WO2013108879A1

WO2013108879A1 - エンジン装置

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Publication number: WO2013108879A1
Application number: PCT/JP2013/050949
Authority: WO
Inventors: 謙太齋藤; 山田　将之; 匡孝光田; 茂人吉村
Original assignee: ヤンマー株式会社
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-07-25
Also published as: CN104136730A; ES2661391T3; EP2806132A1; EP2806132B1; US20140360172A1; KR20140114377A; CN104136730B; EP2806132A4; US9222381B2; KR101959596B1

Abstract

　排気絞り装置の支持構造を高剛性に構成できるものでありながら、その周囲からの輻射熱による排気絞り装置に対する加温を防止できるようにしたエンジン装置を提供することを課題としている。本発明のエンジン装置は、排気マニホールド（７）を有するエンジン（１）を備え、排気マニホールド（７）の排気圧を排気絞り装置（６５）にて調節する。排気絞り装置（６５）の絞り弁ケース（６８）の排気ガス取入れ側を、排気マニホールド（７）の排気出口に締結して、排気管（７２）が、絞り弁ケース（６８）を介して排気マニホールド（７）に接続される。そして、排気絞り装置（６５）の冷却水配管が、ＥＧＲクーラ（２９）の冷却配管の途中に設けられる。

Description

エンジン装置

　本願発明は、例えばスキッドステアローダまたはバックホウまたはフォークリフトカーなどの作業車両、トラクタまたはコンバインなどの農業機械、定置型の発電機または冷凍機などに搭載するディーゼルエンジン等のエンジン装置に係り、より詳しくは、排気マニホールドから排出される排気ガス圧力を調節する排気絞り装置が搭載されたエンジン装置に関するものである。

　従来、エンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を設け、排気ガス浄化装置の酸化触媒又はスートフィルタ等によって、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスを浄化処理する技術を開発した（例えば特許文献１参照）。

　従来、エンジンの排気経路中に排気絞り装置を設け、排気ガス浄化装置に排出する排気ガスの温度が低下するのを防止し、排気ガス浄化装置の浄化性能を維持している。

特開２０１０－１８５３４０号公報

　特許文献１のように、エンジンに対して離間させて排気ガス浄化装置を組付ける場合でも、エンジンから排気ガス浄化装置に供給される排気ガスの温度を維持して、排気ガス浄化装置のスートフィルタの再生等が不完全になるのを防止できるが、排気マニホールドに中継管を介して絞り弁ケースを接続する構造では、排気絞り装置の排気ガス取入れ側の容積を簡単に縮小できないと共に、排気ガス浄化装置に排気絞り装置を接続する排気管の延設方向が特定される等の問題がある。

　また、排気絞り装置は、絞り弁を動作させるアクチュエータなどの電装部品を備え、この電装部品は熱の影響を受けやすい。そして、排気マニホールドを通過する排ガスの温度がきわめて高いことから、排気マニホールドによる輻射熱等の影響を受け、排気絞り装置の動作に異常が発生するという問題もある。

　そこで、本願発明は、これらの現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供しようとするものである。

　請求項１の発明は、排気マニホールドを有するエンジンを備え、前記排気マニホールドの排気圧を排気絞り装置にて調節するエンジン装置において、前記排気マニホールドの排気出口に、前記排気絞り装置の絞り弁ケースの排気ガス取入れ側を締結し、前記絞り弁ケースを介して排気マニホールドに排気管を接続するように構成したものである。

　請求項２の発明は、請求項１に記載したエンジン装置において、前記排気マニホールドの上面側に前記絞り弁ケースを締結し、前記絞り弁ケースの上面側に中継管を締結し、前記排気マニホールドに対して前記絞り弁ケースと中継管を多層状に配置し、最上層部の前記中継管に前記排気管を連結したものである。

　請求項３の発明は、請求項１に記載したエンジン装置において、前記排気マニホールドの排気出口を上向きに開口し、前記排気マニホールドの上面側に前記絞り弁ケースを設け、前記絞り弁ケースの上面側に絞り弁ガス出口を形成すると共に、前記絞り弁ケースの下方に、前記排気マニホールドを挟んで、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラを配置したものである。

　請求項４の発明は、請求項１に記載したエンジン装置において、前記排気絞り装置の冷却水配管を、エンジン冷却水配管の途中に設けるように構成したものである。

　請求項５の発明は、請求項１に記載したエンジン装置において、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に、前記排気マニホールドからの熱を遮熱する遮熱部材を設けたものである。

　請求項６の発明は、請求項５に記載したエンジン装置において、前記遮熱部材が、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に設けられる遮熱板と、当該遮熱板の前記エンジン側の端辺より立設させて前記排気絞り装置の上部に接続される板材とによって構成されたものである。

