WO2014157285A1 - 作業車両のエンジン装置 - Google Patents

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義幸 山東
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    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an engine device such as a diesel engine mounted on an agricultural machine (tractor, combine) or construction machine (bulldozer, hydraulic excavator, loader), and more specifically, particulate matter contained in exhaust gas (
  • the present invention relates to an engine device for a work vehicle equipped with an exhaust gas purification device that removes soot, particulates, or nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas.
  • an opening / closing fulcrum shaft is arranged at the rear of the bonnet for covering the engine in order to improve the efficiency of maintenance work of the engine arranged at the front of the traveling machine body.
  • the bonnet was rotated.
  • a diesel particulate filter hereinafter referred to as a DPF case
  • exhaust gas purifying device exhaust gas aftertreatment device
  • the present invention seeks to provide an engine device for a work vehicle that has been improved by examining these current conditions.
  • an engine device for a work vehicle includes a first case for removing particulate matter in engine exhaust gas, and nitrogen oxides in the engine exhaust gas.
  • the first case is supported on either the engine or the traveling machine body frame.
  • the second case is attached to the traveling machine frame via a support.
  • the second case is mounted in a vertically long posture via a support body on the traveling machine body frame on one side of the rear portion of the engine. Is.
  • the second case is mounted in a horizontally long posture via a support body on the traveling machine body frame on one side of the rear portion of the engine. Is.
  • the invention according to claim 4 is the work vehicle engine device according to claim 1, wherein an operation unit on which an operator is boarded is disposed behind a hood in which the engine is installed, A urea water tank for purifying exhaust gas is installed between the fuel tank provided at the lower part of the operating unit and the engine, and the second case is disposed on one side of the engine rear, and the other side of the engine rear The urea water tank is arranged on the side.
  • the left and right traveling wheels are provided with a first case for removing particulate matter in the exhaust gas of the engine and a second case for removing nitrogen oxides in the exhaust gas of the engine.
  • the first case is supported by either the engine or the traveling machine body frame, and is supported by the traveling machine body frame. Since the second case is attached via a body, the assembling work of each case can be easily supported by the traveling machine body frame and the outer shape is formed into a long cylindrical shape. Or maintenance workability can be improved.
  • the exhaust gas outlet of the first case and the exhaust gas inlet of the second case can be separated at an interval necessary for the mixing of urea, and the generation of ammonia in the exhaust gas reaching the second case can be promoted.
  • the second case is attached to the traveling body frame on one side of the rear portion of the engine in a vertically long posture via a support, so that the vicinity of the rear portion of the engine ( In the vicinity of the corner of the joint between the bonnet and the operating part), the second case whose outer shape is formed in a long cylindrical shape can be compactly installed.
  • the operator's front view from the driving unit can be easily secured.
  • the second case is attached to the traveling body frame on one side of the engine rear portion in a horizontally long posture via a support body, a low position of the engine rear portion is provided.
  • the outer shape is formed in a long cylindrical shape, and the second case can be installed compactly.
  • the second case is located at a lower position on the front side of the driving unit in the right outside of the rear bonnet where the engine is installed. Can be easily arranged, and the operator's front view from the driving section can be easily secured.
  • a work vehicle in which a driving unit on which an operator is boarded is disposed behind a hood in which the engine is installed, and a fuel tank provided at a lower portion of the driving unit, A urea water tank for purifying exhaust gas is installed between the engines, the second case is disposed on one side of the rear part of the engine, and the urea water tank is disposed on the other side of the rear part of the engine. Therefore, the fuel supply port of the fuel tank and the water supply port of the urea water tank can be arranged close to each other, and the fuel supply work and the urea aqueous solution water supply work can be performed at the same work place.
  • both sides of the rear part of the engine (the operation part) Front bottom) can be effectively utilized.
  • the urea water tank can be heated by the exhaust heat of the engine and the fuel tank, the aqueous solution temperature in the urea water tank can be maintained at a predetermined level or more, and the exhaust gas purification capacity of the second case in a cold district or the like Can be prevented from decreasing.
  • FIG. 9 is an enlarged explanatory view of FIG. 8. It is an enlarged view of the connection part of an SCR inlet pipe and a urea mixing pipe. It is explanatory drawing of an exhaust-gas purification
  • FIG. 1 is a left side view in which an exhaust manifold of a diesel engine is installed
  • FIG. 2 is a right side view in which an intake manifold of the diesel engine is installed
  • FIG. 3 is a front view in which a cooling fan of the diesel engine is installed.
  • the overall structure of the diesel engine 1 will be described with reference to FIGS.
  • an intake manifold 3 is disposed on one side of the cylinder head 2 of the diesel 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 other side 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.
  • a flywheel housing 8 is fixed to the rear surface of the cylinder block 5.
  • a flywheel (not shown) is provided in the flywheel housing 8.
  • the flywheel is pivotally supported on the rear end side of the engine output shaft 4.
  • the power of the diesel engine 1 is taken out through the flywheel.
  • an oil pan 11 is disposed on the lower surface of the cylinder block 5.
  • an exhaust gas recirculation device (EGR) 15 that takes in exhaust gas for recirculation is disposed in the intake manifold 3.
  • An air cleaner 16 shown in FIG. 4 is connected to the intake manifold 3. The external air that has been dedusted and purified by the air cleaner 16 is sent to the intake manifold 3 and supplied to each cylinder of the diesel engine 1.
  • a cooling water pump 21 for circulating cooling water in the cylinder block 5 and the radiator 19 shown in FIG. 4 is provided.
  • a cooling water pump 21 is disposed on the side of the diesel engine 1 where the cooling fan 24 is installed.
  • the cooling water pump 21 and the cooling fan 24 are connected to the engine output shaft 4 via the V belt 22 and the like, and the cooling water pump 21 and the cooling fan 24 are driven. While the cooling water is sent from the cooling water pump 21 into the cylinder block 5 via the EGR cooler 18 of the exhaust gas recirculation device 15, the diesel engine 1 is cooled by the cooling fan 24 wind. .
  • a first case 28 as a curate filter (DPF) and a second case 29 as a urea selective catalytic reduction (SCR) system for removing nitrogen oxides in exhaust gas of the diesel engine 1 are provided.
  • DPF curate filter
  • SCR selective catalytic reduction
  • an oxidation catalyst 30 and a soot filter 31 are provided in the first case 28.
  • the second case 29 includes an SCR catalyst 32 and an oxidation catalyst 33 for reducing urea selective catalyst.
  • Exhaust gas discharged from each cylinder of the diesel engine 1 to the exhaust manifold 6 is discharged to the outside via the exhaust gas purification device 27 and the like.
  • the exhaust gas purification device 27 is configured to reduce carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), particulate matter (PM), and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of the diesel engine 1. is doing.
  • the first case 28 is configured in a horizontally long elongated cylindrical shape extending long in a direction parallel to the output shaft (crankshaft) 4 of the diesel engine 1 in a plan view.
  • a DPF inlet pipe 34 for taking in exhaust gas and a DPF outlet pipe 35 for discharging exhaust gas are provided on both sides of the first case 28 in the cylindrical shape (one end side and the other end side in the exhaust gas movement direction).
  • the 2nd case 29 is comprised in the vertically long elongate cylindrical shape extended long in the up-down direction.
  • an SCR inlet pipe 36 for taking in the exhaust gas and an SCR outlet pipe 37 for discharging the exhaust gas are provided on both sides of the second case 29 (one end side and the other end side in the exhaust gas movement direction).
  • a supercharger 38 for forcibly sending air to the diesel engine 1 is arranged at the exhaust gas outlet of the exhaust manifold 6.
