JP6737741B2 - エンジン - Google Patents
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Description
特に、スキッドステアローダ等の作業機に搭載されるエンジンの場合には、駆動対象機器用の出力軸部が臨むフライホイールハウジングに、作業機用油圧ポンプ等の質量の大きな駆動対象機器(図1、図2の仮想線で示す部分)が固定連結される。そのため、作業機が地面の凹凸や段差等を走行したとき、作業機の上下振動(図1の矢印方向a)が質量の大きな駆動対象機器で増幅されてエンジン及びDPFにピッチ方向(図1の矢印方向b)の揺れとして伝播される。このとき、DPFは、シリンダヘッドの上部における駆動対象機器用の出力軸部側から離間する端部側に配設されているため、エンジン以上にDPFがピッチ方向に大きく揺れ動き、DPFの支持機構の破損を招来する可能性がある。
前記DPFを前記シリンダヘッドと前記吸気マニホールドと前記吸気コレクタに支持させる支持機構が設けられ、前記支持機構には、前記DPFを前記シリンダヘッドに支持させる第1支持位置と、前記DPFを前記吸気マニホールドに支持させる第2支持位置と、前記DPFを前記吸気コレクタに支持させる第3支持位置とが備えられ、前記第3支持位置は、前記第1支持位置及び前記第2支持位置に対して前記クランク軸の回転軸芯方向に偏位した位置に配置されている点にある。
そして、上述のシリンダヘッド及び吸気マニホールドと同じ振動系の吸気コレクタの配置構成を利用し、DPFをシリンダヘッド及び吸気マニホールドに支持させる支持機構をもって、DPFを吸気コレクタにも支持させる。これにより、クランク軸の回転軸芯方向に偏位した第1支持位置、第2支持位置、第3支持位置の三点でDPFを支持することができるので、クランク軸の回転軸芯方向に沿ったピッチ方向での振動に対する支持強度を向上することができる。しかも、DPFの支持機構を振動系の異なる部材間に固定する場合に比して、支持機構の内部応力の発生を抑制することができ、支持機構を頑丈に構成することができる。
したがって、シリンダヘッドの給気側の配置構成である吸気コレクタを利用した上述の合理的な改造により、ピッチ方向の振動によるDPFの支持機構の破損を抑制することができる。
しかも、第2支持具をシリンダヘッド又は吸気マニホールドに支持させる場合に比較して、吸気コレクタへの負担分散によってシリンダヘッドや吸気マニホールドの剛性を確保することができる。
図1、図2は、エンジンの一例で、建設機械や農業機械等の作業機械に搭載される原動機としてのディーゼルエンジン1を示す。ディーゼルエンジン1の説明にあたっては、便宜上、排気マニホールド7の配置側をディーゼルエンジン1の左側とし、吸気マニホールド6の配置側をディーゼルエンジン1の右側とする。また、クランク軸(エンジン出力軸)2の回転軸芯方向を前後方向とし、冷却ファン(図示省略)の配置側を前側、駆動対象機器100に対するクランク軸2の出力軸部2A側を後側とする。
また、図1、図2はディーゼルエンジン1の全体の斜視図を示す。図3〜図8は、DPF40の支持構造を明確に表すため、その周辺の部品を適宜取外した状態で表現している。例えば、図6は、ターボ過給機30を取外した状態で表現している。
本実施形態では、図3に示すように、ボルト挿通孔50bは、排気ガス浄化ケース41側の分割補強フランジ板50Aの下側の周方向の三箇所に形成されている。周方向の両側に位置するボルト挿通孔50bは円形孔に形成され、周方向の中央に位置するボルト挿通孔50bは、下方に開口する略「U」字状の切欠き孔に形成されている。
図3〜図8に示すように、DPF40の排気ガス浄化ケース41をシリンダヘッド4及び吸気マニホールド6に支持させ、且つ、その支持位置よりもクランク軸2の回転軸芯方向に偏位する吸気コレクタ51に支持させる支持機構60が設けられている。この支持機構60は、排気ガス浄化ケース41をシリンダヘッド4及び吸気マニホールド6に支持させる第1支持具61と、排気ガス浄化ケース41を吸気コレクタ51に支持させる第2支持具62から構成されている。