　請求項７の発明は、請求項６に記載したエンジン装置において、前記遮熱部材が、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に設けられる遮熱板と、当該遮熱板の両側端辺より立設させて前記排気絞り装置の上部に接続される２枚の板材とによって構成され、前記排気絞り装置に吊り下げ支持されたものである。

　請求項８の発明は、請求項５に記載のエンジン装置において、冷却水循環用の冷却水ポンプと、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラとを備えるとともに、前記排気絞り装置の冷却水配管が、前記冷却水ポンプと前記ＥＧＲクーラとを結ぶ冷却水配管経路途中に設けられたものである。

　請求項１の発明によると、排気マニホールドを有するエンジンを備え、前記排気マニホールドの排気圧を排気絞り装置にて調節するエンジン装置において、前記排気マニホールドの排気出口に、前記排気絞り装置の絞り弁ケースの排気ガス取入れ側を締結し、前記絞り弁ケースを介して排気マニホールドに排気管を接続するように構成したものであるから、高剛性の前記排気マニホールドに前記排気絞り装置を支持でき、前記排気絞り装置の支持構造を高剛性に構成できるものでありながら、例えば前記排気マニホールドに中継管を介して前記絞り弁ケースを接続する構造に比べ、前記排気絞り装置の排気ガス取入れ側の容積を縮小し、前記排気マニホールド内の排気圧を高精度に調節できる。例えば、排気ガス浄化装置などに供給する排気ガスの温度を、排気ガスの浄化に適した温度に簡単に維持できる。

　請求項２の発明によると、前記排気マニホールドの上面側に前記絞り弁ケースを締結し、前記絞り弁ケースの上面側に中継管を締結し、前記排気マニホールドに対して前記絞り弁ケースと中継管を多層状に配置し、最上層部の前記中継管に前記排気管を連結したものであるから、前記排気絞り装置の支持姿勢を変更することなく、また前記中継管の仕様を変更することなく、例えば排気ガス浄化装置の取付け位置などに合わせて前記中継管の取付け姿勢（前記排気管の連結方向）を変更できる。

　請求項３の発明によると、前記排気マニホールドの排気出口を上向きに開口し、前記排気マニホールドの上面側に前記絞り弁ケースを設け、前記絞り弁ケースの上面側に絞り弁ガス出口を形成すると共に、前記絞り弁ケースの下方に、前記排気マニホールドを挟んで、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラを配置したものであるから、前記エンジンの一側面に沿わせて、前記排気マニホールドと、前記排気絞り装置と、前記ＥＧＲクーラをコンパクトに設置できるものでありながら、例えば排気ガス浄化装置の配置などに対応して、前記絞り弁ケースの絞り弁ガス出口から、横向きまたは上向きに前記排気管を延設できる。また、前記排気マニホールドの外側面を利用して、前記排気絞り装置及び前記ＥＧＲクーラに接続する冷却水配管をコンパクトに支持できる。

　請求項４の発明によると、排気マニホールドを有するエンジンを備え、前記排気マニホールドの排気圧を排気絞り装置にて調節するエンジン装置において、前記排気マニホールドの排気出口に、前記排気絞り装置の絞り弁ケースの排気ガス取入れ側を締結し、前記絞り弁ケースを介して排気マニホールドに排気管を接続し、前記排気絞り装置の冷却水配管を、エンジン冷却水配管の途中に設けるように構成したものであるから、前記エンジンの一側面に沿わせて、前記排気マニホールドと、前記排気絞り装置とをコンパクトに設置できるものでありながら、前記排気絞り装置に接続する冷却水配管をコンパクトに支持できる。排気絞り装置の排気ガス取入れ側の容積を縮小し、前記排気マニホールド内の排気圧を高精度に調節できるため、例えば、排気ガス浄化装置などに供給する排気ガスの温度を、排気ガスの浄化に適した温度に簡単に維持できる。また、前記排気マニホールドの外側面を利用して、例えば、排気ガス浄化装置などに供給する排気ガスの温度を、排気ガスの浄化に適した温度に簡単に維持できる。

　請求項５の発明によると、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に、前記排気マニホールドからの熱を遮熱する遮熱部材を設けたものであるから、その内部をきわめて高温の排ガスが流れる前記排気マニホールドからの輻射熱を遮断できる。したがって、前記排気絞り装置において、前記排気マニホールドからの輻射熱による加温を防止し、冷却水による冷却効果を維持できる。

　請求項６の発明によると、前記遮熱部材が、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に設けられる遮熱板と、当該遮熱板の前記エンジン側の端辺より立設させて前記排気絞り装置の上部に接続される板材とによって構成されたものであるから、エンジンからの輻射熱を遮断できる。したがって、前記排気絞り装置において、エンジンからの輻射熱による加温を防止し、冷却水による冷却効果を維持できる。

