发动机装置 |
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| 申请号 | CN201380062396.6 | 申请日 | 2013-11-28 | 公开(公告)号 | CN104838105B | 公开(公告)日 | 2017-08-25 |
| 申请人 | 洋马株式会社; | 发明人 | 山东义幸; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的课题在于提供一种 发动机 装置，能够抑制由发动机(1)的冷却 风 导致的第1 箱体 (28)和第2箱体(29)的 温度 降低，同时，能够紧凑地设置第1箱体(28)和第2箱体(29)。所述发动机装置具备除去发动机(1)的废气中的颗粒状物质的第1箱体(28)和除去发动机(1)的废气中的氮 氧 化物质的第2箱体(29)，在发动机(1)的上面侧附设第1箱体(28)和第2箱体(29)，其中，将第1箱体(28)和第2箱体(29)配置在比发动机(1)的 冷却风扇 (24)风道高的 位置 ，将第2箱体(29)配置在比第1箱体(28)更高的位置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种发动机装置，具备除去发动机的废气中的颗粒状物质的第1箱体和除去所述发动机的废气中的氮氧化物质的第2箱体，在所述发动机的上面侧附设所述第1箱体和第2箱体，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 发动机装置技术领域[0001] 本发明涉及搭载于农业机械(拖拉机、联合收割机)或建筑机械(推土机、液压挖掘机、装载机)等的柴油机等发动机装置，更详细地说，涉及搭载了除去废气中含有的颗粒状物质(烟尘、颗粒)或废气中含有的氮氧化物质(NOx)等的废气净化装置的发动机装置。 背景技术[0002] 以往，在柴油机的排气路径中，作为废气净化装置(废气后处理装置)，已知如下的技术：设置内设有柴油颗粒过滤器的箱体(以下称为DPF箱体)和内设有尿素选择性还原型催化剂的箱体(以下称为SCR箱体)，将废气导入DPF箱体和SCR箱体，从而对从柴油机排出的废气进行净化处理(例如参照专利文献1～3)。 [0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：日本特开2009-74420号公报 [0006] 专利文献2：日本特开2012-21505号公报 [0007] 专利文献3：日本特开2012-177233号公报 发明内容[0008] 发明要解决的课题 [0009] 如专利文献1或2这样，在相对于发动机分离地组装DPF箱体和SCR箱体的情况下，存在如下的问题：从发动机供给到DPF箱体或SCR箱体的废气的温度降低，从而柴油颗粒过滤器的再生、或选择性催化还原作用等化学反应容易变得不完全，因此需要用于将SCR箱体内的废气的温度保持在高温的特别的装置等。 [0010] 另一方面，如专利文献3这样，在靠近发动机地组装DPF箱体和SCR箱体的情况下，存在如下的问题：从发动机供给到SCR箱体的废气的温度降低减少，易于将SCR箱体内的废气的温度保持在高温，但需要在发动机的侧方确保SCR箱体用的设置空间，难以小型地构成发动机室，并且无法紧凑地支承DPF箱体或SCR箱体等。另外，也存在如下的问题：在狭小的发动机室中，无法提高DPF箱体或SCR箱体等的组装作业性或维护作业性等。 [0011] 因此，本发明对这些现状进行研究而提供一种实施了改善的发动机装置。 [0012] 用于解决课题的手段 [0013] 技术方案1的发明是一种发动机装置，具备除去发动机的废气中的颗粒状物质的第1箱体和除去所述发动机的废气中的氮氧化物质的第2箱体，在所述发动机的上面侧附设所述第1箱体和第2箱体，其中，将所述第1箱体和第2箱体配置在比所述发动机的冷却风扇风道高的位置，将第2箱体配置在比所述第1箱体更高的位置。 [0014] 技术方案2的发明是根据技术方案1所述的发动机装置，其中，将所述第2箱体配置在比所述发动机的冷却风扇用护罩上表面高的位置，将所述第2箱体配置在所述冷却风扇的正上方。 [0015] 技术方案3的发明是根据技术方案1所述的发动机装置，其中，所述发动机装置被构成为使箱体托架竖立设置在所述发动机的上面侧并将第1箱体安装在所述箱体托架的构造，在所述箱体托架的发动机冷却风导向作用下，将所述冷却风扇风移动引导到所述发动机的上面侧。 [0016] 技术方案4的发明是根据技术方案1所述的发动机装置，其中，所述发动机装置被构成为在所述冷却风扇的前侧配置散热器并且在所述发动机的上面侧安装第1箱体的构造，在设置所述散热器的机体框架侧支承所述第2箱体。 [0017] 发明的效果 [0018] 根据技术方案1的发明，发动机装置具备除去发动机的废气中的颗粒状物质的第1箱体和除去所述发动机的废气中的氮氧化物质的第2箱体，在所述发动机的上面侧附设所述第1箱体和第2箱体，其中，在比所述发动机的冷却风扇风道高的位置配置所述第1箱体和第2箱体，在比所述第1箱体更高的位置配置第2箱体，因此能够抑制由所述发动机的冷却风导致的所述第1箱体和第2箱体的温度降低，同时，能够简单地缩小所述第1箱体主体和第2箱体主体的安装间隔，能够紧凑地设置所述第1箱体和第2箱体。能够以近距离将所述第1箱体和第2箱体连接到所述发动机的排气歧管，能够减少所述第2箱体中的尿素结晶化等。 [0019] 根据技术方案2的发明，在比所述发动机的冷却风扇用护罩上表面高的位置配置所述第2箱体，在所述冷却风扇的正上方配置所述第2箱体，因此能够使所述第2箱体从所述冷却风扇的冷却风道分离地支承所述第2箱体，能够抑制所述各箱体的温度降低，同时，能够使所述第1箱体和第2箱体偏置于所述发动机的上面之中的所述冷却风扇设置侧的上面而紧凑地设置所述第1箱体和第2箱体。 [0020] 根据技术方案3的发明，所述发动机装置是使箱体托架竖立设置在所述发动机的上面侧并在所述箱体托架安装第1箱体的构造，构成为在所述箱体托架的发动机冷却风导向作用下，将所述冷却风扇风移动引导到所述发动机的上面侧，因此，通过所述冷却风扇风适当地冷却所述发动机的上面侧，从而能够减少所述发动机的过热(输出损失)等，同时，能够使所述第1箱体和第2箱体偏置于所述发动机的上面之中的所述冷却风扇设置侧的上面而紧凑地设置所述第1箱体和第2箱体，能够抑制所述各箱体的温度降低。 [0021] 根据技术方案4的发明，所述发动机装置是在所述冷却风扇的前侧配置散热器并且在所述发动机的上面侧安装第1箱体的构造，构成为在设置所述散热器的机体框架侧支承所述第2箱体，因此能够使所述第1箱体和第2箱体偏置于所述发动机的上面之中的所述冷却风扇设置侧的上面而紧凑地设置所述第1箱体和第2箱体，同时，能够独立地执行所述第1箱体的装卸操作和第2箱体的装卸操作，能够提高需要起重机等的机械性的起吊操作的所述各箱体的组装作业性。附图说明 [0022] 图1是表示第1实施方式的柴油机的主视图。 [0023] 图2是同后视图。 [0024] 图3是同俯视图。 [0025] 图4是同左侧视图。 [0026] 图5是同右侧视图。 [0027] 图6是同左侧立体图。 [0028] 图7是同右侧立体图。 [0029] 图8是搭载了柴油机的作业车辆的侧视图。 [0030] 图9是同作业车辆的俯视图。 [0031] 图10是废气净化装置的安装部的立体图。 [0032] 图11是废气净化装置的分解立体图。 [0033] 图12是同分解立体图。 [0034] 图13是同装配说明图。 [0035] 图14是同装配说明图。 [0036] 图15是同装配说明图。 [0037] 图16是同装配说明图。 [0038] 图17是废气净化装置的主视图。 [0039] 图18是同后视图。 [0040] 图19是同俯视图。 [0041] 图20是同仰视图。 [0042] 图21是同右侧图。 [0043] 图22是同左侧图。 [0044] 图23是同立体图。 具体实施方式[0045] 以下，根据附图说明使本发明具体化的实施方式。图1是柴油机的设置了进气歧管的主视图，图2是柴油机的设置了排气歧管的后视图，图3是同俯视图，图4是柴油机的设置了冷却风扇的左侧视图，图5是柴油机的设置了飞轮的右侧视图，图6和图7是柴油机的立体图。参照图1～图7，说明柴油机1的整体构造。 [0046] 如图1～图7所示，在柴油机1的汽缸盖2的一侧面配置有进气歧管3。汽缸盖2载置在内置了发动机输出轴4(曲轴)和活塞(图示省略)的汽缸体5上。在汽缸盖2的另一侧面配置有排气歧管6。使发动机输出轴4的前端和后端从汽缸体5的前面和后面突出。 [0047] 如图1～图7所示，在汽缸体5的后面固定了飞轮壳8。在飞轮壳8内设置飞轮9。使飞轮9枢支在发动机输出轴4的后端侧。构成为经由飞轮9导出柴油机1的动力。并且，在汽缸体5的下面配置有油盘11。 [0048] 如图1、图3所示，在进气歧管3配置导入再循环用的废气的废气再循环装置(EGR)15。将空气净化器16连结到进气歧管3。构成为：由空气净化器16进行了除尘/净化的外部空气被输送到进气歧管3，并被供给到柴油机1的各汽缸。 [0049] 通过上述的结构，从柴油机1排出到排气歧管6的废气的一部分，经由废气再循环装置15，从进气歧管3回流到柴油机1的各汽缸，由此，柴油机1的燃烧温度下降，来自柴油机1的氮氧化物(NOx)的排出量减少，且柴油机1的油耗功效提高。 [0050] 此外，具备使冷却水在汽缸体5内和散热器(图示省略)循环的冷却水泵21。在柴油机1的冷却风扇24设置侧配置冷却水泵21。经由V带22等将冷却水泵21和冷却风扇24连结到发动机输出轴4，驱动冷却水泵21和冷却风扇24。构成为：将冷却水从冷却水泵21经由废气再循环装置15的EGR冷却器18送入汽缸体5内，另一方面，由冷却风扇24风冷却柴油机1。 [0051] 如图1～图7所示，作为用于净化从所述柴油机1的各汽缸排出的废气的废气净化装置27，具备作为除去柴油机1的废气中的颗粒状物质的柴油颗粒过滤器(DPF)的第1箱体28和作为除去柴油机1的废气中的氮氧化物质的尿素选择性催化还原(SCR)系统的第2箱体 29。如图3所示，在第1箱体28中内设氧化催化剂30、碳烟过滤器31。在第2箱体29中内设尿素选择性催化还原用的SCR催化剂32、氧化催化剂33。 [0052] 从柴油机1的各汽缸排出到排气歧管6的废气，经由废气净化装置27等，向外部放出。构成为：通过废气净化装置27来减少柴油机1的废气中的一氧化碳(CO)、烃(HC)、颗粒状物质(PM)、氮氧化物质(NOx)。 [0053] 第1箱体28和第2箱体29构成为，在俯视下在与柴油机1的输出轴(曲轴)4正交的水平方向上延伸得长的大致圆筒形状。在第1箱体28的两侧(废气移动方向一端侧和其另一端侧)，设置有导入废气的DPF入口管34和排出废气的DPF出口管35。同样地，在第2箱体29的两侧(废气移动方向一端侧和其另一端侧)，设置有导入废气的SCR入口管36和排出废气的SCR出口管37。 [0054] 另外，在排气歧管6的废气出口，配置有将空气强制性地送入柴油机1的增压器38。构成为：经由增压器38使DPF入口管34连通到排气歧管6，将柴油机1的废气导入第1箱体28内，另一方面，经由连结管道39使SCR入口管36与DPF出口管35连接，将第1箱体28的废气导入第2箱体29内。