthogonal to an output shaft of the engine. An engine device mounted on the engine, wherein a supercharger is provided on a first side surface of the engine along the output shaft, and an intake port of a compressor in the supercharger is provided in the exhaust gas purification device. The intake pipe that is open toward the lower position and has one end connected to the intake port has a U-shape with the other end folded back.
本願発明のエンジン装置において、例えば、上記出力軸に交差する上記エンジンの第2側面に、冷却ファン及び冷却水ポンプが配置されており、上記排気ガス浄化装置は上記冷却ファン及び上記冷却水ポンプの上方に配置されており、上記冷却水ポンプの冷却水出口が上記第1側面側に向けて開口されているようにしてもよい。 In the engine device of the present invention, for example, a cooling fan and a cooling water pump are disposed on a second side surface of the engine that intersects the output shaft, and the exhaust gas purification device includes the cooling fan and the cooling water pump. It is arrange | positioned upwards and you may make it the cooling water outlet of the said cooling water pump open toward the said 1st side surface side.
また、上記吸気管は、例えば、上記吸気管内の気体の状態を検出するセンサが取り付けられるセンサ取付け座と、上記センサから延びる配線を固定するための配線固定具を上記吸気管の下方に取付け可能な配線取付け座を備え、上記配線は、上記センサから上記排気ガス浄化装置とは反対方向へ導かれた後、上記吸気管の下方を通って上記排気ガス浄化装置の下方側へ導かれているようにしてもよい。 In addition, the intake pipe can be attached below the intake pipe, for example, a sensor mounting seat to which a sensor for detecting the state of gas in the intake pipe is attached and a wiring fixture for fixing a wiring extending from the sensor A wiring mounting seat, and the wiring is led from the sensor in the opposite direction to the exhaust gas purification device, and then led to the lower side of the exhaust gas purification device through the lower part of the intake pipe. You may do it.
本願発明のエンジン装置は、出力軸に沿ったエンジンの第1側面に過給機を設け、過給機におけるコンプレッサの吸気口は排気ガス浄化装置の下方位置に向けて開口されており、上記吸気口に一端が接続される吸気管は、その他端側を折り返したU字状を有しているようにしたので、新気取込み径路を排気ガス浄化装置とは反対側へ導くことができ、新気取込み径路が排気ガス浄化装置から受ける熱の影響を低減することができる。 In the engine device of the present invention, a supercharger is provided on the first side surface of the engine along the output shaft, and an intake port of the compressor in the supercharger is opened toward a lower position of the exhaust gas purification device. The intake pipe with one end connected to the mouth has a U shape with the other end folded back, so the new air intake path can be led to the opposite side of the exhaust gas purification device. It is possible to reduce the influence of the heat that the air intake path receives from the exhaust gas purification device.
また、出力軸に交差するエンジンの第2側面に、冷却ファン及び冷却水ポンプが配置されており、排気ガス浄化装置は冷却ファン及び冷却水ポンプの上方に配置されているようにすれば、上記吸気管によって新気取込み径路を冷却ファンとは反対側へ配置することができ、エアクリーナ等の部品配置や、冷却ファンの大きさなどの設計自由度を向上させることができる。さらに、冷却水ポンプの冷却水出口が上記第1側面側に向けて開口されているようにすれば、上記吸気管の他端側が折り返されていることによって冷却水ポンプの冷却水出口に対する上記第1側面側の空間が大きく空いているので、ラジエータからの冷却水パイプを冷却水出口に接続する際の作業性が向上するとともに、当該冷却水パイプの配置の自由度が向上する。 Further, if the cooling fan and the cooling water pump are arranged on the second side surface of the engine that intersects the output shaft, and the exhaust gas purification device is arranged above the cooling fan and the cooling water pump, the above-mentioned A fresh air intake path can be arranged on the side opposite to the cooling fan by the intake pipe, and the degree of freedom in designing the arrangement of components such as an air cleaner and the size of the cooling fan can be improved. Further, if the cooling water outlet of the cooling water pump is opened toward the first side surface side, the other end side of the intake pipe is folded back, whereby the cooling water outlet with respect to the cooling water outlet of the cooling water pump. Since the space on the one side surface is large, workability when connecting the cooling water pipe from the radiator to the cooling water outlet is improved, and the degree of freedom of arrangement of the cooling water pipe is improved.
また、本願発明のエンジン装置において、吸気管は、吸気管内の気体の状態を検出するセンサが取り付けられるセンサ取付け座と、そのセンサから延びる配線を固定するための配線固定具を吸気管の下方に取付け可能な配線取付け座を備え、その配線は、センサから排気ガス浄化装置とは反対方向へ導かれた後、吸気管の下方を通って排気ガス浄化装置の下方側へ導かれているようにすれば、排気ガス浄化装置に対して露出される配線部分を低減でき、配線が排気ガス浄化装置から受ける熱の影響を低減することができる。 In the engine device of the present invention, the intake pipe includes a sensor mounting seat to which a sensor for detecting a gas state in the intake pipe is attached, and a wiring fixture for fixing a wiring extending from the sensor below the intake pipe. A wiring mounting seat that can be mounted is provided, and the wiring is led from the sensor in the opposite direction to the exhaust gas purification device, and then led to the lower side of the exhaust gas purification device through the lower part of the intake pipe. In this case, the wiring portion exposed to the exhaust gas purification device can be reduced, and the influence of the heat that the wiring receives from the exhaust gas purification device can be reduced.