　請求項７の発明によると、前記遮熱部材が、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に設けられる遮熱板と、当該遮熱板の両側端辺より立設させて前記排気絞り装置の上部に接続される２枚の板材とによって構成され、前記排気絞り装置に吊り下げ支持されたものであるから、前記遮熱部材の前記排気絞り装置との相対位置を固定させることができる。これにより、前記遮熱部材と前記排気絞り装置との間に空間が形成され、その断熱効果により、前記排気絞り装置における冷却水による冷却効果の低下を防止できる。

　請求項８の発明によると、冷却水循環用の冷却水ポンプと、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラとを備えるとともに、前記排気絞り装置の冷却水配管が、前記冷却水ポンプと前記ＥＧＲクーラとを結ぶ冷却水配管経路途中に設けられたものであるから、前記エンジンの一側面に沿わせて、前記排気マニホールドと、前記排気絞り装置と、前記ＥＧＲクーラをコンパクトに設置できるものでありながら、例えば排気ガス浄化装置の配置などに対応して、前記絞り弁ケースの絞り弁ガス出口から、横向きまたは上向きに前記排気管を延設できる。また、前記排気マニホールドの外側面を利用して、前記排気絞り装置及び前記ＥＧＲクーラに接続する冷却水配管をコンパクトに支持できる。

第１実施形態を示すディーゼルエンジンの斜視図である。ディーゼルエンジンの正面図である。同背面図である。同右側面図である。同左側面図である。同平面図である。同左側から視た斜視図である。排気マニホールド部の左側から視た斜視図である。排気マニホールド部の上側から視た斜視図である。冷却水配管の斜視図である。排気ガス浄化装置の外観斜視図である。排気絞り装置の分解斜視図である。排気絞り装置の縦断面図である。排気絞り装置の横断面図である。ディーゼルエンジンの縦断面図である。図１５における排気絞り装置周辺の拡大断面図である。排気絞り装置周辺の平面図である。フォークリフトカーの側面図である。フォークリフトカーの平面図である。スキッドステアローダの側面図である。スキッドステアローダの平面図である。

　以下、図１～図１７を参照して、本願発明のエンジン装置の実施形態を図面に基づいて説明する。建設機械または土木機械または農業機械または荷役機械などに原動機として搭載するディーゼルエンジン１に、連続再生式の排気ガス浄化装置２（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を備える。排気ガス浄化装置２によって、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を低減するように構成している。

　ディーゼルエンジン１は、エンジン出力用クランク軸３とピストン（図示省略）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にシリンダヘッド５を上載している。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。シリンダヘッド５の上側面にヘッドカバー８を配置する。シリンダブロック４の前側面に冷却ファン９を設ける。シリンダブロック４の後側面にフライホイールハウジング１０を設ける。フライホイールハウジング１０内にフライホイール１１を配置する。

　クランク軸３（エンジン出力軸）にフライホイール１１を軸支する。作業車両（バックホウやフォークリフト等）の作動部に、クランク軸３を介してディーゼルエンジン１の動力を取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の側面に配置されたオイルフィルタ１３を介して、ディーゼルエンジン１の各潤滑部に供給される。

　シリンダブロック４の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）を有する４気筒分の各インジェクタ１５をディーゼルエンジン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１７を介して、作業車両に搭載される燃料タンク（図示省略）を接続する。

　前記燃料タンクの燃料が燃料フィルタ１７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からディーゼルエンジン１の各気筒に噴射される。

　シリンダブロック４の前面左寄りの部位には、冷却水循環用の冷却水ポンプ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。クランク軸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が駆動される。作業車両に搭載されるラジエータ（図示省略）内の冷却水が、冷却水ポンプ２１の駆動にて、冷却水ポンプ２１に供給される。そして、シリンダブロック４及びシリンダヘッド５に冷却水が供給され、ディーゼルエンジン１を冷却する。なお、冷却水ポンプ２１の左側方にはオルタネータ２３が設けられている。

　シリンダブロック４の左右側面に機関脚取付け部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）がそれぞれボルト締結される。ディーゼルエンジン１は、前記各機関脚体を介して、作業車両（バックホウ、フォークリフトカー等のエンジン取付けシャーシ）に防振支持される。

　さらに、ＥＧＲ装置２６（排気ガス再循環装置）を説明する。上向きに突出する吸気マニホールド６の入口部に、ＥＧＲ装置２６（排気ガス再循環装置）を介してエアクリーナ（図示省略）を連結する。新気（外部空気）が、前記エアクリーナから、ＥＧＲ装置２６を介して吸気マニホールド６に送られる。

　ＥＧＲ装置２６は、ディーゼルエンジンの排気ガスの一部（排気マニホールドからのＥＧＲガス）と新気（エアクリーナからの外部空気）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（コレクタ）と、前記エアクリーナに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還流管路としての再循環排気ガス管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。