  • the DPF inlet pipe 34 is communicated with the exhaust manifold 6 via the supercharger 38 to introduce the exhaust gas of the diesel engine 1 into the first case 28, while the SCR is connected to the DPF outlet pipe 35 via the urea mixing pipe 39.
  • the inlet pipe 36 is connected, and the exhaust gas from the first case 28 is introduced into the second case 29.
  • the DPF outlet pipe 35 and the urea mixing pipe 39 are connected to a bellows-like connecting pipe 41 that can be bent and stretched.
  • the SCR inlet pipe 36 and the urea mixing pipe 39 are detachably fixed by a pipe bracket 40.
  • a fuel pump 42 and a common rail 43 for connecting the fuel tank 45 shown in FIG. 4 are provided in each injector (not shown) for multiple cylinders of the diesel engine 1.
  • a common rail 43 and a fuel filter 44 are disposed on the intake manifold 3 installation side of the cylinder head 2, and a fuel pump 42 is disposed on the cylinder block 5 below the intake manifold 3.
  • Each injector has an electromagnetic switching control type fuel injection valve (not shown).
  • the common rail 43 is connected to the discharge side of the fuel pump 42, and the cylindrical common rail 43 is connected to each injector of the diesel engine 1.
  • the surplus of the fuel pumped from the fuel pump 42 to the common rail 43 is returned to the fuel tank 45, high-pressure fuel is temporarily stored in the common rail 43, and the high-pressure fuel in the common rail 43 is used for each diesel engine 1. Supplied inside the cylinder.
  • the fuel in the fuel tank 45 is pumped to the common rail 43 by the fuel pump 42, the high-pressure fuel is stored in the common rail 43, and the fuel injection valves of the injectors are controlled to open and close.
  • the high-pressure fuel in 43 is injected into each cylinder of the diesel engine 1. That is, by electronically controlling the fuel injection valve of each injector, the fuel injection pressure, injection timing, and injection period (injection amount) can be controlled with high accuracy. Therefore, nitrogen oxides (NOx) discharged from the diesel engine 1 can be reduced.
  • FIG. 4 is a side view of the agricultural tractor
  • FIG. 5 is a plan view thereof
  • FIG. 6 is a left side view of the engine portion
  • FIG. 7 is a right side view of the same portion
  • FIG. 8 is a plan view of the same portion
  • FIG. 8 is an enlarged plan view of FIG.
  • the left side in the forward direction of the tractor is simply referred to as the left side
  • the right side in the forward direction is also simply referred to as the right side.
  • a farm tractor 51 as a work vehicle supports a traveling machine body 52 with a pair of left and right front wheels 53 and a pair of left and right rear wheels 54.
  • the engine 1 is mounted, and the diesel engine 1 is configured to travel forward and backward by driving the rear wheel 54 and the front wheel 53.
  • the upper surface side and the left and right side surfaces of the diesel engine 1 are covered with an openable / closable bonnet 56.
  • a driving cabin 57 is installed as a driving unit on which an operator gets on.
  • a steering seat 58 on which an operator is seated and steering equipment such as a steering handle 59 as steering means are provided.
  • a pair of left and right steps 60 for the operator to get on and off are provided in the left and right outer portions of the cabin 57, and fuel is supplied to the diesel engine 1 inside the step 60 and below the bottom portion of the cabin 57.
  • a fuel tank 45 to be supplied is provided.
  • the traveling machine body 52 includes a transmission case 61 for shifting the output from the diesel engine 1 and transmitting it to the rear wheels 54 (front wheels 53).
  • a tiller working machine (not shown) is connected to the rear portion of the mission case 61 via a lower link 62, a top link 63, a lift arm 64, and the like so as to be movable up and down.
  • a PTO shaft 65 for driving the tilling work machine and the like is provided on the rear side surface of the mission case 61.
  • the traveling machine body 52 of the tractor 51 includes the diesel engine 1, a transmission case 61, a clutch case 66 that connects them, and the like.
  • the DPF inlet pipe 34 is detachably bolted to the exhaust gas outlet pipe 80 of the supercharger 38.
  • the upper end side of the DPF support leg 81 is fastened and fixed to the outer peripheral surface of the end portion on the DPF outlet pipe 35 side of the outer peripheral surface of the first case 28, and on the side surface of the cylinder head 2 or the upper surface of the exhaust manifold 6.
  • the bolt 82 is fastened to the lower end side of the DPF support leg 81 so as to be detachable. That is, the first case 28 is attached to the upper surface side of the diesel engine 1 through the exhaust gas outlet pipe 80 and the DPF support leg 81.
  • the first case 28 is supported in parallel with the exhaust manifold 6 with the longitudinal direction of the cylindrical first case 28 facing the longitudinal direction of the diesel engine 1.
  • the second case 29 is supported by the traveling machine frame 120 that forms the cabin 57.
  • a pair of left and right purification case supports 121 are integrally fixed to the traveling machine body frame 120 by welding, and a pair of left and right purification case supports 121 are projected from the traveling machine body frame 120 toward the front.
  • the back support bracket 122 is integrally welded and fixed to the back side of the second case 29, and the second case 29 is directed rearward from the middle portion of the vertical width. The back support bracket 122 is projected.
  • An upper bolt 126a and a lower bolt are fitted between the pair of left and right purification case supports 121 and screwed to the left and right sides of the pair of left and right purification case supports 121 and the rear support bracket 122 from the left and right directions.
  • the back support bracket 122 is detachably fastened to the purification case support 121 by 126b.
  • the upper bolt 126 a is removably locked to the engagement notch 121 a of the purification case support 121 and the lower bolt 126 b is inserted into the position adjusting long hole 121 b of the purification case support 121.
  • the upper bolt 126 a is temporarily fixed to the back support bracket 122, the second case 29 is brought close to the mounting position of the purification case support 121, and the purification case support 121 is engaged.
  • the upper bolt 126a is engaged with the notch 121a, and the second case 29 is temporarily fixedly supported by the purification case support 121.
  • the lower bolt 126b is passed through the position adjusting long hole 121b of the purification case support 121, the lower bolt 126b is fastened to the back support bracket 122, and the upper bolt 126a is fastened to the back support bracket 122.
  • the rear support bracket 122 is detachably fixed to the purification case support 121, and the second case 29 is mounted on the front side of the cabin 57 (operating unit) via the traveling machine body frame 120.
  • the first case 28 is horizontally disposed in the front-rear direction (horizontal posture) on the upper surface side of the diesel engine 1, while the second case 29 is positioned in the vertically long posture on the right side of the rear portion of the diesel engine 1.
  • a urea mixing tube 39 is arranged in parallel with the first case 28.
  • the first case 28 and the urea mixing pipe 39 are supported at a position higher than the cooling air passage of the cooling fan 24 on the upper surface of the diesel engine 1.
  • the temperature of the exhaust gas in the urea mixing pipe 39 is prevented from decreasing, and urea water supplied into the urea mixing pipe 39 is prevented from crystallizing.
  • the urea water supplied into the urea mixing pipe 39 is configured to be mixed as ammonia in the exhaust gas from the first case 28 to the second case 29.
  • a tail pipe 91 is erected on the front surface of the right corner of the cabin 57 of the front surface of the cabin 57, and the lower end side of the tail pipe 91 is directed toward the lower end side of the second case 29.
  • the lower end side of the tail pipe 91 is connected to the SCR outlet pipe 37 on the lower end side of the second case 29, and the exhaust gas hatched in the second case 29 is discharged from the tail pipe 91 toward the upper side of the cabin 57. Is done.
  • a urea water tank 71 is installed on the left side of the bonnet 56 on the opposite side of the front side of the cabin 57 from the right side where the tail pipe 91 is disposed. That is, the tail pipe 91 is disposed on the right side of the rear part of the bonnet 56, and the urea water tank 71 is disposed on the left side of the rear part of the bonnet 56.