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、図1〜図7を参照しながら、コモンレール式のエンジン1の概略構造について説明する。なお、以下の説明では、出力軸3に沿う両側部(出力軸3を挟んだ両側部)を左右、冷却ファン9配置側を前側(第2側面)、フライホイル11配置側を後側、排気マニホールド7配置側を左側(第1側面)、吸気マニホールド6配置側を右側と称し、これらを便宜的に、エンジン1における四方及び上下の位置関係の基準としている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a schematic structure of the
図1〜図7に示すように、建設土木機械や農作業機といった作業機に搭載される原動機としてのエンジン1は、連続再生式の排気ガス浄化装置2(DPF)を備えている。排気ガス浄化装置2によって、エンジン1から排出される排気ガス中の粒子状物質(PM)が除去されると共に、排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)が低減される。
As shown in FIGS. 1-7, the
エンジン1は、出力軸3(クランク軸)とピストン(図示省略)とを内蔵するシリンダブロック4を備える。シリンダブロック4上にシリンダヘッド5を搭載している。シリンダヘッド5の右側面に吸気マニホールド6を配置する。シリンダヘッド5の左側面に排気マニホールド7を配置する。すなわち、エンジン1において出力軸3に沿う両側面に、吸気マニホールド6と排気マニホールド7とを振り分けて配置する。シリンダヘッド5の上面にヘッドカバー8を配置する。エンジン1において出力軸3と交差する一側面(第2側面)、具体的にはシリンダブロック4の前面に、冷却ファン9を設ける。シリンダブロック4の後面にマウンティングプレート10を設ける。マウンティングプレート10に重なるようにフライホイル11を配置する。
The
出力軸3にフライホイル11を軸支する。作業機の作動部に出力軸3を介してエンジン1の動力を取り出すように構成している。また、シリンダブロック4の下面にはオイルパン12を配置する。オイルパン12内の潤滑油は、シリンダブロック4の右側面に配置されたオイルフィルタ13を介して、エンジン1の各潤滑部に供給される。
A
シリンダブロック4の右側面のうちオイルフィルタ13の上方(吸気マニホールド6の下方)には、燃料を供給するための燃料供給ポンプ14を取付ける。電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ(図示省略)付きの3気筒分のインジェクタ15をエンジン1に設ける。各インジェクタ15に、燃料供給ポンプ14及び円筒状のコモンレール16及び燃料フィルタ(図示省略)を介して、作業機に搭載される燃料タンク(図示省略)を接続する。
A
前記燃料タンクの燃料が燃料フィルタ(図示省略)を介して燃料供給ポンプ14からコモンレール16に圧送され、高圧の燃料がコモンレール16に蓄えられる。各インジェクタ15の燃料噴射バルブをそれぞれ開閉制御することによって、コモンレール16内の高圧の燃料が各インジェクタ15からエンジン1の各気筒に噴射される。なお、マウンティングプレート10にエンジン始動用スタータ18を設けている。エンジン始動用スタータ18のピニオンギヤはフライホイル11のリングギヤに噛み合っている。エンジン1を始動させる際は、エンジン始動用スタータ18の回転力にてフライホイル11のリングギヤを回転させることによって、出力軸3が回転開始する(いわゆるクランキングが実行される)。
Fuel in the fuel tank is pumped from the
シリンダヘッド5の前面側(冷却ファン9側)には、冷却水ポンプ21が冷却ファン9のファン軸と同軸状に配置されている。エンジン1の左側、具体的には冷却水ポンプ21の左側方に、エンジン1の動力にて発電する発電機としてのオルタネータ23が設けられている。出力軸3の回転にて、冷却ファン駆動用Vベルト22を介して、冷却ファン9と共に冷却水ポンプ21及びオルタネータ23が駆動する。作業機に搭載されるラジエータ(図示は省略)内の冷却水が、冷却水ポンプ21の駆動によって、シリンダブロック4及びシリンダヘッド5に供給され、エンジン1を冷却する。
A cooling
シリンダブロック4の左右側面の各下方側部位には、機関脚取付け部24がそれぞれ設けられている。各機関脚取付け部24には、防振ゴムを有する機関脚体(図示省略)をそれぞれボルト締結可能である。実施形態では、作業機における左右一対のエンジン支持シャーシ25にオイルパン12を挟持させ、当該オイルパン12側の機関脚取付け部24を各エンジン支持シャーシ25にボルト締結することによって、作業機の両エンジン支持シャーシ25がエンジン1を支持する。
Engine
なお、左右一対のエンジン支持シャーシ25には、ファンシュラウド20を背面側に取り付けたラジエータ(図示は省略)を、エンジン1の前面側に位置するように立設する。ファンシュラウド20は、冷却ファン9の外側(外周側)を囲っていて、ラジエータと冷却ファン9とを連通させている。冷却ファン9の回転によって、冷却風はラジエータに吹き当たり、その後、ラジエータからファンシュラウド20を経由してエンジン1に向けて流れる。
A pair of left and right
図4、図5等に示すように、吸気マニホールド6の入口部には、EGR装置26(排気ガス再循環装置)を介してエアクリーナ98(図17及び図18を参照)を連結する。EGR装置26は主としてエンジン1の右側、具体的にはシリンダヘッド5の右側方に配置されている。エアクリーナ98に吸い込まれた新気(外部空気)は、エアクリーナ98にて除塵及び浄化された後、吸気管65、ターボ過給機60のコンプレッサケース62(詳細は後述する)及びEGR装置26を介して吸気マニホールド6に送られ、エンジン1の各気筒に供給される。
As shown in FIGS. 4 and 5, an air cleaner 98 (see FIGS. 17 and 18) is connected to the inlet portion of the