　すなわち、吸気マニホールド６と新気導入用の吸気スロットル部材２８とがＥＧＲ本体ケース２７を介して接続されている。そして、ＥＧＲ本体ケース２７には、排気マニホールド７から延びる再循環排気ガス管３０の出口側が連通している。ＥＧＲ本体ケース２７は長筒状に形成されている。吸気スロットル部材２８は、ＥＧＲ本体ケース２７の長手方向の一端部にボルト締結されている。ＥＧＲ本体ケース２７の下向きの開口端部が、吸気マニホールド６の入口部に着脱可能にボルト締結されている。

　また、再循環排気ガス管３０の出口側が、ＥＧＲバルブ部材３１を介してＥＧＲ本体ケース２７に連結されている。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の下面側に連結されている。ＥＧＲバルブ部材３１内のＥＧＲバルブ（図示省略）の開度を調節することにより、ＥＧＲ本体ケース２７へのＥＧＲガスの供給量を調節する。

　上記の構成により、前記エアクリーナから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（外部空気）を供給する一方、排気マニホールド７からＥＧＲバルブ部材３１を介してＥＧＲ本体ケース２７内にＥＧＲガス（排気マニホールドから排出される排気ガスの一部）を供給する。前記エアクリーナからの新気と、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、ＥＧＲ本体ケース２７内の混合ガスが吸気マニホールド６に供給される。すなわち、ディーゼルエンジン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が、吸気マニホールド６からディーゼルエンジン１に還流されることによって、高負荷運転時の最高燃焼温度が低下し、ディーゼルエンジン１からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量が低減される。

　次いで、図１及び図１１を参照して、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、浄化入口管３６及び浄化出口管３７を有する排気ガス浄化ケース３８を備える。排気ガス浄化ケース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（ガス浄化体）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（ガス浄化体）とを、排気ガスの移動方向（図１の下側から上側）に直列に並べている。なお、排気ガス浄化ケース３８の一側部を消音器４１にて形成し、消音器４１には、テールパイプ１３５と連結される浄化出口管３７を設けている。

　上記の構成により、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内に一側端面（取入れ側端面）から供給される。ディーゼルエンジン１の排気ガス中に含まれた粒子状物質（ＰＭ）は、スートフィルタ４０に捕集されて、二酸化窒素（ＮＯ２）によって連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン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。

　また、サーミスタ形の上流側ガス温度センサ４２と下流側ガス温度センサ４３が、排気ガス浄化ケース３８に付設される。ディーゼル酸化触媒３９のガス流入側端面の排気ガス温度を、上流側ガス温度センサ４２にて検出する。ディーゼル酸化触媒のガス流出側端面の排気ガス温度を、下流側ガス温度センサ４３にて検出する。

　さらに、排気ガス浄化ケース３８に、排気ガス圧力センサとしての差圧センサ４４を付設する。スートフィルタ４０の上流側と下流側間の排気ガスの圧力差を、差圧センサ４４にて検出する。スートフィルタ４０の上流側と下流側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が演算され、スートフィルタ４０内の詰り状態を把握できるように構成している。

　図１、図１１に示す如く、排気ガス浄化ケース３８の出口挟持フランジ４５にセンサブラケット４６をボルト締結して、排気ガス浄化ケース３８の外面側にセンサブラケット４６を配置させる。電気配線コネクタを一体的に設けた差圧センサ４４がセンサブラケット４６に取付けられる。排気ガス浄化ケース３８の外側面に差圧センサ４４が配置される。差圧センサ４４には、上流側センサ配管４７と下流側センサ配管４８の一端側がそれぞれ接続される。排気ガス浄化ケース３８内のスートフィルタ４０を挟むように、上流側と下流側の各センサ配管ボス体４９，５０が排気ガス浄化ケース３８に配置される。各センサ配管ボス体４９，５０に、上流側センサ配管４７と下流側センサ配管４８の他端側がそれぞれ接続される。

　上記の構成により、スートフィルタ４０の流入側の排気ガス圧力と、スートフィルタ４０の流出側の排気ガス圧力の差（排気ガスの差圧）が、差圧センサ４４を介して検出される。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の量が所定以上に増加したときに、差圧センサ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、排気ガス浄化ケース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。

　なお、差圧センサ４４の外側ケース部に電気配線コネクタ５１を一体的に設けると共に、上流側ガス温度センサ４２の電気配線コネクタ５２と、下流側ガス温度センサ４３の電気配線コネクタ５３を、センサブラケット４６に固着する。差圧センサ４４の電気配線コネクタ５１と、上流側ガス温度センサ４２の電気配線コネクタ５２と、下流側ガス温度センサ４３の電気配線コネクタ５３の各接続方向を同一方向に向けた姿勢で、前記各コネクタ５１，５２，５３を支持するから、各コネクタ５１，５２，５３の接続作業性を向上できる。