  • the urea water tank 71 is mounted on the traveling machine body 52 (the traveling machine body frame 120 on which the cabin 57 is supported) on the rear left side of the bonnet 56.
  • An oil filling port 46 of the fuel tank 45 and a water filling port 72 of the urea water tank 71 are provided adjacent to each other at the lower front portion on the left side of the cabin 57.
  • the tail pipe 91 is disposed on the front surface on the right side of the cabin 57 where the operator's boarding / alighting frequency is low, and the oil inlet 46 and the water inlet 72 are disposed on the front surface on the left side of the cabin 57 where the operator's boarding / alighting frequency is high.
  • the cabin 57 is configured so that the operator can get on and off the control seat 58 from either the left side or the right side.
  • a urea water injection pump 73 that pumps the urea aqueous solution in the urea water tank 71, an electric motor 74 that drives the urea water injection pump 73, and urea that is connected to the urea water injection pump 73 via a urea water injection pipe 75.
  • a water injection nozzle 76 is provided.
  • a urea water injection nozzle 76 is attached to the urea mixing pipe 39 via an injection base 77, and the urea aqueous solution is sprayed from the urea water injection nozzle 76 into the urea mixing pipe 39.
  • the oxidation catalyst 30 and the soot filter 31 in the first case 28 reduce carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) in the exhaust gas of the diesel engine 1.
  • urea water from the urea water injection nozzle 7 is mixed with the exhaust gas from the diesel engine 1 inside the urea mixing pipe 39.
  • the SCR catalyst 32 and the oxidation catalyst 33 in the second case 29 reduce nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas mixed with urea water as ammonia, and are released from the tail pipe 91 to the outside of the machine. .
  • the pipe bracket 40 that connects the SCR inlet pipe 36 and the urea mixing pipe 39 includes the inlet flange 92 disposed on the exhaust gas inlet side of the SCR inlet pipe 36, and the exhaust of the urea mixing pipe 39. It has an outlet side flange body 93 disposed on the gas outlet side.
  • the outer pipe 86 and the inner pipe 87 of the SCR inlet pipe 36 of the double pipe structure are bent outward at the exhaust gas inlet side end portions, and ring-shaped sandwiching piece portions 86c, 87c at the exhaust gas inlet side end portions thereof.
  • the exhaust gas outlet side end portions of the outer tube 88 and the inner tube 89 of the urea mixing tube 39 having a double-pipe structure are bent outward, and a ring is attached to the exhaust gas outlet side end portion thereof.
  • Shaped clamping piece portions 88c and 89c are formed.
  • the sandwiching piece portions 86c, 87c, 88c, 89c and the gasket 90 are sandwiched between the inlet side flange body 92 and the outlet side flange body 93, and the inlet side flange body 92 and the outlet side flange body 93 are connected with bolts 94 and nuts 95.
  • the clamping piece portions 86c, 87c, 88c, 89c and the gasket 90 are clamped and fixed between the inlet side flange body 92 and the outlet side flange body 93, and the SCR inlet pipe 36 and the urea mixing pipe 39 are connected.
  • the outer tube 86 of the SCR inlet tube 36 and the outer tube 88 of the urea mixing tube 39 are formed of the same diameter pipe, and the inner tube 87 of the SCR inlet tube 36 and the inner tube 89 of the urea mixing tube 39 are also formed. It is formed with pipes of the same diameter.
  • the pipe thickness of each inner pipe 87, 89 is made thinner than the pipe thickness of each outer pipe 86, 88.
  • the exhaust gas in the urea mixing pipe 39 is configured to move to the SCR inlet pipe 36 without contacting the inner hole surface of the inlet side flange body 92 or the outlet side flange body 93.
  • the exhaust gas comes into contact with the inner hole surface of the inlet-side flange body 92 or the outlet-side flange body 93, the temperature of the exhaust gas decreases and the urea component in the exhaust gas crystallizes, and the inlet-side flange body 92 Or, it adheres to the inner hole surface of the outlet side flange body 93, and a crystal lump of urea component is formed on the inner hole surface of the inlet side flange body 92 or the outlet side flange body 93, thereby causing a problem that hinders the movement of exhaust gas.
  • the inlet side flange body 92 or the outlet side flange body 93 is shielded by the sandwiching pieces 86 c, 87 c, 88 c, and 89 c so that the inlet side flange body 92 is shielded.
  • the urea mixing pipe 39 includes an elbow pipe portion 39 a connected to the bellows-like connecting pipe 41 and a long cylindrical straight pipe connected to the SCR inlet pipe 36 via the pipe bracket 40. It has a part 39b.
  • the injection base 77 is welded and fixed to the elbow pipe part 39a in the vicinity where the elbow pipe part 39a and the straight pipe part 39b are joined, and the urea water injection nozzle 76 is opened from the elbow pipe part 39a toward the inner hole of the straight pipe part 39b.
  • the urea water injection direction 112 of the urea water injection nozzle 76 is set with respect to the cylindrical axis 111 of the cylindrical straight pipe portion 39b (the exhaust gas flow direction in the straight pipe portion 39b).
  • the elbow pipe portion 39a is inclined to the exhaust gas lower side by a predetermined inclination angle 113 (about 2 to 20 degrees, for example, about 12 degrees, about 8 degrees, about 4 degrees, etc.). That is, urea water is injected from the urea water injection nozzle 76 toward the inner wall surface 114a on the curved inner diameter side of the elbow pipe portion 39a in the inner wall surface 114 of the straight pipe portion 39b.
  • the urea water injected from the urea water injection nozzle 76 is out of the curvature of the elbow pipe portion 39a in the inner wall surface 114 of the straight pipe portion 39b due to the discharge pressure of the exhaust gas moving from the elbow pipe portion 39a to the straight pipe portion 39b. It diffuses toward the inner wall surface 114b on the radial side and is mixed as ammonia in the exhaust gas.
  • the inclination angle 113 (urea water injection direction 112) of the urea water injection nozzle 76 with respect to the cylindrical axis 111 of the straight pipe portion 39b is the inner diameter of the elbow pipe portion 39a and the straight pipe portion 39b, or standard work (diesel engine 1).
  • the operation is performed based on the exhaust gas flow velocity at the rated rotation of the engine). For example, when the inclination angle 113 is excessive, urea water adheres to the inner wall surface 114a on the curved inner diameter side of the elbow pipe portion 39a, and urea tends to crystallize on the inner wall surface 114a on the curved inner diameter side.
  • a first case 28 for removing particulate matter in the exhaust gas of the diesel engine 1 and a second case 29 for removing nitrogen oxides in the exhaust gas of the diesel engine 1 are provided.
  • the first case 28 is supported on the diesel engine 1 (or the traveling machine body frame 120).
  • the second case 29 is attached to the traveling machine body frame 120 via the support body 121.
  • the bonnet 56 engine room in which the diesel engine 1 is installed can be configured compactly, and the traveling machine body frame 120 can be configured.
  • the second case 29 can be easily supported, and the assembling workability or maintenance workability of the cases 28 and 29 formed in a long cylindrical shape can be improved.
  • the exhaust gas outlet of the first case 28 and the exhaust gas inlet of the second case 29 are spaced at intervals necessary for mixing urea. It can be separated and the generation of ammonia in the exhaust gas reaching the second case 29 can be promoted.
  • the first case 28 is supported by the diesel engine 1, but it goes without saying that the first case 28 may be supported by the traveling machine body frame 120.