EGR装置26は、エンジン1の排気ガスの一部(EGRガス)と新気とを混合させて吸気マニホールド6に供給するEGR本体ケース27と、コンプレッサケース62にEGR本体ケース27を連通させる吸気スロットル部材28と、排気マニホールド7にEGRクーラ29を介して接続される再循環排気ガス管30と、再循環排気ガス管30にEGR本体ケース27を連通させるEGRバルブ部材31とを備えている。
The
すなわち、吸気マニホールド6には、EGR本体ケース27を介して吸気スロットル部材28が連結されている。EGR本体ケース27には、再循環排気ガス管30の出口側を接続する。再循環排気ガス管30の入口側は、EGRクーラ29を介して排気マニホールド7に接続する。EGRバルブ部材31内のEGR弁の開度を調節することによって、EGR本体ケース27へのEGRガスの供給量が調節される。なお、EGR本体ケース27は、吸気マニホールド6に着脱可能にボルト締結される。
That is, the
上記の構成において、エアクリーナ98から吸気管65、コンプレッサケース62及び吸気スロットル部材28を介してEGR本体ケース27内に新気を供給する一方、排気マニホールド7からEGR本体ケース27内にEGRガスを供給する。エアクリーナ98からの新気と排気マニホールド7からのEGRガスとがEGR本体ケース27内で混合された後、当該混合ガスが吸気マニホールド6に供給される。エンジン1から排気マニホールド7に排出された排気ガスの一部を吸気マニホールド6からエンジン1に戻すことによって、高負荷運転時の最高燃焼温度が低下し、エンジン1からのNOx(窒素酸化物)の排出量が低減する。
In the above configuration, fresh air is supplied from the
シリンダヘッド5の左側方で排気マニホールド7の上方には、ターボ過給機60を配置する。ターボ過給機60は、タービンホイル内蔵のタービンケース61と、ブロアホイル内蔵のコンプレッサケース62とを備えている。排気マニホールド7の出口部にタービンケース61の排気ガス取込管63を連結する。タービンケース61の排気ガス排出管64には、排気ガス浄化装置2が接続される。すなわち、エンジン1の各気筒から排気マニホールド7に排出された排気ガスは、ターボ過給機60及び排気ガス浄化装置2等を経由して外部に放出される。
A
コンプレッサケース62の吸気取込側は、吸気管65を介してエアクリーナ98の吸気排出側に接続される。コンプレッサケース62の吸気排出側は、過給管66及びEGR装置26を介して吸気マニホールド6に接続される。すなわち、エアクリーナ98にて除塵された新気は、コンプレッサケース62から過給管66を介してEGR装置26に送られ、その後、エンジン1の各気筒に供給される。
The intake side of the
図1〜図3、図6及び図7に示すように、冷却水ポンプ21からの冷却水の一部は、シリンダブロック4から、冷却水中継パイプ83、EGRクーラ29、冷却水戻しパイプ84を介して、サーモスタットケース85に流される。サーモスタットケース85の上部に、ラジエータにつながる冷却水パイプと接続される冷却水出口を有するサーモスタットカバー86が設けられている。サーモスタットケース85及びサーモスタットカバー86は冷却水ポンプ21の一部分を構成している。
As shown in FIGS. 1 to 3, 6, and 7, a part of the cooling water from the cooling
次に、排気ガス浄化装置2について説明する。排気ガス浄化装置2はエンジン1の上面側のうち冷却ファン9寄りの箇所に配置されている。排気ガス浄化装置2は、浄化入口管36を有する浄化ケーシング38を備える。浄化ケーシング38の内部に、二酸化窒素(NO2)を生成する白金等のディーゼル酸化触媒39と、捕集した粒子状物質(PM)を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ40とを、排気ガス移動方向に直列に並べている。ディーゼル酸化触媒39及びスートフィルタ40は、浄化ケーシング38に収容されるガス浄化フィルタと言える。なお、浄化ケーシング38の排気ガス出口41に排気管を介して例えば消音器やテールパイプを連結し、排気ガス出口41から消音器やテールパイプを介して排気ガスを外部に排出する。
Next, the exhaust
上記の構成において、ディーゼル酸化触媒39の酸化作用によって生成された二酸化窒素(NO2)がスートフィルタ40内に取り込まれる。エンジン1の排気ガス中に含まれる粒子状物質はスートフィルタ40に捕集され、二酸化窒素(NO2)によって連続的に酸化除去される。エンジン1の排気ガス中の粒状物質(PM)の除去に加え、エンジン1の排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)の含有量が低減される。
In the above configuration, nitrogen dioxide (NO 2 ) generated by the oxidation action of the
浄化ケーシング38の排気上流側の外周部に浄化入口管36を設ける。浄化ケーシング38の排気下流側の端部には蓋体42を溶接固定する。浄化ケーシング38の排気下流側の端部を蓋体42によって塞いでいる。蓋体42の略中央部に排気ガス出口41を開口させている。
A
排気ガス浄化装置2に排気圧力センサ44が接続されている。排気圧力センサ44はスートフィルタ40の上流側と下流側との間の排気ガスの圧力差を検出するものであり、排気ガスの圧力差を電気信号に変換して、エンジンコントローラ(図示省略)に出力するように構成している。スートフィルタ40の上下流間の排気圧力差に基づき、スートフィルタ40における粒子状物質の堆積量を演算し、スートフィルタ40内の詰り状態が把握される。
An
排気圧力センサ44はセンサ取付け具46を介してファンシュラウド20の上部に取り付けられる。排気圧力センサ44には、上流側センサパイプ47及び下流側センサパイプ48の一端側がそれぞれ接続される。浄化ケーシング38内のスートフィルタ40を挟むように、上流側及び下流側の各センサ配管ボス体49,50を浄化ケーシング38に設ける。管継手ボルト53を介して、各センサパイプ47,48の他端側に設けられた締結ボス体51,52を各センサ配管ボス体49,50に締結する。