　また、排気ガス浄化ケース３８の出口挟持フランジ４５に吊下げ体５５を一体的に形成すると共に、浄化入口管３６が設けられた排気ガス浄化ケース３８の排気ガス入口側の側面に吊下げ金具５６をボルト締結する。排気ガス浄化ケース３８の対角線方向に、吊下げ体５５と吊下げ金具５６を離間させて配置する。ディーゼルエンジン１の組立工場などにおいて、チェンブロックなどのフック（図示省略）に吊下げ体５５と吊下げ金具５６を係止し、チェンブロックなどにて排気ガス浄化ケース３８を吊下げ支持させ、ディーゼルエンジン１に排気ガス浄化ケース３８を組付ける。吊下げ体５５と吊下げ金具５６の対角線方向の配置によって、重量物である排気ガス浄化ケース３８を安定した姿勢で吊下げることができる。

　次いで、図１、図８～図１０に示す如く、排気マニホールド７にＥＧＲガス取出し管６１を一体的に形成する。また、排気マニホールド７に管継ぎ手部材６２をボルト締結する。ＥＧＲクーラ２９のＥＧＲガス入口部をＥＧＲガス取出し管６１にて支持すると共に、再循環排気ガス管３０を接続する管継ぎ手部材６２にて、ＥＧＲクーラ２９のＥＧＲガス出口部を支持することにより、ＥＧＲクーラ２９はシリンダブロック４（具体的には左側面）から離間して配置される。

　一方、図１、図８、図１２～図１７に示す如く、ディーゼルエンジン１の排気圧を高める排気絞り装置６５を備える。排気マニホールド７の排気出口体７ａを上向きに開口させている。排気マニホールド７の排気出口体７ａは、ディーゼルエンジン１の排気圧を調節するための排気絞り装置６５を介して、エルボ状の中継管６６に着脱可能に連結されている。排気絞り装置６５は、排気３を内蔵する絞り弁ケース６８と、排気絞り弁６７を開動制御するモータ（アクチュエータ）６３からの動力伝達機構などを内蔵するアクチュエータケース６９と、絞り弁ケース６８にアクチュエータケース６９を連結する水冷ケース７０を有する。前記動力伝達機構により、モータ６３は、その回転軸が、絞り弁ケース内の排気絞り弁６７の回転軸６７ａとギア等で連動可能に構成される。

　排気出口体７ａに絞り弁ケース６８を上載し、絞り弁ケース６８に中継管６６を上載し、４本のボルト７１にて排気出口体７ａに絞り弁ケース６８を介して中継管６６を締結する。排気出口体７ａに絞り弁ケース６８の下面側が固着される。絞り弁ケース６８の上面側に中継管６６の下面側開口部６６ａが固着される。排気管７２を介して浄化入口管３６に中継管６６の横向き開口部６６ｂを連結する。従って、上記した排気ガス浄化装置２に、中継管６６及び排気絞り装置６５を介して排気マニホールド７が接続される。排気マニホールド７の出口部から、浄化入口管３６を介して排気ガス浄化装置２内に移動した排気ガスは、排気ガス浄化装置２にて浄化されたのち、浄化出口管３７からテールパイプ（図示省略）に移動して、最終的に機外に排出されることになる。

　上記の構成により、前記差圧センサ４４にて検出された圧力差に基づいて排気絞り装置６５のモータ６３を作動させることにより、スートフィルタ４０の再生制御が実行される。すなわち、スート（すす）がスートフィルタ４０に堆積したときは、排気絞り装置６５の排気絞り弁６７を閉動する制御にて、ディーゼルエンジン１の排気圧を高くすることにより、ディーゼルエンジン１から排出される排気ガス温度を高温に上昇させ、スートフィルタ４０に堆積したスート（すす）を燃焼する。その結果、スートが消失し、スートフィルタ４０が再生する。

　また、負荷が小さく排気ガスの温度が低くなり易い作業（スートが堆積し易い作業）を継続して行っても、排気絞り装置６５による排気圧の強制上昇にてスートフィルタ４０を再生でき、排気ガス浄化装置２の排気ガス浄化能力を適正に維持できる。また、スートフィルタ４０に堆積したスートを燃やすためのバーナー等も不要になる。また、エンジン１始動時も、排気絞り装置６５の制御にてディーゼルエンジン１の排気圧を高くすることにより、ディーゼルエンジン１からの排気ガスの温度を高温にして、ディーゼルエンジン１の暖機を促進できる。