  • the second case 29 is attached to the traveling body frame 120 on one side of the rear portion of the diesel engine 1 in a vertically long posture via a purification case support 121. Therefore, the second case 29 formed in a cylindrical shape with a long outer shape can be installed compactly near the rear part of the diesel engine 1 (near the joint corner of the hood 56 and the cabin 57 as the operating part). For example, even in a structure in which the left and right widths of the bonnet 56 are limited so that the front wheels can be visually observed, the operator's front view from the cabin 57 (operating unit) can be easily secured.
  • a work vehicle is provided with a cabin 57 as a driving unit on which an operator gets on behind a bonnet 56 in which the diesel engine 1 is installed, and a fuel provided in a lower portion of the cabin 57.
  • a urea water tank 71 for purifying exhaust gas is installed between the tank 45 and the diesel engine 1, a second case 29 is disposed on one side of the rear part of the diesel engine 1, and urea is disposed on the other side of the rear part of the diesel engine 1.
  • a water tank 71 is arranged.
  • the fuel filling port 46 (fuel filling port) of the fuel tank 45 and the water filling port 72 (water filling port) of the urea water tank 71 can be arranged close to each other, and the fuel supply work and the urea aqueous solution water supply work are executed at the same work place.
  • the installation space for the second case 29 and the urea water tank 71 both sides of the rear part of the diesel engine 1 ( The front lower part of the cabin 57 can be used effectively.
  • the urea water tank 71 can be heated by the exhaust heat of the diesel engine 1 and the fuel tank 45, the aqueous solution temperature in the urea water tank 71 can be maintained at a predetermined level or more, and the exhaust gas of the second case 29 in a cold district or the like. It is possible to prevent the purification capacity from being lowered.
  • the first case 28 is attached to the upper surface side of the diesel engine 1 via the DPF support leg 81, and the intake manifold 3, the exhaust gas recirculation device 15,
  • the second case 29 is detachably fastened to the purification case support 121 of the traveling machine body frame 120 on the side where the fuel filter 44 and the like are installed. That is, the second case 29 is configured in a horizontally long elongated cylindrical shape that extends long in the left-right direction.
  • the second case 29 is attached to the traveling body frame 120 at the lower right side of the rear portion of the diesel engine 1 in a horizontally long posture, and the second case 29 in a horizontally long posture is disposed between the right front surface of the cabin 57 and the right front wheel 53, and the diesel engine.
  • a urea mixing tube 39 is extended to the rear, a urea mixing tube 39 is connected to the left end side of the second case 29, and a tail pipe 91 is connected to the right end side of the second case 29.
  • the second case 29 is attached to the traveling body frame 120 on one side of the rear portion of the diesel engine 1 through the purification case support 121 in a horizontally long posture.
  • the outer case is formed in a long cylindrical shape, and the second case 29 can be installed compactly.
  • the second case 29 is easily disposed at a lower position on the front side of the cabin 57 in the right outside of the rear part of the bonnet 56.
  • the operator's front view from the cabin 57 can be easily secured.
  • the exhaust gas movement direction (cylindrical axis) of the first case 28 and the second case 29 is set with respect to the output shaft 4 of the diesel engine 1 extending in the front-rear direction.
  • the first case 28 and the second case 29 are extended in the left-right direction so as to be orthogonal to each other.
  • the first case 28 and the second case 29 are arranged in parallel on the upper surface side of the cooling fan 24 installation portion of the upper surface side of the diesel engine 1, and the urea mixing tube 39 is interposed between the first case 28 and the second case 29. It extends in parallel.