The
上記の構成において、スートフィルタ40の上流(流入)側の排気ガス圧力と、スートフィルタ40の下流(流出)側の排気ガス圧力の差(排気ガスの差圧)が、排気圧力センサ44によって検出される。スートフィルタ40に捕集された排気ガス中の粒子状物質の残留量が排気ガスの差圧に比例するから、スートフィルタ40に残留する粒子状物質量が所定以上に増加したときに、排気圧力センサ44の検出結果に基づき、スートフィルタ40の粒子状物質量を減少させる再生制御(例えば排気温度を上昇させる制御)が実行される。また、再生制御可能範囲以上に、粒子状物質の残留量がさらに増加したときには、浄化ケーシング38を着脱分解して、スートフィルタ40を掃除し、粒子状物質を人為的に除去するメンテナンス作業が行われる。
In the above configuration, the
次に、エンジン1に排気ガス浄化装置2を組み付ける構造について説明する。排気マニホールド7とターボ過給機60のタービンケース61とに、排気ガス排出管64をボルト締結している。排気ガス浄化装置2(浄化ケーシング38)の浄化入口管36を排気ガス排出管64にボルト締結している。排気ガス排出管64を介して、排気マニホールド7の排気ガスがターボ過給機60のタービンケース61から排気ガス浄化装置2に供給される。排気ガス排出管64は、排気ガス浄化装置2を支持するケーシング支持体としても機能している。
Next, a structure for assembling the exhaust
図8に詳細に示すように、エンジン1には、排気ガス浄化装置2を支持固定するための入口側ブラケット体71及び出口側ブラケット体72を備えている。入口側ブラケット体71の右側面前方側上部に、後述するハーネス固定具96が取り付けられるハーネス取付け部材76が溶接固着されている。出口側ブラケット体72の前面の中央部に設けられた前高後低傾斜部分に、後述するハーネス固定具97が取り付けられるハーネス取付け穴77が形成されている。
As shown in detail in FIG. 8, the
シリンダヘッド5の左側面前部に入口側ブラケット体71の下端側をボルト締結している。シリンダヘッド5の前面側には出口側ブラケット体72の下端側をボルト締結すると共に、吸気マニホールド6の上面に連結ブラケット73を介して出口側ブラケット体72の上下中途部をボルト締結する。連結ブラケット73は、入口側ブラケット体71と同じ板金製であり、板金製補助ブラケットに相当する。シリンダヘッド5の前側に入口側ブラケット体71と出口側ブラケット体72とを立設させている。
The lower end side of the inlet
入口側ブラケット体71の上端側には補強プレート部74を設ける。入口側ブラケット体71の補強プレート部74の先端部(右端部)を出口側ブラケット体72の上端側に連結する。すなわち、補強プレート部74を介して入口側ブラケット体71と出口側ブラケット体72とを連結することによって、単一の取付け台70を構成している。
A reinforcing
入口側ブラケット体71の上端側に固定された補強プレート部74の基端部(左端部)に、浄化ケーシング38の外周面のうち排気下流側に溶接固定された受けブラケット75をボルト締結する。出口側ブラケット体72の上端側は浄化ケーシング38の中間挟持フランジ45にボルト締結する。単一の取付け台70である入口側ブラケット体71と出口側ブラケット体72とによって、エンジン1のシリンダヘッド5に排気ガス浄化装置2(浄化ケーシング38)を支持させている。
A receiving
次に、図9を参照しながら、エンジン1に対する制御用ハーネスの配置構造について説明する。実施形態のエンジン1は、例えば新気温度センサ107等の制御対象とコントローラ(図示省略)とを接続する複数本の制御用ハーネス101a〜101h(配線)をひとまとめにしたハーネス集合体100を備えている。ハーネス集合体100の一端側(各制御用ハーネス101a〜101hの一端側)は、前述したインジェクタ15等の制御対象に接続される。ハーネス集合体100の他端側(各制御用ハーネス101a〜101hの他端側)は、シリンダブロック4の右側面のうちコモンレール16とオイルフィルタ13との間に配置したハーネスコネクタ104に接続される。図示は省略するが、ハーネスコネクタ104には、コントローラにつながる外部ハーネスが接続される。コントローラから外部ハーネスを経由した電力や制御信号が、ハーネスコネクタ104及びハーネス集合体100(各制御用ハーネス101a〜101h)を介して、例えば新気温度センサ107等の制御対象に伝送され、これらを電子制御したり制御状態を検出したりする。
Next, the arrangement structure of the control harness for the
実施形態の制御用ハーネス101a〜101hとして、吸気管65に設けられた新気温度センサ107に接続される新気センサハーネス101aと、燃料供給ポンプ14に接続されるポンプ用ハーネス101bと、吸気スロットル部材28に接続されるスロットル用ハーネス101cと、EGRバルブ部材31に接続されるバルブ用ハーネス101dと、排気マニホールド7の内部温度を検出する排気センサ105(図5参照)に接続される排気センサハーネス101eと、吸気マニホールド6の内部温度を検出する吸気センサ106(図5参照)に接続される吸気センサハーネス101fと、各インジェクタ15に接続されるインジェクタハーネス101gと、再循環排気ガス管30の出口側に設けられたEGRガス温度センサ108に接続されるEGRガスセンサハーネス101hとを備えている。
As the control harnesses 101a to 101h of the embodiment, a fresh
なお、吸気センサ106、新気温度センサ107及びEGRガス温度センサ108は、混合ガスのEGR率を求めるのに用いられる。EGR率とは、EGRガス量と新気量との和で、EGRガス量を割った値(=EGRガス量/(EGRガス量+新気量))のことを言う。