さらに、第1支持具61は、排気ガス浄化ケース41における吸気マニホールド6側の部位をシリンダヘッド4及び吸気マニホールド6に固定する第1ブラケット70と、排気ガス浄化ケース41における排気マニホールド7側の部位をシリンダヘッド4に固定する固定バンド90から構成されている。
また、第2支持具62は、第1ブラケット70と吸気コレクタ51とにわたって架設される第2ブラケット80から構成されている。
第2取付け板部72は、第1取付け板部71の前端において左右方向の内方側に直角に折り曲げ形成され、且つ、シリンダヘッド4の前面4aの左側部位に向かって斜め下方に延出されている。第3取付け板部73は、第1取付け板部71の下端において水平方向に沿って左右方向の内方側に直角に折り曲げ形成されている。
本実施形態では、第1取付け板部71の第1ボルト挿通孔71aは、排気ガス浄化ケース41の分割補強フランジ板50Aの周方向の三箇所に対応する部位に形成されている。周方向中央の第1ボルト挿通孔71aに挿通される第1ボルト74は、周方向両側の第1ボルト挿通孔71aに挿通される第1ボルト74とは逆向きの内方側から挿通され、ナット75は外側から螺合される。これは、固定バンド90の支持台91の受け面91aに、DPF40の排気ガス浄化ケース41を載置した状態で、下方側の分割補強フランジ板50Aにおける周方向中央側の略「U」字状のボルト挿通孔50bを、周方向中央の第1ボルト74に対して上方から係合保持させる。これにより、DPF40の荷重が第1ブラケット70と固定バンド90の支持台91とに載置支持されるので、DPF40の固定操作を容易に行うことができる。
本実施形態では、第2取付け板部72の第2ボルト挿通孔72aは、三角形の頂点となる三箇所に形成されている。
本実施形態では、第3取付け板部73の第3ボルト挿通孔73aは、前後方向に所定間隔をおいた二箇所に形成されている。
吸気マニホールド6の第1取付け部65は、図7に示すように、二本の柱状体65Aが前後方向で一体的に結合した形態に構成され、両柱状体65Aの水平な上面には、上方に開口する第1ねじ孔65aが形成されている。
鉛直板部81は、左右方向視において略「L」字状の輪郭形状に形成され、水平板部82は、鉛直板部81の下端において左右方向の内方側に直角に折り曲げ形成されている。
図3〜図5、図7に示すように、第2ブラケット80の鉛直板部81と第1ブラケット70の第1取付け板部71とは、第5ボルト挿通孔71bに挿通された左右方向姿勢の第4ボルト83を第3ねじ孔81aに螺合することにより締結されている。
本実施形態では、水平板部82の第6ボルト挿通孔82a及び第2取付け部66の第2ねじ孔66aは前後方向の二箇所に形成されている。また、水平板部82の第6ボルト挿通孔82aは、平面視において、吸気マニホールド6側に向かって開口する略「U」字状に切欠き形成されている。
そして、第2ブラケット80の水平板部82と吸気コレクタ51の第2取付け部66とは、水平板部82の第6ボルト挿通孔82aに挿通された上下方向姿勢の第5ボルト84を第2取付け部66の第2ねじ孔66aに螺合することにより締結されている。
支持台91の下端部には、図7に示すように、シリンダヘッド4の左側面4bの前端側部位に形成された複数の第4ねじ孔93に左右方向姿勢の第6ボルト94で締結するための複数の第7ボルト挿通孔95が形成されている。
また、支持台91の受け面91aの前方側端部には、図3、図7、図8に示すように、バンド部材92の他端部に設けた第2固定金具98のねじ軸98aが前方側から脱着可能な平面視略「U」の字状の第2ねじ挿通孔99(図8参照)が切欠き形成されている。この第2ねじ挿通孔99に挿入された第2固定金具98のねじ軸98aの先端側にナット98bを螺合し、このナット98bを緊締側に締め込み操作する。このナット98bの締め込み操作に伴うバンド部材92の縮径変化により、支持台91に載置した排気ガス浄化ケース41が受け面91a側に引き寄せて締め付け固定される。