  • the first case 28 and the second case 29 are arranged at a higher position than the cooling fan 24 air passage of the diesel engine 1.
  • the first case 28 and the second case 29 of the fourth embodiment are arranged on the traveling machine body 52 on which the air cleaner 16 is installed.
  • the first case 28 and the second case 29 are supported by the traveling machine body 52 ahead of the radiator 19.
  • the first case 28 and the second case 29 are formed in a long cylindrical shape extending long in a direction parallel to the output shaft (crankshaft) 4 of the diesel engine 1 in plan view.
  • a urea mixing tube 39 is disposed between the first case 28 and the second case 29 in parallel therewith.
  • the second case 29 can be attached close to the traveling machine body 52, and the bonnet height required for installing the first case 28 and the second case 29 can be formed low.

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Abstract

エンジン（１）が内設されるエンジンルーム（ボンネット）をコンパクトに構成できると共に、外形状が長尺な筒状に形成される各ケース（２８，２９）の組付け作業性又はメンテナンス作業性などを向上できるようにした作業車両のエンジン装置を提供することを課題としている。エンジン（１）の排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケース（２８）と、エンジン（１）の排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケース（２９）を備え、左右の走行輪（５３，５４）が配置される走行機体フレーム（１２０）にエンジン（１）を搭載する作業車両のエンジン装置において、エンジン（１）に第１ケース（２８）を支持する構造であって、走行機体フレーム（１２０）に支持体（１２１）を介して第２ケース（２９）を取付けたものである。

Description

作業車両のエンジン装置
　本願発明は、農業機械（トラクタ、コンバイン）または建設機械（ブルドーザ、油圧ショベル、ローダー）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、排気ガス中に含まれた粒子状物質（すす、パティキュレート）、または排気ガス中に含まれた窒素酸化物質（ＮＯｘ）等を除去する排気ガス浄化装置が搭載された作業車両のエンジン装置に関するものである。
　トラクタまたはホイルローダ等の作業車両においては、走行機体の前部に配置されたエンジンのメンテナンス作業の能率化のため、エンジンを覆うためのボンネットの後部に開閉支点軸を配置し、その開閉支点軸回りにボンネットを回動させていた。また、従来から、ディーゼルエンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置（排気ガス後処理装置）として、ディーゼルパティキュレートフィルタを内設したケース（以下、ＤＰＦケースという）と、尿素選択還元型触媒を内設したケース（以下、ＳＣＲケースという）を設け、ＤＰＦケースとＳＣＲケースに排気ガスを導入して、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が知られている（例えば特許文献１～３参照）。
特開２００９－７４４２０号公報 特開２０１２－２１５０５号公報 特開２０１２－１７７２３３号公報
　特許文献１または２のように、エンジンに対して離間させてＤＰＦケースとＳＣＲケースを組付ける場合、エンジンからＤＰＦケースまたはＳＣＲケースに供給される排気ガスの温度が低下して、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生、または選択触媒還元作用などの化学反応が不完全になり、窒素酸化物の淨化効率が悪くなるから、ＳＣＲケース内の排気ガスの温度を高温に維持する特別の装置が必要になる等の問題がある。
　一方、特許文献３のように、エンジンにＤＰＦケースとＳＣＲケースを組付ける場合、エンジンからＳＣＲケースに供給される排気ガスの温度低下を低減して、ＳＣＲケース内の排気ガスの温度を高温に維持しやすいが、エンジンルーム内にＤＰＦケースとＳＣＲケース用の設置空間を確保する必要があり、エンジンルームをコンパクトに構成しにくいと共に、ＤＰＦケースまたはＳＣＲケース等を簡単に支持できない等の問題がある。また、狭少なエンジンルームでは、ＤＰＦケースまたはＳＣＲケース等の組付け作業性又はメンテナンス作業性などを向上できない等の問題もある。
　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作業車両のエンジン装置を提供しようとするものである。
　前記目的を達成するため、請求項１に係る発明の作業車両のエンジン装置は、エンジンの排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケースと、前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケースを備え、左右の走行輪が配置される走行機体フレームに前記エンジンを搭載する作業車両のエンジン装置において、前記エンジンまたは前記走行機体フレームのいずれか一方に前記第１ケースを支持する構造であって、前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを取付けたものである。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン装置において、前記エンジン後部の一側方の前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを縦長姿勢に取付けたものである。
　請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン装置において、前記エンジン後部の一側方の前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを横長姿勢に取付けたものである。
　請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン装置において、前記エンジンが内設されたボンネットの後方に、オペレータが搭乗する運転部を配置した作業車両であって、前記運転部の下部に設けた燃料タンクと前記エンジンの間に排気ガス浄化用の尿素水タンクを設置すると共に、前記エンジン後部の一側方に前記第２ケースを配置し、前記エンジン後部の他側方に前記尿素水タンクを配置したものである。
　請求項１に係る発明によれば、エンジンの排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケースと、前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケースを備え、左右の走行輪が配置される走行機体フレームに前記エンジンを搭載する作業車両のエンジン装置において、前記エンジンまたは前記走行機体フレームのいずれか一方に前記第１ケースを支持する構造であって、前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを取付けたものであるから、前記走行機体フレームに前記第２ケースを簡単に支持でき、外形状が長尺な筒状に形成される前記各ケースの組付け作業性又はメンテナンス作業性などを向上できる。また、前記第１ケースの排気ガス出口と第２ケースの排気ガス入口を、尿素の混合に必要な間隔に離間でき、前記第２ケースに至る排気ガス中におけるアンモニアの発生を促進できる。
　請求項２に記載の発明によれば、前記エンジン後部の一側方の前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを縦長姿勢に取付けたものであるから、前記エンジンの後部付近（ボンネットと運転部の接合角隅付近）に、外形状が長尺な筒状に形成される前記第２ケースをコンパクトに設置できる。例えば、前輪を目視すべく、ボンネットの左右幅が制限される構造であっても、運転部からのオペレータの前方視界を容易に確保できる。
　請求項３に記載の発明によれば、前記エンジン後部の一側方の前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを横長姿勢に取付けたものであるから、前記エンジン後部の低い位置に、外形状が長尺な筒状に形成され前記第２ケースをコンパクトに設置できる。例えば、前車輪を目視すべく、ボンネットの左右幅が制限される構造であっても、前記エンジンが内設されるボンネット後部の右外側のうち、運転部前面側の低い位置に前記第２ケースを容易に配置でき、運転部からのオペレータの前方視界を容易に確保できる。