　図１、図８、図１２～図１７に示す如く、排気マニホールド７を有するエンジン１を備え、排気マニホールド７の排気圧を排気絞り装置６５にて調節するエンジン装置において、排気マニホールド７の排気出口に、排気絞り装置６５の絞り弁ケース６８の排気ガス取入れ側を締結し、絞り弁ケース６８を介して排気マニホールド７に排気管７２を接続するように構成している。したがって、高剛性の前記排気マニホールド７に排気絞り装置６５を支持でき、排気絞り装置６５の支持構造を高剛性に構成できるものでありながら、例えば排気マニホールド７に中継管６６を介して絞り弁ケース６８を接続する構造に比べ、排気絞り装置６５の排気ガス取入れ側の容積を縮小し、排気マニホールド７内の排気圧を高精度に調節できる。例えば、排気ガス浄化装置２などに供給する排気ガスの温度を、排気ガスの浄化に適した温度に簡単に維持できる。

　図８、図１２～図１７に示す如く、排気マニホールド７の上面側に絞り弁ケース６８を締結し、絞り弁ケース６８の上面側に中継管６６を締結し、排気マニホールド７に対して絞り弁ケース６８と中継管６６を多層状に配置し、最上層部の中継管６６に排気管７２を連結している。したがって、排気絞り装置６５の支持姿勢を変更することなく、また中継管６６の仕様を変更することなく、例えば排気ガス浄化装置２の取付け位置などに合わせて中継管６６の取付け姿勢（排気管７２の連結方向）を変更できる。

　図１、図８、図１２～図１７に示す如く、排気マニホールド７の排気出口を上向きに開口し、排気マニホールド７の上面側に絞り弁ケース６８を設け、絞り弁ケース６８の上面側に絞り弁ガス出口６８ａを形成すると共に、絞り弁ケース６８の下方に、排気マニホールド７を挟んで、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラ２９を配置している。したがって、エンジン１の一側面に沿わせて、排気マニホールド７と、排気絞り装置６５と、ＥＧＲクーラ２９をコンパクトに設置できるものでありながら、例えば排気ガス浄化装置２の配置などに対応して、絞り弁ケース６８の絞り弁ガス出口６８ａから、横向きまたは上向きに排気管７２を延設できる。したがって、作業車両のエンジンルーム内外（ディーゼルエンジン１以外の構成部品）に排気ガス浄化装置２を機能的に支持できる。また、排気マニホールド７の外側面を利用して、排気絞り装置６５及びＥＧＲクーラ２９に接続する冷却水配管（絞り出口側パイプ７７、絞り入口側パイプ７８など）をコンパクトに支持できる。

　一方、ディーゼルエンジン１の左側方（排気マニホールド７側）に、ＥＧＲクーラ２９及び排気絞り装置６５に冷却水ポンプ２１を接続する冷却水配管経路（可とう性冷却水戻りホース７５、絞り出口側パイプ７７、絞り入口側パイプ７８、冷却水取出しホース７９など）を設ける。冷却水ポンプ２１からの冷却水は、ディーゼルエンジン１の水冷部に供給されるだけでなく、その一部をＥＧＲクーラ２９及び排気絞り装置６５に送るように構成されている。

　前記戻りホース７５に合金製中間パイプ７６の一端側を接続し、合金製中間パイプ７６の他端側に可とう性ホース７６ａを介して合金製絞り出口側パイプ７７の一端側を接続する。排気絞り装置６５の水冷ケース７０に絞り出口側パイプ７７の他端側を可とう性ホース７７ａを介して接続すると共に、水冷ケース７０に合金製絞り入口側パイプ７８の一端側を可とう性ホース７８ａを介して接続し、ＥＧＲクーラ２９の冷却水排水口に絞り入口側パイプ７８の他端側を可とう性ホース７８ｂを介して接続する。なお、ＥＧＲクーラ２９の冷却水取入れ口が冷却水取出しホース７９を介してシリンダブロック４に接続されている。

　即ち、冷却水ポンプ２１に、ＥＧＲクーラ２９及び排気絞り装置６５が直列に接続されている。そして、前記各ホース７５，７６ａ，７７ａ，７８ａ，７８ｂ，７９及び前記各パイプ７６～７８などにて形成する冷却水流通経路中では、冷却水ポンプ２１とＥＧＲクーラ２９の間に排気絞り装置６５が配置される。ＥＧＲクーラ２９の上流側に、排気絞り装置６５が位置している。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ＥＧＲクーラ２９を介して排気絞り装置６５に供給され、循環することになる。

　このように冷却水の一部が供給される排気絞り装置６５は、絞り出口側パイプ７７から冷却水が供給されるとともに絞り入口側パイプ７８に冷却水を排出する。したがって、水冷ケース７０への冷却水の給水位置と排水位置が、絞り弁ケース６８内を流れる排気ガスの吸気位置と排気位置と逆となる。すなわち、水冷ケース７０の冷却水の給水位置が排水位置に比べて上側となるため、水冷ケース７０内を流れる冷却水の逆流をより確実に防止できる。