此外，在第2箱体29外周面固定管道支承托架40的基端侧，在接合了SCR入口管36的连结管道39端部连结管道支承托架40的前端侧，经由管道支承托架40将连结管道 39能够装卸地支承于第2箱体29。 [0055] 如图1所示，在柴油机1的多个汽缸的各喷射器(图示省略)，设有连接燃料箱(图示省略)的燃料泵42和共轨43。在汽缸盖2的进气歧管3设置侧配置有共轨43和燃料过滤器44，在进气歧管3下方的汽缸体5配置有燃料泵42。此外，所述各喷射器具有电磁开关控制型的燃料喷射阀(图示省略)。 [0056] 未图示的所述燃料箱内的燃料经由燃料过滤器44被吸入燃料泵42，另一方面，在燃料泵42的排出侧连接共轨43，圆筒状的共轨43分别与柴油机1的各喷射器连接。 [0057] 通过上述的结构，所述燃料箱的燃料由燃料泵42压送到共轨43，高压的燃料储存在共轨43中，并且所述各喷射器的燃料喷射阀被分别开关控制，由此，共轨43内的高压的燃料喷射到柴油机1的各汽缸。即，通过对所述各喷射器的燃料喷射阀进行电子控制，能够高精度地控制燃料的喷射压力、喷射时期、喷射期间(喷射量)。因此，能够减少从柴油机1排出的氮氧化物(NOx)。 [0058] 下面，参照图8、图9，说明搭载了所述柴油机1的滑移装载机51。作为图8、图9所示的作业车辆的滑移装载机51构成为装有后述的装载机装置52，进行装载作业。在该滑移装载机51中安装有左右的行走履带部54。另外，在滑移装载机51的行走履带部54的上方，配置有能够开关的发动机罩55。 [0059] 在发动机罩55内收纳有柴油机1。该柴油机1经由隔振构件等被支承于滑移装载机51所具备的行走机体56。在发动机罩55的前方，配置有供驾驶员搭乘的驾驶室57，该驾驶室 57的内部设有操纵手柄58和驾驶席59等。另外，设有由柴油机1驱动的装载作业液压泵装置 60和驱动左右的行走履带部54的行走变速装置61。来自柴油机1的动力经由行走变速装置 61传递到左右的行走履带部54。乘坐在驾驶席59的操作者经由操纵手柄58等操作部，能够进行滑移装载机51的行走操作等。 [0060] 另外，装载机装置52具有：配置在行走机体56的左右两侧的装载机支柱62；能够上下摆动地连结在各装载机支柱62的上端的左右一对提升臂63；以及能够上下摆动地连结在左右提升臂63的前端部的铲斗64。 [0061] 在各装载机支柱62和与其对应的提升臂63之间，分别设置有用于使提升臂63上下摆动的提升缸66。在左右提升臂63和铲斗64之间，设置有用于使铲斗64上下摆动的铲斗缸68。在此情况下，构成为：操纵席59的操作者通过操作装载机杆(图示省略)，控制装载作业液压泵装置60的液压力，提升缸66、铲斗缸68进行伸缩工作，使提升臂63、铲斗64上下摆动，执行装载作业。 [0062] 参照图1、图3、图8、图11等，说明柴油机1的废气的排出构造。如图1、图3、图11所示，将柔性耐热橡胶制的气体排出管71的一端侧连结到增压器38的废气出口管70，将气体排出管71的另一端侧连结到DPF入口管34，使第1箱体28经由气体排出管71与增压器38连通，构成为使排气歧管6的废气从增压器38移动到第1箱体28。 [0063] 另外，将金属制排气管72的一端侧连结到DPF出口管35，在排气管72的另一端侧一体地配置尿素混合管73，使尿素混合管73的废气出口侧连结到连结管道39的一端侧，并且将SCR入口管36连结到连结管道39的另一端侧。即，经由排气管72、尿素混合管73和连结管道39，使SCR入口管36连接到DPF出口管35，使第2箱体29与第1箱体28连通，构成为使废气从第1箱体28移动到第2箱体29。 [0064] 如图1、图8、图9所示，具备：贮存尿素水的尿素水箱75；尿素供给用的尿素水喷射喷嘴76；以及将尿素水箱75的尿素水压送到尿素水喷射喷嘴76的尿素水喷射泵77。尿素水箱75内设于发动机罩55。尿素水喷射泵77配置于行走变速装置61，由柴油机1的输出来驱动。