　請求項４に記載の発明によれば、前記エンジンが内設されたボンネットの後方に、オペレータが搭乗する運転部を配置した作業車両であって、前記運転部の下部に設けた燃料タンクと前記エンジンの間に排気ガス浄化用の尿素水タンクを設置すると共に、前記エンジン後部の一側方に前記第２ケースを配置し、前記エンジン後部の他側方に前記尿素水タンクを配置したものであるから、前記燃料タンクの給油口と前記尿素水タンクの給水口を近接させて配置でき、燃料の給油作業と尿素水溶液の給水作業を同一作業場所にて実行でき、前記エンジン用の燃料または排気ガス浄化用の尿素水溶液の補給作業性を向上できるものでありながら、前記第２ケースと前記尿素水タンクの設置スペースとして、前記エンジン後部の両側方（前記運転部の前側下部）を有効利用できる。加えて、前記エンジンと燃料タンクの排熱にて前記尿素水タンクを加温でき、前記尿素水タンク内の水溶液温度を所定以上に維持でき、寒冷地などにおいて前記第２ケースの排気ガス浄化能力が低下するのを防止できる。
第１実施形態を示すディーゼルエンジンの左側面図である。 同右側面図である。 同正面図である。 ディーゼルエンジンを搭載したトラクタの左側面図である。 同平面図である。 排気ガス浄化装置の左側面図である。 同右側面図である。 同平面図である。 図８の拡大説明図である。 ＳＣＲ入口管と尿素混合管の連結部の拡大図である。 排気ガス浄化ケースの説明図である。 第２実施形態を示すトラクタのエンジン部の斜視図である。 第３実施形態を示すトラクタのエンジン部の斜視図である。 第４実施形態を示すトラクタのエンジン部の斜視図である。
　以下に、本発明を具体化した第１実施形態を図面（図１～図１３）に基づいて説明する。図１はディーゼルエンジンの排気マニホールドが設置された左側面図、図２はディーゼルエンジンの吸気マニホールドが設置された右側面図、図３はディーゼルエンジンの冷却ファンが設置された正面図である。図１～図３を参照しながら、ディーゼルエンジン１の全体構造について説明する。
　図１～図３に示す如く、ディーゼルエンジン１のシリンダヘッド２の一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の他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。
　図１～図３に示す如く、シリンダブロック５の後面にフライホイールハウジング８を固着している。フライホイールハウジング８内にフライホイール（図示省略）を設ける。エンジン出力軸４の後端側に前記フライホイールを軸支させている。前記フライホイールを介してディーゼルエンジン１の動力を取り出すように構成している。さらに、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。
　図1、図３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（ＥＧＲ）１５を配置する。図４に示すエアクリーナ１６が吸気マニホールド３に接続される。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、ディーゼルエンジン１の各気筒に供給されるように構成している。
　上記の構成により、ディーゼルエンジン１から排気マニホールド６に排出された排気ガスの一部が、排気ガス再循環装置１５を介して、吸気マニホールド３からディーゼルエンジン１の各気筒に還流されることによって、ディーゼルエンジン１の燃焼温度が下がり、ディーゼルエンジン１からの窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が低減され、かつディーゼルエンジン１の燃費が向上される。
　なお、シリンダブロック５内と図４に示すラジエータ１９に冷却水を循環させる冷却水ポンプ２１を備える。ディーゼルエンジン１の冷却ファン２４設置側に冷却水ポンプ２１を配置する。エンジン出力軸４にＶベルト２２などを介して冷却水ポンプ２１及び冷却ファン２４を連結し、冷却水ポンプ２１及び冷却ファン２４を駆動する。冷却水ポンプ２１から、排気ガス再循環装置１５のＥＧＲクーラ１８を介して、シリンダブロック５内に冷却水を送込む一方、冷却ファン２４風にてディーゼルエンジン１を冷却するように構成している。
　図１～図３に示す如く、前記ディーゼルエンジン１の各気筒から排出された排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置２７として、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒子状物質を除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）としての第１ケース２８と、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の窒素酸化物質を除去する尿素選択触媒還元（ＳＣＲ）システムとしての第２ケース２９を備える。図１、図２に示すように、第１ケース２８には、酸化触媒３０、スートフィルタ３１が内設される。第２ケース２９には、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒３２、酸化触媒３３が内設される。
　ディーゼルエンジン１の各気筒から排気マニホールド６に排出された排気ガスは、排気ガス浄化装置２７等を経由して、外部に放出される。排気ガス浄化装置２７によって、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）や、粒子状物質（ＰＭ）や、窒素酸化物質（ＮＯｘ）を低減するように構成している。
　第１ケース２８は、平面視でディーゼルエンジン１の出力軸（クランク軸）４と平行な方向に長く延びた横長の長尺円筒形状に構成している。第１ケース２８の筒形状両側（排気ガス移動方向一端側と同他端側）には、排気ガスを取入れるＤＰＦ入口管３４と、排気ガスを排出するＤＰＦ出口管３５を設けている。一方、第２ケース２９は、上下方向に長く延びた縦長の長尺円筒形状に構成している。第２ケース２９の両側（排気ガス移動方向一端側と同他端側）には、排気ガスを取入れるＳＣＲ入口管３６と、排気ガスを排出するＳＣＲ出口管３７を設けている。
　また、排気マニホールド６の排気ガス出口に、ディーゼルエンジン１に空気を強制的に送り込む過給機３８を配置している。排気マニホールド６に過給機３８を介してＤＰＦ入口管３４を連通させ、ディーゼルエンジン１の排気ガスを第１ケース２８内に導入する一方、尿素混合管３９を介して、ＤＰＦ出口管３５にＳＣＲ入口管３６を接続させ、第１ケース２８の排気ガスを第２ケース２９内に導入するように構成している。加えて、ＤＰＦ出口管３５と、尿素混合管３９は、折曲げ及び伸縮可能な蛇腹状連結パイプ４１に接続されている。なお、ＳＣＲ入口管３６と、尿素混合管３９は、パイプブラケット４０にて着脱可能に固着されている。
　図２に示す如く、ディーゼルエンジン１の多気筒分の各インジェクタ（図示省略）に、図４に示す燃料タンク４５を接続する燃料ポンプ４２とコモンレール４３を備える。シリンダヘッド２の吸気マニホールド３設置側にコモンレール４３と燃料フィルタ４４を配置し、吸気マニホールド３下方のシリンダブロック５に燃料ポンプ４２を配置している。なお、前記各インジェクタは、電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ（図示省略）を有する。
　燃料タンク４５内の燃料が燃料フィルタ４４を介して燃料ポンプ４２に吸込まれる一方、燃料ポンプ４２の吐出側にコモンレール４３が接続され、円筒状のコモンレール４３がディーゼルエンジン１の各インジェクタにそれぞれ接続されている。なお、燃料ポンプ４２からコモンレール４３に圧送される燃料のうち余剰分は、燃料タンク４５に戻され、高圧の燃料がコモンレール４３内に一時貯留され、コモンレール４３内の高圧燃料がディーゼルエンジン１の各気筒（シリンダ）内部に供給される。
　上記の構成により、前記燃料タンク４５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に蓄えられると共に、前記各インジェクタ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内の高圧の燃料がディーゼルエンジン１の各気筒に噴射される。即ち、前記各インジェクタの燃料噴射バルブを電子制御することによって、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。したがって、ディーゼルエンジン１から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減できる。
　次に、図４～図９を参照して、前記ディーゼルエンジン１を搭載したトラクタ５１について説明する。図４～図９に示す作業車両としてのトラクタ５１は、図示しない耕耘作業機などを装着し、圃場を耕す耕耘作業などを行うように構成されている。図４は農作業用トラクタの側面図、図５は同平面図、図６はエンジン部の左側面図、図７は同部の右側面図、図８は同部の平面図、図９は図８の拡大平面図である。なお、以下の説明では、トラクタの前進方向に向かって左側を単に左側と称し、同じく前進方向に向かって右側を単に右側と称する。
　図４及び図５に示す如く、作業車両としての農作業用トラクタ５１は、走行機体５２を左右一対の前車輪５３と左右一対の後車輪５４とで支持し、走行機体５２の前部に前記ディーゼルエンジン１を搭載し、ディーゼルエンジン１にて後車輪５４及び前車輪５３を駆動することにより、前後進走行するように構成されている。ディーゼルエンジン１の上面側及び左右側面側は、開閉可能なボンネット５６にて覆われている。