　この排気絞り装置６５における水冷ケース７０の冷却効果をより確実なものとするべく、排気絞り装置６５の周囲を囲むように、遮熱部材９０が設けられる。遮熱部材９０は、前後面が開口するように金属板材を屈曲させて構成され、排気絞り装置６５の左右及び下側を覆う。即ち、遮熱部材９０は、排気マニホールド７とアクチュエータケース６９及び水冷ケース７０との間に位置する遮熱板９１と、当該遮熱板９１の左右端辺から垂直に立設された金属板材９２，９３とを有する。

　このとき、遮熱板９１が、排気絞り装置６５下側において、排気マニホールド７及び排気絞り装置６５それぞれと間隙Ｓ１，Ｓ２を有する位置に設置され、排気マニホールド７からの輻射熱を遮熱する。また、遮熱板９１の右側に位置する金属板材９２は、ヘッドカバー８及び排気絞り装置６５それぞれと間隙Ｓ３，Ｓ４を有する位置に設置され、ディーゼルエンジン１本体からの輻射熱を遮熱する。一方、遮熱板９１の左側に位置する金属板材９３は、排気絞り装置６５と間隙Ｓ５を有する位置に設置される。

　そして、金属板９２，９３はそれぞれ、遮熱板９１との接続部分と逆側端部において、その断面がＬ字形状に屈曲されて、水冷ケース７０の上側面と当接させる支持用接続部９２ａ，９３ａを有する。これにより、水冷ケース７０に対して支持用接続部９２ａ，９３ａがネジ９４により螺着されることで、遮熱部材９０が、排気絞り装置６５により吊り下げ支持される。

　このように構成される遮熱部材９０が、排気マニホールド７及びヘッドカバー８と非接触に設置されるとともに、排気絞り装置６５の排気マニホールド７及びヘッドカバー８側に空間を設けた構成となる。従って、排気絞り装置６５は、遮熱部材９０によって周囲からの輻射熱が遮断されることとなり、水冷ケース７０を通過する冷却水による冷却効果を高めることができる。

　図１８及び図１９を参照して、フォークリフトカー１２０に前記ディーゼルエンジン７０を搭載した構造を説明する。図１８及び図１９に示す如く、フォークリフトカー１２０は、左右一対の前輪１２２及び後輪１２３を有する走行機体１２４を備えている。走行機体１２４には、操縦部１２５とディーゼルエンジン７０とが搭載されている。走行機体１２４の前側部には、荷役作業のためのフォーク１２６を有する作業部１２７が設けられている。操縦部１２５には、オペレータが着座する操縦座席１２８と、操縦ハンドル１２９と、ディーゼルエンジン1等を出力操作する操作手段や、作業部１２７用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。

　作業部１２７の構成要素であるマスト１３０には、フォーク１２６が昇降可能に配置されている。フォーク１２６を昇降動させて、荷物を積んだパレット（図示省略）をフォーク１２６に上載させ、走行機体１２４を前後進移動させて、前記パレットの運搬等の荷役作業を実行するように構成している。

　このフォークリフトカー１２０において、ディーゼルエンジン１は、操縦座席１２８の下側に配置されるとともに、排気ガス浄化装置２が操縦座席１２８の後側に配置される。したがって、ディーゼルエンジン１と排気ガス浄化装置２とを接続する排気管７２が、操縦座席１２８の下側から後ろに向かって延びる構成となり、排気ガス浄化装置２がディーゼルエンジン1に対して遠隔配置される。また、排気ガス浄化装置２と接続するテールパイプ１３５は、操縦座席１２８の後側において、排気ガス浄化装置２から上側に延びる構成とされる。これにより、排気ガス浄化装置２から排出される排気ガスは、テールパイプ１３５を通過して、操縦座席１２８の後方上側に排出されることとなる。

　ディーゼルエンジン１は、フライホイールハウジング１０が走行機体１２４の前部側に位置するように配置されている。すなわち、エンジン出力軸７４の向きが作業部１２７とカウンタウェイト１３１とが並ぶ前後方向に沿うように、ディーゼルエンジン１が配置されている。フライホイールハウジング１０の前面側にはミッションケース１３２が連結されている。ディーゼルエンジン１からフライホイール１０を経由した動力は、ミッションケース１３２にて適宜変速され、前輪１２２及び後輪１２３やフォーク１２６の油圧駆動源１３３に伝達されることになる。

　次に、図２０、図２１を参照して、フォークリフトカー２１１に前記ディーゼルエンジン１を搭載した構造を説明する。図２０、図２１に示すスキッドステアローダ２１１は、フォークリフトカー１２０と同様、左右一対の前輪２１３及び後輪２１４を有する走行機体２１６を備えている。走行機体２１６には、操縦部２１７とディーゼルエンジン１とが搭載されている。走行機体２１６の前側部には、作業部であるローダ装置２１２を装着し、ローダ作業を行うことが可能に構成されている。操縦部１２５には、オペレータが着座する操縦座席２１９と、操縦ハンドル２１８と、ディーゼルエンジン１等を出力操作する操作手段や、ローダ装置２１２用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。