The
次に、図10から図16を参照して吸気管65及びその周辺の構成について説明する。エンジン1左側面(第1側面)において、吸気管65は排気ガス浄化装置2とオルタネータ23の間の空間に配置されている。吸気管65は一端側65aに対して他端側65bを折り返したU字状を有している。吸気管65の一端側65aの端部(一端)は連結管91を介してターボ過給機60(過給機)のコンプレッサケース62(コンプレッサ)の吸気口92に連通接続されている。コンプレッサケース62の吸気口92は排気ガス浄化装置2の下方位置に向けて開口されている。
Next, the configuration of the
吸気管65は例えば鋳物である。吸気管65の一端側65aとは反対側の他端側65bは、一端側65aに対して略平行に配置されている。エンジン1において、吸気管65の他端側65bは、排気ガス浄化装置2とは反対側に折り返されるように配置されている。このような構成により、エアクリーナ等の新気取込み径路を排気ガス浄化装置2とは反対側へ導くことができ、新気取込み径路が排気ガス浄化装置2直下を直線状に通っている構成に比べて、新気取込み径路が排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。
The
この実施形態のエンジン1はターボ過給機60を備えているので、コンプレッサケース62の吸気口92に吸入される新気の温度が排気ガス浄化装置2の放熱に起因して上昇するのを低減でき、新気温度上昇に起因する圧縮効率の低下を抑制することができる点で特に有効である。なお、本願発明のエンジン装置において、吸気口はコンプレッサケース62の吸気口92に限定されない。また、本願発明のエンジン装置はターボ過給機を備えている構成に限定されない。
Since the
また、エンジン1において、吸気管65の他端側65bは一端側65aよりも下方位置に配置されている。つまり、吸気管65の他端側65bは一端側65aよりも排気ガス浄化装置2から離れた位置に配置されている。これにより、吸気管65の他端側65bが排気ガス浄化装置2に対して一端側65aと同じ距離に配置されている構成や一端側65aよりも近い位置に配置されている構成に比べて、新気取込み径路が排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響をさらに低減することができる。
Further, in the
また、排気ガス浄化装置2はその長手方向が出力軸3(図1等を参照)と直交するように冷却ファン9及び冷却水ポンプ21の上方に配置されており、コンプレッサケース62の吸気口92は出力軸3に沿う一側面(第1側面)に配置されて冷却ファン9及び冷却水ポンプ21側に向けて開口されている。そして、吸気口92にU字状の吸気管65の一端側65aを連通接続することにより、排気ガス浄化装置2(冷却ファン9及び冷却水ポンプ21側)とは反対側(エンジン1後方側)へ吸気管65の他端側65bを開口させているので、新気取込み径路を排気ガス浄化装置2から離れるようにして後向き(フライホイル11側)に配置することができる。このような構成により、吸気管65の屈曲部に冷却風を当てることができ、吸気管65内を通過する新気を効率よく冷却できる。また、新気取込み径路が冷却ファン9とは反対側へ導かれていることにより、冷却ファン9の大きさや、新気取込み径路に配置されるエアクリーナ等の部品配置などの設計自由度を向上させることができる。
The exhaust
図10から図15に示すように、吸気管65はセンサ取付け座93を備えている。センサ取付け座93は吸気管65の外周面に突起して形成されている。センサ取付け座93には、センサ取付け座93のセンサ取付け面から吸気管65内壁に向かって貫通する貫通孔93aが形成されている。貫通孔93aに新気温度センサ107が挿入される。新気温度センサ107はセンサ取付け座93にボルト締結によって着脱可能に取り付けられる。
As shown in FIGS. 10 to 15, the
この実施形態のエンジン1では、センサ取付け座93はU字状の吸気管65の湾曲部のおおよそ中央位置に形成されている。また、センサ取付け座93は、吸気管65の一端側65a及び他端側65bの延伸方向に直交する方向に突起して形成されている。吸気管65は、センサ取付け座93が上方側に配置されるように、エンジン1に取り付けられている。吸気管65においてセンサ取付け座93が上方側に配置されていることにより、吸気管65をエンジン1に組み付けた後に新気温度センサ107をセンサ取付け座93に取り付ける際の作業性が向上されている。
In the
図11に示すように、センサ取付け座93は平面視で排気ガス浄化装置2とは重ならない位置に配置されている。そして、センサ取付け座93に取り付けられた新気温度センサ107は平面視で排気ガス浄化装置2とは重ならない位置に配置されている。これにより、新気温度センサ107が平面視で排気ガス浄化装置2とは重なる位置に配置されている場合に比べて、新気温度センサ107が排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。また、センサ取付け座93が平面視で排気ガス浄化装置2とは重ならない位置に配置されていることは、吸気管65をエンジン1に組み付けた後に新気温度センサ107をセンサ取付け座93に取り付ける際の作業性の向上にも寄与する。
As shown in FIG. 11, the
図10から図15に示すように、吸気管65にはハーネス取付け座94(配線取付け座)も形成されている。この実施形態のエンジン1では、ハーネス取付け座94はU字状の吸気管65の湾曲部における一端側65a寄りの位置に形成されている。図12に示すように、ハーネス取付け座94は、平面視で吸気管65の湾曲部の外周側に突起して形成されている。ハーネス取付け座94は略直方体形状を有している。ハーネス取付け座94は、後述するハーネス固定具95(配線固定具)を吸気管65の下方に取付け可能な位置、例えば下面に、ハーネス固定具95が取り付けられる取付け穴を有している。