　また、前記走行機体５２の上面のうち、ボンネット５６の後方には、オペレータが搭乗する運転部としての運転キャビン５７が設置されている。該キャビン５７の内部には、オペレータが着座する操縦座席５８と、操向手段としての操縦ハンドル５９などの操縦機器が設けられている。また、キャビン５７の左右外側部には、オペレータが乗降するための左右１対のステップ６０が設けられ、該ステップ６０より内側で且つキャビン５７の底部より下側には、ディーゼルエンジン１に燃料を供給する燃料タンク４５が設けられている。
　また、前記走行機体５２は、ディーゼルエンジン１からの出力を変速して後車輪５４（前車輪５３）に伝達するためのミッションケース６１を備える。ミッションケース６１の後部には、ロワーリンク６２及びトップリンク６３及びリフトアーム６４などを介して、図示しない耕耘作業機などが昇降動可能に連結される。さらに、ミッションケース６１の後側面に、前記耕耘作業機などを駆動するＰＴＯ軸６５が設けられている。なお、トラクタ５１の走行機体５２は、ディーゼルエンジン１と、ミッションケース６１と、それらを連結するクラッチケース６６などにて構成される。
　さらに、図４～図７に示す如く、過給機３８の排気ガス出口管８０にＤＰＦ入口管３４を着脱可能にボルト締結する。また、第１ケース２８の外周面のうち、ＤＰＦ出口管３５側の端部の外周面にＤＰＦ支持脚体８１の上端側を締結固定すると共に、シリンダヘッド２の側面または排気マニホールド６の上面にＤＰＦ支持脚体８１の下端側を着脱可能にボルト８２締結する。即ち、排気ガス出口管８０とＤＰＦ支持脚体８１を介して、ディーゼルエンジン１の上面側に第１ケース２８を取付ける。ディーゼルエンジン１の前後方向に、円筒状の第１ケース２８の長手方向を向けて、排気マニホールド６と平行に第１ケース２８を支持させる。
　図１、図２、図６～図９に示す如く、キャビン５７を構成する走行機体フレーム１２０に第２ケース２９を支持させている。走行機体フレーム１２０に左右一対の浄化ケース支持体１２１を一体的に溶接固定すると共に、走行機体フレーム１２０から前方に向けて左右一対の浄化ケース支持体１２１を突設させる。排気ガス浄化用の第２ケース２９の外周面のうち、第２ケース２９の背面側に背面支持ブラケット１２２を一体的に溶接固定すると共に、第２ケース２９の上下幅中間部から後方に向けて背面支持ブラケット１２２を突設させる。左右一対の浄化ケース支持体１２１の間に背面支持ブラケット１２２を嵌着させ、左右一対の浄化ケース支持体１２１と背面支持ブラケット１２２の左右側面に左右方向から螺着操作する上ボルト１２６ａと下ボルト１２６ｂによって、浄化ケース支持体１２１に背面支持ブラケット１２２を着脱可能に締結している。
　図７、図９に示す如く、浄化ケース支持体１２１の係合ノッチ１２１ａに上ボルト１２６ａを係脱可能に係止させると共に、浄化ケース支持体１２１の位置調節用長孔１２１ｂに下ボルト１２６ｂを貫通させる。即ち、第２ケース２９を組付ける場合、背面支持ブラケット１２２に上ボルト１２６ａを仮止め締結させ、浄化ケース支持体１２１の取付け位置に第２ケース２９を近接させ、浄化ケース支持体１２１の係合ノッチ１２１ａに上ボルト１２６ａを係合させ、浄化ケース支持体１２１に第２ケース２９を仮止め支持させる。その後、浄化ケース支持体１２１の位置調節用長孔１２１ｂに下ボルト１２６ｂを貫通させ、背面支持ブラケット１２２に下ボルト１２６ｂを締結すると共に、背面支持ブラケット１２２に上ボルト１２６ａも締結し、各ボルト１２６ａ，１２６ｂを介して浄化ケース支持体１２１に背面支持ブラケット１２２を着脱可能に固着し、走行機体フレーム１２０を介してキャビン５７（運転部）前面側に第２ケース２９を装着するように構成している。したがって、第１ケース２８が、ディーゼルエンジン１の上面側に前後方向に水平（横長姿勢）に配置される一方、ディーゼルエンジン１後部の右側に第２ケース２９が縦長姿勢に位置する。
　加えて、第１ケース２８に平行に尿素混合管３９を配置する。ディーゼルエンジン１の上面における冷却ファン２４の冷却風路よりも高位置に、第１ケース２８と尿素混合管３９が支持される。尿素混合管３９内の排気ガス温度が低下して、尿素混合管３９内に供給される尿素水が結晶化するのを防止する。また、尿素混合管３９内に供給される尿素水が、第１ケース２８から第２ケース２９に至る排気ガス中にアンモニアとして混合されるように構成している。
　図４～図９に示す如く、キャビン５７の前面のうち、キャビン５７右側角隅部の前面にテールパイプ９１を立設させ、第２ケース２９の下端側に向けてテールパイプ９１の下端側を延設させ、第２ケース２９下端側のＳＣＲ出口管３７にテールパイプ９１の下端側を接続し、第２ケース２９にて淨化された排気ガスがテールパイプ９１からキャビン５７の上方に向けて排出される。また、キャビン５７の前面のうち、テールパイプ９１が配置された右側部と反対側のボンネット５６の左側部に尿素水タンク７１を設置する。即ち、ボンネット５６後部の右側部にテールパイプ９１を配置し、ボンネット５６後部の左側部に尿素水タンク７１を配置する。
　さらに、ボンネット５６左側後部の走行機体５２（キャビン５７が支持される走行機体フレーム１２０）に尿素水タンク７１を搭載する。キャビン５７左側の前面下部に、燃料タンク４５の注油口４６と、尿素水タンク７１の注水口７２を隣接させて設ける。オペレータの乗降頻度が低いキャビン５７右側の前面にテールパイプ９１が配置される一方、オペレータの乗降頻度が高いキャビン５７左側の前面に注油口４６と注水口７２が配置される。なお、キャビン５７は、左側または右側のいずれからでもオペレータが操縦座席５８に乗降可能に構成されている。
　また、尿素水タンク７１内の尿素水溶液を圧送する尿素水噴射ポンプ７３と、尿素水噴射ポンプ７３を駆動する電動モータ７４と、尿素水噴射ポンプ７３に尿素水噴射管７５を介して接続させる尿素水噴射ノズル７６を備える。尿素混合管３９に噴射台座７７を介して尿素水噴射ノズル７６を取付け、尿素混合管３９の内部に尿素水噴射ノズル７６から尿素水溶液を噴霧する。
　上記の構成により、第１ケース２８内の酸化触媒３０及びスートフィルタ３１にて、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）が低減される。次いで、尿素混合管３９の内部で、ディーゼルエンジン１からの排気ガスに、尿素水噴射ノズル７からの尿素水が混合される。そして、第２ケース２９内のＳＣＲ触媒３２、酸化触媒３３にて、尿素水がアンモニアとして混合された排気ガス中の窒素酸化物質（ＮＯｘ）が低減され、テールパイプ９１から機外に放出される。
　次いで、図１０に示す如く、ＳＣＲ入口管３６と尿素混合管３９を連結するパイプブラケット４０は、ＳＣＲ入口管３６の排気ガス入口側に配置する入口側フランジ９２体と、尿素混合管３９の排気ガス出口側に配置する出口側フランジ体９３を有する。二重管構造のＳＣＲ入口管３６の外管８６と内管８７の排気ガス入口側端部を外側に向けて折り曲げて、それらの排気ガス入口側端部にリング状の挟持片部８６ｃ，８７ｃを形成すると共に、同様に、二重管構造の尿素混合管３９の外管８８と内管８９の排気ガス出口側端部を外側に向けて折り曲げて、それらの排気ガス出口側端部にリング状の挟持片部８８ｃ，８９ｃを形成する。
　入口側フランジ体９２と出口側フランジ体９３にて各挟持片部８６ｃ，８７ｃ，８８ｃ，８９ｃとガスケット９０を挟み、ボルト９４及びナット９５にて、入口側フランジ体９２と出口側フランジ体９３を締結固定し、入口側フランジ体９２と出口側フランジ体９３の間に各挟持片部８６ｃ，８７ｃ，８８ｃ，８９ｃとガスケット９０を挟持固定し、ＳＣＲ入口管３６と尿素混合管３９を連結する。なお、ＳＣＲ入口管３６の外管８６と尿素混合管３９の外管８８を、同一径のパイプにて形成すると共に、ＳＣＲ入口管３６の内管８７と尿素混合管３９の内管８９も、同一径のパイプにて形成する。各外管８６，８８のパイプ肉厚みに比べ、各内管８７，８９のパイプ肉厚みを薄く形成する。
　即ち、尿素混合管３９内の排気ガスが、入口側フランジ体９２または出口側フランジ体９３の内孔面に接触することなく、ＳＣＲ入口管３６に移動するように構成するもので、例えば、放熱し易い入口側フランジ体９２または出口側フランジ体９３の内孔面に排気ガスが接触した場合、排気ガスの温度が低下して、排気ガス中の尿素成分が結晶化して、入口側フランジ体９２または出口側フランジ体９３の内孔面に付着し、入口側フランジ体９２または出口側フランジ体９３の内孔面に尿素成分の結晶塊が形成され、排気ガスの移動を阻害する不具合が発生し易くなる。これに対して、図１０に示す如く、入口側フランジ体９２または出口側フランジ体９３の内孔面を各挟持片部８６ｃ，８７ｃ，８８ｃ，８９ｃにて遮蔽することにより、入口側フランジ体９２または出口側フランジ体９３の内孔面に排気ガスが接触するのを各挟持片部８７ｃ，８９ｃにて阻止でき、入口側フランジ９２体または出口側フランジ体９３の内孔面に尿素成分の結晶塊が形成されるのを防止できる。
　次いで、図９、図１１を参照して、尿素混合管３９部の構造を説明する。図９、図１１に示す如く、尿素混合管３９は、蛇腹状連結パイプ４１に接続させるエルボ管部３９ａと、パイプブラケット４０を介してＳＣＲ入口管３６に接続させる長尺な円筒状の直管部３９ｂを有する。エルボ管部３９ａと直管部３９ｂが接合する付近のエルボ管部３９ａに噴射台座７７を溶接固定し、エルボ管部３９ａ側から直管部３９ｂの内孔に向けて尿素水噴射ノズル７６を開口させる。