　スキッドステアローダ２１１の前部であって前輪２１３の上方には、前述したように、作業部であるローダ装置２１２を備えている。ローダ装置２１２は、走行機体２１６の左右両側に配置されたローダポスト２２２と、各ローダポスト２２２の上端に上下揺動可能に連結された左右一対のリフトアーム２２３と、左右リフトアーム２２３の先端部に上下揺動可能に連結されたバケット２２４とを有している。

　各ローダポスト２２２とこれに対応したリフトアーム２２３との間には、リフトアーム２２３を上下揺動させるためのリフトシリンダ２２６がそれぞれ設けられている。左右リフトアーム２２３とバケット２２４との間には、バケット２２４を上下揺動させるためのバケットシリンダ２２８が設けられている。この場合、操縦座席２１９のオペレータがローダレバー（図示省略）を操作することによって、リフトシリンダ２２６やバケットシリンダ２２８が伸縮作動し、リフトアーム２２３やバケット２２４を上下揺動させ、ローダ作業を実行するように構成している。

　このスキッドステアローダ２１１においても、フォークリフトカー１２０と同様、ディーゼルエンジン１は、操縦座席２１９の下側に配置されるとともに、排気ガス浄化装置２が操縦座席２１９の後側に配置される。したがって、ディーゼルエンジン１と排気ガス浄化装置２とを接続する排気管７２が、操縦座席２１９の下側から後ろに向かって延びる構成となり、排気ガス浄化装置２がディーゼルエンジン１に対して遠隔配置される。また、排気ガス浄化装置２と接続するテールパイプ１３５は、操縦座席２１９の後側において、排気ガス浄化装置２から上側に延びる構成とされる。これにより、排気ガス浄化装置２から排出される排気ガスは、テールパイプ１３５を通過して、操縦座席２１９の後方上側に排出されることとなる。

　なお、本願発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、様々な態様に具体化できる。例えば本願発明に係るエンジン装置は、前述のようなフォークリフトカー１２０及びスキッドステアローダ２１１に限らず、コンバイン、トラクタ等の農作業機やクレーン車等の特殊作業用車両のような各種作業車両に対して広く適用できる。また、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。

１　ディーゼルエンジン
７　排気マニホールド
６５　排気絞り装置
６６　中継管
６８　絞り弁ケース
７０　水冷ケース
７７　絞り出口側パイプ
７８　絞り入口側パイプ
９０　遮熱部材
９１　遮熱板

Claims

　排気マニホールドを有するエンジンを備え、前記排気マニホールドの排気圧を排気絞り装置にて調節するエンジン装置において、
　前記排気マニホールドの排気出口に、前記排気絞り装置の絞り弁ケースの排気ガス取入れ側を締結し、前記絞り弁ケースを介して排気マニホールドに排気管を接続するように構成したことを特徴とするエンジン装置。
　前記排気マニホールドの上面側に前記絞り弁ケースを締結し、前記絞り弁ケースの上面側に中継管を締結し、前記排気マニホールドに対して前記絞り弁ケースと中継管を多層状に配置し、最上層部の前記中継管に前記排気管を連結したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　前記排気マニホールドの排気出口を上向きに開口し、前記排気マニホールドの上面側に前記絞り弁ケースを設け、前記絞り弁ケースの上面側に絞り弁ガス出口を形成すると共に、前記絞り弁ケースの下方に、前記排気マニホールドを挟んで、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラを配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　前記排気絞り装置の冷却水配管を、エンジン冷却水配管経路の途中に設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に、前記排気マニホールドからの熱を遮熱する遮熱部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　前記遮熱部材が、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に設けられる遮熱板と、当該遮熱板の前記エンジン側の端辺より立設させて前記排気絞り装置の上部に接続される板材とによって構成されることを特徴とする請求項５に記載のエンジン装置。
　前記遮熱部材が、前記排気マニホールドと前記排気絞り装置との間に設けられる遮熱板と、当該遮熱板の両側端辺より立設させて前記排気絞り装置の上部に接続される２枚の板材とによって構成され、前記排気絞り装置に吊り下げ支持されることを特徴とする請求項６に記載のエンジン装置。
　冷却水循環用の冷却水ポンプと、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラとを備えるとともに、前記排気絞り装置の冷却水配管が、前記冷却水ポンプと前記ＥＧＲクーラとを結ぶ冷却水配管経路途中に設けられることを特徴とする請求項５に記載のエンジン装置。