As shown in FIGS. 10 to 15, a harness mounting seat 94 (wiring mounting seat) is also formed in the
図11及び図14から図16に示すように、吸気管65のセンサ取付け座93に取り付けられた新気温度センサ107から延びる新気センサハーネス101aは、ハーネス固定具95,96,97によってエンジン1に位置固定されている。新気温度センサ107側から順に、ハーネス固定具95はハーネス取付け座94に取り付けられ、ハーネス固定具96は入口側ブラケット体71に溶接固着されたハーネス取付け部材76に取り付けられ、ハーネス固定具97は出口側ブラケット体72に設けられたハーネス取付け穴77に取り付けられる。
As shown in FIGS. 11 and 14 to 16, the fresh
新気センサハーネス101aは、新気温度センサ107から排気ガス浄化装置2とは反対方向へ導かれた後、吸気管65の外周面に沿って下方側へ導かれ、さらに吸気管65の湾曲部の下方を通って、ハーネス固定具95を介してハーネス取付け座94に固定される。さらに、新気センサハーネス101aは補強プレート部74の下方へ導かれ、ハーネス固定具96を介してハーネス取付け部材76に固定される。さらに、新気センサハーネス101aは補強プレート部74の下方で他のハーネスと束ねられた後、ハーネス固定具97を介して出口側ブラケット体72に固定される。さらに、新気センサハーネス101aはエンジン1右側へ導かれ、ハーネス集合体100を介してハーネスコネクタ104に電気的に接続される(図9を参照)。
The fresh
このように、新気センサハーネス101aは、新気温度センサ107から排気ガス浄化装置2とは反対方向へ導かれた後、吸気管65の外周面に沿って下方側へ導かれ、さらに吸気管65の湾曲部の下方を通って補強プレート部74の下方へ導かれている。これにより、排気ガス浄化装置2に対して露出される新気センサハーネス101aの配線部分を低減でき、新気センサハーネス101aが排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。さらに、新気センサハーネス101aは、ハーネス固定具96,97によって補強プレート部74の下方を通るように入口側ブラケット体71(ハーネス取付け部材76)と出口側ブラケット体72に固定される。これにより、補強プレート部74によって排気ガス浄化装置2から下方側へ向かう熱が遮られ、新気センサハーネス101aが排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。吸気管65と補強プレート部74はおおよそ同じ高さ位置に互いに近接して配置されているので、排気ガス浄化装置2に対して露出している新気センサハーネス101aの配線部分を小さくすることができる。したがって、新気センサハーネス101aが排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。
As described above, the fresh
図10から図12、図14及び図15に示すように、ラジエータからの冷却水パイプと接続される冷却水出口を有するサーモスタットカバー86(冷却水ポンプ21)は、サーモスタットケース85上面に着脱可能にボルト締結されている。また、サーモスタットカバー86は、前方側へ突出している入口側ブラケット体71上部部分と、補強プレート部74の下方位置に配置されている。サーモスタットカバー86の配管部分は、サーモスタットケース85側から上方へ引き出された後、エンジン1前方側(第2側面側)へ折り曲げられ、さらにエンジン1左側方(第1側面側)へ折り曲げられている。サーモスタットカバー86の冷却水出口はエンジン1左側方(第1側面側)に向けて開口されている。
As shown in FIGS. 10 to 12, 14, and 15, the thermostat cover 86 (cooling water pump 21) having a cooling water outlet connected to the cooling water pipe from the radiator can be attached to and detached from the upper surface of the
サーモスタットカバー86の配管部分が上述のように折り曲げられていることにより、サーモスタットカバー86と、入口側ブラケット体71上部部分及び補強プレート部74との間に空間が大きく形成されている。これにより、エンジン1左側面に取り付けられた吸気管65からエンジン1右側方へ導かれる新気センサハーネス101aが通される十分な空間を形成することができる。
Since the piping portion of the
また、サーモスタットカバー86の配管部分が上述のように折り曲げられていることにより、入口側ブラケット体71上部前方側の部位に溶接固着されたハーネス取付け部材76にハーネス固定具96を取り付ける際にサーモスタットカバー86が妨げになるのを防止でき、ハーネス固定具96取付けの作業性が向上する。
Further, when the piping portion of the
図3、図10及び図11から明らかなように、吸気管65の他端側65bがエンジン1後方側へ折り返されていることにより、サーモスタットカバー86の冷却水出口に対してエンジン1左側方(第1側面側)の空間が大きく空いている。これにより、サーモスタットカバー86(冷却水ポンプ21)の冷却水出口にラジエータからの冷却水パイプを接続する際の作業性が向上するとともに、該冷却水パイプの配置の自由度が向上する。
As apparent from FIGS. 3, 10, and 11, the