　また、図１１に示す如く、円筒状の直管部３９ｂの円筒軸心線１１１（直管部３９ｂ内の排気ガス流れ方向）に対して、尿素水噴射ノズル７６の尿素水噴射方向１１２を、エルボ管部３９ａの排気ガス下手側に所定傾斜角度１１３（約２～２０度、例えば約１２度、約８度、約４度など）だけ傾斜させる。即ち、直管部３９ｂの内壁面１１４のうち、エルボ管部３９ａの湾曲内径側の内壁面１１４ａ側に向けて、尿素水噴射ノズル７６から尿素水が噴射される。尿素水噴射ノズル７６から噴射された尿素水は、エルボ管部３９ａから直管部３９ｂに移動する排気ガスの排出圧力により、直管部３９ｂの内壁面１１４のうち、エルボ管部３９ａの湾曲外径側の内壁面１１４ｂ側に向けて拡散されて、排気ガス中にアンモニアとして混合される。
　なお、直管部３９ｂの円筒軸心線１１１に対する尿素水噴射ノズル７６の傾斜角度１１３（尿素水噴射方向１１２）は、エルボ管部３９ａ及び直管部３９ｂの内径、または標準作業（ディーゼルエンジン１の定格回転における運転）での排気ガスの流速などに基づき決定される。例えば、傾斜角度１１３が過大のときには、エルボ管部３９ａの湾曲内径側の内壁面１１４ａに尿素水が付着して、湾曲内径側の内壁面１１４ａ部において尿素が結晶化し易い不具合がある。また、傾斜角度１１３が過小のときには、エルボ管部３９ａの湾曲外径側の内壁面１１４ｂに尿素水が付着して、湾曲外径側の内壁面１１４ｂ部において尿素が結晶化し易い不具合がある。
　図１～図９に示す如く、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケース２８と、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケース２９を備え、左右の走行輪５３，５４が配置される走行機体フレーム１２０にディーゼルエンジン１を搭載する作業車両のエンジン装置において、ディーゼルエンジン１（または走行機体フレーム１２０）に第１ケース２８を支持する構造であって、走行機体フレーム１２０に支持体１２１を介して第２ケース２９を取付けている。したがって、エンジンルーム（ボンネット５６）内に第２ケース２９用の設置空間を確保する必要がなく、ディーゼルエンジン１が内設されるボンネット５６（エンジンルーム）をコンパクトに構成できると共に、走行機体フレーム１２０に第２ケース２９を簡単に支持でき、外形状が長尺な筒状に形成される前記各ケース２８，２９の組付け作業性又はメンテナンス作業性などを向上できる。また、エンジン１の冷却風による第２ケース２９の温度低下を抑制できるものでありながら、第１ケース２８の排気ガス出口と第２ケース２９の排気ガス入口を、尿素の混合に必要な間隔に離間でき、第２ケース２９に至る排気ガス中におけるアンモニアの発生を促進できる。なお、図１～図９において、ディーゼルエンジン１に第１ケース２８を支持したが、走行機体フレーム１２０に第１ケース２８を支持してもよいことは云うまでもない。
　図１～図９に示す如く、ディーゼルエンジン１後部の一側方の走行機体フレーム１２０に浄化ケース支持体１２１を介して第２ケース２９を縦長姿勢に取付けている。したがって、ディーゼルエンジン１の後部付近（ボンネット５６と運転部としてのキャビン５７の接合角隅付近）に、外形状が長尺な筒状に形成される第２ケース２９をコンパクトに設置できる。例えば、前輪を目視すべく、ボンネット５６の左右幅が制限される構造であっても、キャビン５７（運転部）からのオペレータの前方視界を容易に確保できる。
　図１～図９に示す如く、ディーゼルエンジン１が内設されたボンネット５６の後方に、オペレータが搭乗する運転部としてのキャビン５７を配置した作業車両であって、キャビン５７の下部に設けた燃料タンク４５とディーゼルエンジン１の間に排気ガス浄化用の尿素水タンク７１を設置すると共に、ディーゼルエンジン１後部の一側方に第２ケース２９を配置し、ディーゼルエンジン１後部の他側方に尿素水タンク７１を配置している。したがって、燃料タンク４５の注油口４６（給油口）と尿素水タンク７１の注水口７２（給水口）を近接させて配置でき、燃料の給油作業と尿素水溶液の給水作業を同一作業場所にて実行でき、ディーゼルエンジン１用の燃料または排気ガス浄化用の尿素水溶液の補給作業性を向上できるものでありながら、第２ケース２９と尿素水タンク７１の設置スペースとして、ディーゼルエンジン１後部の両側方（キャビン５７の前側下部）を有効利用できる。加えて、ディーゼルエンジン１と燃料タンク４５の排熱にて尿素水タンク７１を加温でき、尿素水タンク７１内の水溶液温度を所定以上に維持でき、寒冷地などにおいて第２ケース２９の排気ガス浄化能力が低下するのを防止できる。
　次いで、図１２を参照して、第２実施形態の第１ケース２８及び第２ケース２９の配置構造を説明する。図１２に示す如く、ディーゼルエンジン１の上面側にＤＰＦ支持脚体８１を介して第１ケース２８を取付けると共に、ディーゼルエンジン１の後側方のうち、吸気マニホールド３及び排気ガス再循環装置１５及び燃料フィルタ４４などが設置された側の走行機体フレーム１２０の浄化ケース支持体１２１に、第２ケース２９を着脱可能に締結固定している。即ち、左右方向に長く延びた横長の長尺円筒形状に第２ケース２９を構成する。ディーゼルエンジン１後部の右側下部の走行機体フレーム１２０に第２ケース２９を横長姿勢に取付け、キャビン５７の右側前面と右の前車輪５３の間に横長姿勢の第２ケース２９を配置し、ディーゼルエンジン１の後部に尿素混合管３９を延設させ、第２ケース２９の左端側に尿素混合管３９を接続させ、第２ケース２９の右端側にテールパイプ９１を接続させている。
　図１２に示す如く、ディーゼルエンジン１後部の一側方の走行機体フレーム１２０に浄化ケース支持体１２１を介して第２ケース２９を横長姿勢に取付けたものであるから、ディーゼルエンジン１後部の低い位置に、外形状が長尺な筒状に形成され第２ケース２９をコンパクトに設置できる。例えば、前車輪５３を目視すべく、ボンネット５６の左右幅が制限される構造であっても、ボンネット５６後部の右外側のうち、キャビン５７前面側の低い位置に第２ケース２９を容易に配置でき、キャビン５７からのオペレータの前方視界を容易に確保できる。
　次いで、図１３を参照して、第３実施形態の第１ケース２８及び第２ケース２９の配置構造を説明する。図１３に示す第３実施形態では、前後方向に延設されたディーゼルエンジン１の出力軸４に対し、第１ケース２８と第２ケース２９の排気ガス移動方向（円筒形状の軸心線）を直交させるように、第１ケース２８と第２ケース２９を左右方向に延設させている。ディーゼルエンジン１の上面側のうち、冷却ファン２４設置部の上面側に第１ケース２８と第２ケース２９が平行に配置され、第１ケース２８と第２ケース２９の間に尿素混合管３９を平行に延設させている。また、ディーゼルエンジン１の冷却ファン２４風路よりも、第１ケース２８と第２ケース２９を高位置に配置している。
　次いで、図１４を参照して、第４実施形態の第１ケース２８及び第２ケース２９の配置構造を説明する。図１４に示す第４実施形態では、エアクリーナ１６が設置された走行機体５２に、第１ケース２８と第２ケース２９を配置している。ラジエータ１９よりも前方の走行機体５２に第１ケース２８と第２ケース２９を支持させる。第１ケース２８と第２ケース２９は、平面視でディーゼルエンジン１の出力軸（クランク軸）４と平行な方向に長く延びた長尺円筒形状に構成している。第１ケース２８と第２ケース２９の間に尿素混合管３９をそれらと平行に配置している。走行機体５２に第２ケース２９を近接させて取付けることができ、第１ケース２８と第２ケース２９の設置に必要なボンネット高さを低く形成できる。
　１　ディーゼルエンジン
２８　第１ケース
２９　第２ケース
４５　燃料タンク
５３　前車輪（走行輪）
５４　後車輪（走行輪）
５６　ボンネット
５７　キャビン（運転部）
７１　尿素水タンク
１２０　走行機体フレーム
１２１　浄化ケース支持体

Claims (4)

  1. 　エンジンの排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケースと、前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケースを備え、左右の走行輪が配置される走行機体フレームに前記エンジンを搭載する作業車両のエンジン装置において、
    　前記エンジンまたは前記走行機体フレームのいずれか一方に前記第１ケースを支持する構造であって、前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを取付けたことを特徴とする作業車両のエンジン装置。
  2. 　前記エンジン後部の一側方の前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを縦長姿勢に取付けたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両のエンジン装置。
  3. 　前記エンジン後部の一側方の前記走行機体フレームに支持体を介して前記第２ケースを横長姿勢に取付けたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両のエンジン装置。
  4. 　前記エンジンが内設されたボンネットの後方に、オペレータが搭乗する運転部を配置した作業車両であって、前記運転部の下部に設けた燃料タンクと前記エンジンの間に排気ガス浄化用の尿素水タンクを設置すると共に、前記エンジン後部の一側方に前記第２ケースを配置し、前記エンジン後部の他側方に前記尿素水タンクを配置したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両のエンジン装置。
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