シリンダヘッド4の前面4aよりも少し後方側に偏位する吸気マニホールド6の第1取付け部65には、図4、図5、図8に示すように、第1ブラケット70の第3取付け板部73が上方から当接し、この当接した第3取付け板部73は、複数本の上下方向姿勢の第3ボルト77で吸気マニホールド6の第1取付け部65に強固に固定される。この吸気マニホールド6の第1取付け部65と第1ブラケット70の第3取付け板部73との固定連結位置が、DPF40を吸気マニホールド6に支持させる第2支持位置P2になる。
したがって、シリンダヘッド4の給気側の配置構成である吸気コレクタ51を利用した上述の合理的な改造により、ピッチ方向の振動によるDPF40の支持機構60の破損を抑制することができる。
(1)上述の実施形態では、DPF40が、シリンダヘッド4の上部における駆動対象機器100用の出力軸部2A側から離間する端部側に配設されたディーゼルエンジン1について説明したが、本発明の技術は、DPF40が、シリンダヘッド4の上部における出力軸部2A側に寄った端部側に配設されたディーゼルエンジン1にも適用することができる。
2A 出力軸部
4 シリンダヘッド
6 吸気マニホールド
7 排気マニホールド
40 DPF
51 吸気コレクタ
60 支持機構
61 第1支持具
62 第2支持具
66 取付け部(第2取付け部)
70 第1ブラケット
80 第2ブラケット
82 当たり部(水平板部)
84 ボルト(第5ボルト)
100 駆動対象機器
P1 第1支持位置
P2 第2支持位置
P3 第3支持位置
Claims (5)
- シリンダヘッドの上部には、排気マニホールドからの排気ガスを浄化するDPFが、クランク軸の回転軸芯に対して平面視で直交又は略直交する姿勢で配設され、前記排気ガスの一部をEGRガスとして吸気マニホールドに還流する吸気コレクタが、前記吸気マニホールドに固定されているエンジンであって、
前記DPFを前記シリンダヘッドと前記吸気マニホールドと前記吸気コレクタに支持させる支持機構が設けられ、前記支持機構には、前記DPFを前記シリンダヘッドに支持させる第1支持位置と、前記DPFを前記吸気マニホールドに支持させる第2支持位置と、前記DPFを前記吸気コレクタに支持させる第3支持位置とが備えられ、前記第3支持位置は、前記第1支持位置及び前記第2支持位置に対して前記クランク軸の回転軸芯方向に偏位した位置に配置されているエンジン。 - 前記支持機構は、前記DPFを前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドに支持させる第1支持具と、前記DPFを前記吸気コレクタに支持させる第2支持具から構成されている請求項1記載のエンジン。
- 前記第1支持具は、前記DPFにおける前記吸気マニホールド側の部位を前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドに支持させる第1ブラケットを備え、前記第2支持具は、前記第1ブラケットと前記吸気コレクタとにわたって架設される第2ブラケットから構成されている請求項2記載のエンジン。
- 前記第2支持具には、前記吸気コレクタの上面に形成した取付け部に対して上方から当接可能な当たり部が備えられ、前記当たり部は、上下方向姿勢のボルトで前記吸気コレクタの取付け部に締結されている請求項2又は3記載のエンジン。
- 前記DPFは、前記シリンダヘッドの上部における駆動対象機器用の出力軸部側から離間する端部側に配設されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジン。
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