図1から図3、図10から図12などに示すように、吸気管65の下方に、EGRクーラ29とサーモスタットケース85の間の冷却水流通径路を形成する冷却水戻しパイプ84が配置されている。吸気管65は、排気ガス浄化装置2と冷却水戻しパイプ84の間に配置されており、排気ガス浄化装置2から冷却水戻しパイプ84側へ放射される熱の一部を遮断し、冷却水戻しパイプ84が排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減する。また、鋳物(金属)からなるU字状の吸気管65の他端側65bは、一端側65aに対してエンジン1左側方かつ下方に配置されている。これにより、サーモスタットカバー86近傍位置における冷却水戻しパイプ84のエンジン1左側方への露出面積が低減されており、吸気管65は冷却水戻しパイプ84の保護に寄与する。
As shown in FIGS. 1 to 3, 10 to 12, and the like, a cooling
次に、図17及び図18を参照してエアクリーナ98の配置例について説明する。上述のように、吸気管65の他端側65bは、排気ガス浄化装置2の下方位置(冷却ファン9側)に向けて開口された吸気口92(図11等を参照)に接続された一端側65aに対して反対側(エンジン1後方側)に折り返されている。
Next, an arrangement example of the
例えば図17に示すように、エンジン1の上方で排気ガス浄化装置2よりも後方側の位置にエアクリーナ98が配置されている。エアクリーナ98の新気排出口は吸気接続管99を介して吸気管65の他端側65bに連通接続されている。このように、吸気管65の他端側65b(吸気側)がエンジン1後方側に向けて配置されていることにより、吸気管65と、エンジン1上方に配置されたエアクリーナ98を吸気接続管99によって容易に接続できる。また、エアクリーナ98をエンジン1の上方かつ排気ガス浄化装置2よりも後方側の位置に配置することにより、エンジン1上方の空き空間を有効利用することができる。
For example, as shown in FIG. 17, an
また、図18に示すエアクリーナ98の配置例では、エアクリーナ98は、エンジン1左側後方に配置されている。エアクリーナ98の新気排出口と吸気管65の他端側65bは、ほぼ直線状の吸気接続管99によって連通接続されている。このように、吸気管65の他端側65bがエンジン1後方側に向けて配置されていることにより、吸気管65と、エンジン1左側後方に配置されたエアクリーナ98を吸気接続管99によって容易に接続できる。
Further, in the arrangement example of the
このように、吸気管65の他端側65bを排気ガス浄化装置2の下方位置(冷却ファン9側)に対して反対側(エンジン1後方側)に折り返して配置することにより、新気取込み径路を排気ガス浄化装置2から離れるようにして後向き(フライホイル11側)に配置することができ、エアクリーナ98等の部品配置の設計自由度を向上させることができる。なお、本願発明において、エアクリーナ98及び吸気接続管99の大きさや配置などは図17や図18に示された構成に限定されず、エアクリーナ等の部品配置は適宜変更可能である。
In this manner, the
以上のように、この実施形態のエンジン1は、排気ガス浄化装置2の長手方向がエンジンの出力軸3と直交するように排気ガス浄化装置2を搭載しており、出力軸3に沿ったエンジン1の第1側面に過給機60を設け、過給機60におけるコンプレッサ62の吸気口92は排気ガス浄化装置2の下方位置に向けて開口されており、吸気口92に一端側65aの端部が接続される吸気管65は、その他端側を折り返したU字状を有しているようにしたので、新気取込み径路を排気ガス浄化装置2とは反対側へ導くことができ、新気取込み径路が排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。
As described above, the
また、出力軸3に交差するエンジン1の第2側面に、冷却ファン9及び冷却水ポンプ21が配置されており、排気ガス浄化装置2は冷却ファン9の上方に配置されているので、U字状の吸気管65によって新気取込み径路を冷却ファン9から離れるようにして後向き(フライホイル11側)に配置することができ、冷却ファン9の大きさや、エアクリーナ98等の部品配置などの設計自由度を向上させることができる。さらに、サーモスタットカバー86(冷却水ポンプ21)の冷却水出口がエンジン1左側方(第1側面側)に向けて開口されている。また、吸気管65の他端側65bが折り返されていることによってサーモスタットカバー86(冷却水ポンプ21)の冷却水出口に対するエンジン1左側方(第1側面側)の空間が大きく空いている。したがって、ラジエータからの冷却水パイプをサーモスタットカバー86(冷却水ポンプ21)の冷却水出口に接続する際の作業性が向上するとともに、当該冷却水パイプの配置の自由度が向上する。
Further, the cooling
また、吸気管65は、平面視で排気ガス浄化装置2とは重ならない位置に、吸気管65内の気体の状態(例えば温度)を検出するセンサ(例えば新気温度センサ107)が取り付けられるセンサ取付け座93を備えているので、平面視でセンサが排気ガス浄化装置2と重なる位置に配置されている場合に比べて、センサが排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。なお、吸気管65に取り付けられるセンサは、吸気管65内の空気の温度を検出する新気温度センサ107に限定されず、温度以外の吸気管65内の気体の状態を検出する機能を有するセンサであってもよい。また、吸気管65におけるセンサ取付け座93の形成位置は、上記実施形態で示されたものに限定されるものではなく、例えばエンジン1に吸気管65が装着された状態で吸気管65の裏面側(下方側)であってもよい。なお、センサ取付け座の形成位置は、平面視で排気ガス浄化装置と重なる位置に設けられてもよいが、排気ガス浄化装置から受ける熱の影響やセンサ取付け作業性を考慮して、平面視で排気ガス浄化装置とは重ならない位置に設けられることが好ましい。
The