尿素水喷射喷嘴76配置在尿素混合管73的喷嘴支承部74。 [0065] 通过上述的结构，将尿素水箱75内的尿素水从尿素水喷射泵77压送到尿素水喷射喷嘴76，从尿素水喷射喷嘴76将尿素水喷射到尿素混合管73内，在尿素混合管73或连结管道39的内部，来自尿素水喷射喷嘴76的尿素水混合到来自柴油机1的废气中。混合了尿素水的废气通过第2箱体29(SCR催化剂32、氧化催化剂33)，从而废气中的氮氧化物质(NOx)减少，从SCR出口管37向外部放出。 [0066] 下面，参照图1～图3、图10～图23，说明废气净化装置27的安装构造。具备支承第1箱体28的DPF入口管34侧的第1支承脚体81和支承第1箱体28的DPF出口管35侧的第2支承脚体82。在汽缸盖2的侧面之中的排气歧管6配置侧的侧面，用螺栓83紧固第1支承脚体81的下端侧，使第1支承脚体81竖立设置在汽缸盖2的一侧面。由紧固带86将第1箱体28的DPF入口管34侧能够装卸地固定在第1支承脚体81的上端侧。 [0067] 另外，在汽缸盖2的侧面之中的进气歧管3配置侧的侧面和冷却水泵21配置侧的侧面，用螺栓84、85紧固第2支承脚体82的下端侧，使第2支承脚体82竖立设置在汽缸盖2的另一侧面。由紧固螺栓87将第1箱体28的DPF出口管35侧能够装卸地固定在第2支承脚体82的上端侧。即，使第1支承脚体81和第2支承脚体82竖立设置在汽缸盖2的相向的侧面，以跨过汽缸盖2的形态支承第1箱体28。构成为使圆筒状的第1箱体28的长度方向(废气移动方向)朝向与发动机输出轴4交叉的水平横向。 [0068] 另一方面，如图1、图2、图8、图9所示，具有与冷却风扇24相向地配置的散热器90。使机体框架91竖立设置在行走机体56上面侧。使散热器90和风洞板体92支承于机体框架 91。构成为：由风洞板体92覆盖冷却风扇24，冷却风扇24经由散热器90吸入外部空气，从冷却风扇24向柴油机1各部供给冷却风，并且通过冷却水泵21使冷却水循环到柴油机1的各部和散热器90，冷却柴油机1。 [0069] 另外，如图1、图2所示，使SCR支承脚体93从第2箱体29朝向下面侧突出，将SCR支承脚体93的下端侧能够装卸地用螺栓94紧固于所述机体框架91。在冷却风扇24的大致正上方配置第2箱体29。在冷却风扇24的上面侧和第2箱体29的下面侧之间，夹设作为护罩的风洞板体92。构成为：将第1支承脚体81和第2支承脚体82的上端部设置在比风洞板体92的最上端部高的位置，使第1箱体28支承在比风洞板体92的最上端部高的位置，并且经由机体框架91和SCR支承脚体93，使第2箱体29支承在比第1箱体28更高的位置。 [0070] 在柴油机1的上面侧之中的冷却风扇24设置部的上面侧，平行地配置第1箱体28和第2箱体29，使排气连结管道39倾斜设置于第1箱体28和第2箱体29的相向侧面的上方侧，使排气连结管道39的尺寸形成为比第1箱体28和第2箱体29的废气移动侧的宽度长，充分地确保尿素水的混合所需要的排气连结管道39内的废气移动距离。另外，将第1箱体28和第2箱体29配置在比在风洞板体92形成的柴油机1的冷却风扇24风道高的位置，将第2箱体29配置在比第1箱体28更高的位置。即，第1箱体28和第2箱体29配置在比柴油机1的风洞板体92(冷却风扇用护罩)上表面高的位置，第2箱体29配置在冷却风扇24的正上方。 [0071] 因此，在作为箱体托架的第1支承脚体81和第2支承脚体82的发动机冷却风导向作用下，来自冷却风扇24的冷却风被移动引导到柴油机1的上面侧。此外，如图1这样，在第1箱体28和风洞板体92之间设置冷却风导向体95，能够构成为：在冷却风导向体95的引导下，使来自冷却风扇24的冷却风从风洞板体92侧朝向柴油机1的上面侧移动。 [0072] 如图1～图4、图10～图23所示，发动机装置具备除去柴油机1的废气中的颗粒状物质的第1箱体28和除去柴油机1的废气中的氮氧化物质的第2箱体29，在柴油机1的上面侧附设第1箱体28和第2箱体29，其中，将第1箱体28和第2箱体29配置在比柴油机1的冷却风扇24的风道(风洞板体92)高的位置，将第2箱体29配置在比第1箱体28更高的位置。因此，能够简单地抑制由柴油机1的冷却风(冷却风扇24风)导致的第1箱体28和第2箱体29的温度降低，同时，通过使圆筒状的第1箱体28和第2箱体29的各支承高度彼此不同，能够简单地缩小第1箱体28主体和第2箱体29主体的安装间隔(俯视下的各箱体28、29的设置宽度尺寸)，能够使第1箱体28和第2箱体29相互靠近而紧凑地设置第1箱体28和第2箱体29。能够以近距离将第1箱体28和第2箱体29连接到柴油机1的排气歧管6的废气出口，能够减少第2箱体29中的尿素结晶化等。 [0073] 如图1～图4、图10～图23所示，将第2箱体29配置在比作为柴油机1的冷却风扇用护罩的风洞板体92的最上面部高的位置，在冷却风扇24的大致正上方经由风洞板体92配置第2箱体29。因此，使风洞板体92夹设于冷却风扇24和第2箱体29之间，能够使第2箱体29从用于朝向柴油机1供给冷却风的冷却风扇24的冷却风道分离地支承第2箱体29，能够从第1箱体28的下方侧朝向柴油机1的上面侧供给冷却风，能够抑制第1箱体28和第2箱体29的温度降低，同时，使第1箱体28和第2箱体29偏置于柴油机1的上面之中的冷却风扇24设置侧的上面，从而能够以与发动机输出轴4交叉的左右方向形态紧凑地设置第1箱体28和第2箱体29。 [0074] 如图1～图4、图10～图23所示，发动机装置是如下的构造：从汽缸盖2的两侧相向面朝向柴油机1的上面侧，竖立设置作为箱体托架的第1支承脚体81和第2支承脚体82，将第1箱体28安装在第1支承脚体81和第2支承脚体82，第1箱体28以横穿柴油机1的形态(与发动机输出轴4交叉的左右方向形态)支承的构造，并构成为：在第1箱体28下面侧配置成门型的第1支承脚体81和第2支承脚体82的发动机冷却风导向作用下，将来自冷却风扇24的冷却风移动引导到柴油机1的上面侧。因此，从第1箱体28下面、第1支承脚体81和第2支承脚体82之间朝向柴油机1的上面侧供给来自冷却风扇24的冷却风，通过来自该冷却风扇24的冷却风能够适当地冷却柴油机1的上面侧，能够减少柴油机1的过热(输出损失)等，同时，使第1箱体28和第2箱体29偏置于柴油机1的上面之中的冷却风扇24设置侧的上面，从而能够紧凑地设置第1箱体28和第2箱体29，并且能够简单地抑制由来自冷却风扇24的冷却风导致所述各箱体28、29的温度降低。 [0075] 如图1～图4所示，发动机装置是与冷却风扇24的前侧相向地配置水冷用散热器90并且在柴油机1的上面侧安装第1箱体28的构造，构成为在设置散热器90或风洞板体92的机体框架91侧支承第2箱体29。因此，使第1箱体28和第2箱体29偏置于柴油机1的上面之中的冷却风扇24和散热器90设置侧的上面，从而能够紧凑地设置第1箱体28和第2箱体29，同时，能够独立地或一体地执行向柴油机1上面装卸第1箱体28的装卸操作或装卸第2箱体29的装卸操作，能够提高需要进行起重机或链滑车等的装卸机械性的起吊操作的大重量的所述各箱体28、29的组装作业性或分解作业性等。 [0076] 附图标记说明 [0077] 1 柴油机 [0078] 24 冷却风扇 [0079] 28 第1箱体 [0080] 29 第2箱体 [0081] 81 第1支承脚体(箱体托架) [0082] 82 第2支承脚体(箱体托架) [0083] 90 散热器 [0084] 91 机体框架 [0085] 92 风洞板体(冷却风扇用护罩) |
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