また、上記実施形態のエンジン1において、吸気管65は新気温度センサ107から延びる新気センサハーネス101a(配線)を固定するためのハーネス固定具95を吸気管65の下方に取付け可能なハーネス取付け座94(配線取付け座)を備え、新気センサハーネス101aは新気温度センサ107から排気ガス浄化装置2とは反対方向へ導かれた後、吸気管65の下方を通って排気ガス浄化装置2の下方側へ導かれているので、排気ガス浄化装置2に対して露出される新気センサハーネス101a配線部分を低減でき、新気センサハーネス101aが排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。
In the
また、吸気管65の他端側65bが一端側65aよりも排気ガス浄化装置2から離れた位置に配置されているので、新気取込み径路が排気ガス浄化装置2から受ける熱の影響を低減することができる。
Further, since the
なお、本願発明におけ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。 In addition, the structure of each part in this invention is not limited to embodiment of illustration, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
1 エンジン
2 排気ガス浄化装置
9 冷却ファン
21 冷却水ポンプ
60 ターボ過給機(過給機)
62 コンプレッサケース(コンプレッサ)
65 吸気管
65a 吸気管の一端側
65b 吸気管の他端側
86 サーモスタットカバー(冷却水ポンプ)
92 吸気口
93 センサ取付け座
94 ハーネス取付け座(配線取付け座)
101a 新気センサハーネス(配線)
107 新気温度センサ(センサ)
1
62 Compressor case (compressor)
65
92
101a Fresh air sensor harness (wiring)
107 Fresh air temperature sensor (sensor)
Claims (3)
前記出力軸に沿った前記エンジンの第1側面に過給機を設け、前記過給機におけるコンプレッサの吸気口は前記排気ガス浄化装置の下方位置に向けて開口されており、
前記吸気口に一端が接続される吸気管は、その他端側を折り返したU字状を有しているエンジン装置。 An exhaust gas purification device that purifies exhaust gas from the engine, and the exhaust gas purification device is mounted on the engine so that the longitudinal direction of the exhaust gas purification device is orthogonal to the output shaft of the engine. In the engine device
A supercharger is provided on the first side surface of the engine along the output shaft, and an intake port of a compressor in the supercharger is opened toward a lower position of the exhaust gas purification device,
An intake pipe having one end connected to the intake port has a U shape with the other end folded back.
前記排気ガス浄化装置は前記冷却ファン及び前記冷却水ポンプの上方に配置されており、
前記冷却水ポンプの冷却水出口が前記第1側面側へ向けて開口されている請求項1に記載のエンジン装置。 A cooling fan and a cooling water pump are arranged on the second side surface of the engine that intersects the output shaft,
The exhaust gas purification device is disposed above the cooling fan and the cooling water pump,
The engine device according to claim 1, wherein a cooling water outlet of the cooling water pump is opened toward the first side surface.
前記配線は、前記センサから前記排気ガス浄化装置とは反対方向へ導かれた後、前記吸気管の下方を通って前記排気ガス浄化装置の下方側へ導かれている請求項1又は2に記載のエンジン装置。
The intake pipe includes a sensor mounting seat to which a sensor for detecting a state of gas in the intake pipe is mounted, and a wiring mounting seat to which a wiring fixture for fixing a wiring extending from the sensor can be mounted below the intake pipe. With
3. The wiring according to claim 1, wherein the wiring is led from the sensor in a direction opposite to the exhaust gas purification device and then led to a lower side of the exhaust gas purification device through a lower portion of the intake pipe. Engine equipment.
Priority Applications (1)
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