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JP2015183554A - エンジン装置 - Google Patents

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JP2015183554A
JP2015183554A JP2014059120A JP2014059120A JP2015183554A JP 2015183554 A JP2015183554 A JP 2015183554A JP 2014059120 A JP2014059120 A JP 2014059120A JP 2014059120 A JP2014059120 A JP 2014059120A JP 2015183554 A JP2015183554 A JP 2015183554A
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恭志 小野寺
Kyoji Onodera
恭志 小野寺
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Yanmar Co Ltd
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Abstract

【課題】従来の大型な排気ガス浄化装置において生じていた、設置スペースの確保や重量増大による燃費の悪化、製造コストの上昇といった問題を解消する。
【解決手段】本願発明のエンジン装置は、エンジン1から排出した排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体を備える。前記排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体100(101,102)で構成する。前記エンジン1の排気経路のうち前記エンジン1内部に前記金属担体100(101,102)を収容する。
【選択図】図15

Description

本願発明は、例えば貨物輸送用コンテナ等に搭載されるエンジン装置に係り、より詳しくは、排気ガス中に含まれる大気汚染物質を除去する排気ガス浄化装置を備えたエンジン装置に関するものである。
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コンプレッサやエンジン発電機、農作業機及び建設機械等に、排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化装置を搭載することが要請されている。排気ガス浄化装置としては、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(例えば特許文献1〜3等参照)。
DPFは、排気ガス中の粒子状物質(以下、PMという)等を捕集し燃焼させるものである。DPFは一般に、筒状ケーシング内に、フロースルー型モノリス構造の酸化触媒と、ウォールフロー型モノリス構造のスートフィルタとを直列に並べて収容した構造になっている。酸化触媒もスートフィルタもセラミック製であることが多い。通常は、エンジンに設けた排気マニホールドから延びる中継管の下流側にDPFの上流側を接続し、DPFの下流側を排気管の上流側に接続している。エンジンの各気筒から排気マニホールドに排出された排気ガスは、DPFを経由して排気管から外部に放出される。
特開2000−145430号公報 特開2003−27922号公報 特開2013−177233号公報
しかし、従来のDPFの構造は前述の通り、筒状ケーシング内に、セラミック製の酸化触媒及びスートフィルタを直列に並べて収容したものであるから、DPF自体の大型化が避けられず、このため、DPFの設置スペースの確保やDPF重量の増大による燃費の悪化、製造コストの上昇といった問題を孕んでいた。
本願発明は、上記の現状に鑑み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。
請求項1の発明は、エンジンから排出した排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体を備えているエンジン装置において、前記排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体で構成し、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部に前記金属担体を収容しているというものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部に前記金属担体を内蔵しているというものである。
請求項3の発明は、請求項1に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に前記金属担体を内蔵しているというものである。
請求項4の発明は、請求項1に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に前記金属担体を内蔵しているというものである。
請求項5の発明は、請求項1〜4のうちいずれかに記載のエンジン装置において、前記金属担体は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒であるというものである。
請求項6の発明は、請求項1〜4のうちいずれかに記載のエンジン装置において、前記金属担体は、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタであるというものである。
請求項7の発明は、請求項1に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部、若しくは前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部又は排気中途部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、前記排気マニホールドの排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵しているというものである。
請求項8の発明は、請求項1に記載のエンジン装置において、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部又は前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、前記排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵しているというものである。
請求項1の発明によると、エンジンから排出した排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体を備えているエンジン装置において、前記排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体で構成し、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部に前記金属担体を収容しているから、前記従来のような大型の排気ガス浄化装置(ケーシング内に酸化触媒とスートフィルタとを直列に並べて収容したもの)が不要になり、前記エンジンの排気圧力損失を格段に抑制できる。前記金属担体は高温の排気ガスに常時接触するため、前記金属担体の浄化性能を容易に維持できる。
請求項2の発明によると、前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部に前記金属担体を内蔵しているから、前記シリンダヘッドに前記金属担体を予め組み付けた状態で前記エンジンを組み立てでき、前記エンジンの内部に前記金属担体を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。
請求項3の発明によると、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に前記金属担体を内蔵しているから、前記排気マニホールドに前記金属担体を予め組み付けた状態で前記エンジンを組み立てでき、前記エンジンの内部に前記金属担体を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。
請求項4の発明によると、前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に前記金属担体を内蔵しているから、この場合も請求項3と同様に、前記排気マニホールドに前記金属担体を予め組み付けた状態で前記エンジンを組み立てでき、前記エンジンの内部に前記金属担体を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作
業性向上及び省工程化に寄与する。
請求項5の発明によると、前記金属担体は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒であるから、前記酸化触媒は高温の排気ガスに常時接触することになり、前記エンジンの駆動状態に拘らず前記酸化触媒の酸化性能を容易に確保できる。前記酸化触媒よりも下流側に後処理装置(例えば粒子状物質フィルタやスートフィルタ等)を配置する場合であっても、前記後処理装置をコンパクトに構成できる。また、前記後処理装置自体の省略も可能である。排気ガスの一部を再循環排気ガス(EGRガス)として吸気系に還流させる排気ガス再循環装置(EGR装置)を備えた場合、前記酸化触媒によって前記EGRガス中の未燃燃料(炭化水素等)を浄化できるから、EGR装置の汚損を防止できる。
請求項6の発明によると、前記金属担体は、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタであるから、前記粒子状物質フィルタは高温の排気ガスに常時接触することになり、前記粒子状物質フィルタで捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できると共に、前記粒子状物質フィルタよりも下流側に前述のような後処理装置(例えば粒子状物質フィルタやスートフィルタ等)を配置しなくて済む。
請求項7又は8の発明を採用すると、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部の排気上流側に前記酸化触媒が位置し、排気下流側に前記粒子状物質フィルタが位置することになるから、前記エンジンの駆動状態に拘らず前記酸化触媒の酸化性能を容易に確保しながら、前記粒子状物質フィルタで捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できる。前記従来のような大型の排気ガス浄化装置が存在しないにも拘らず、排気ガス中の大気汚染物質を高精度に除去できると共に、エンジン装置全体としてはコンパクトに構成できる(エンジン単体と変わらない大きさにできる)。
コンテナに搭載したエンジンの正面図である。 コンテナに搭載したエンジンの側面図である。 エンジンの正面図である。 エンジンの背面図である。 エンジンの右側面図(吸気マニホールド設置側の側面図)である。 エンジンの左側面図(排気マニホールド設置側の側面図)である。 エンジンの平面図である。 ディーゼルエンジンの底面図である。 酸化触媒を排気系に内蔵した第1例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第2例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 酸化触媒を排気系に内蔵した第3例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第4例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 酸化触媒を排気系に内蔵した第5例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第6例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 酸化触媒及び粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第7例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 酸化触媒及び粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第8例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。 酸化触媒及び粒子状物質フィルタを排気系に内蔵した第9例を示すエンジンの一部切り欠き平面図である。
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。まずは、図1乃至図8を参照しながら、ディーゼルエンジン1(以下、単にエンジン1という)の全体構造について説明する。なお、以下の説明では、エンジン1の吸気マニホールド3設置側を単にエンジン1の右側と称し、同じくエンジン1の排気マニホールド6設置側を単にエンジン1の左側と称する。
図3乃至図6に示す如く、エンジン1のシリンダヘッド2の右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の左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4乃至図6に示す如く、シリンダブロック5の後面にフライホイルハウジング8を固着している。フライホイルハウジング8内にフライホイル9を設ける。エンジン出力軸4の後端側にフライホイル9を軸支させている。また、空気調和機器としての冷媒圧縮用のコンプレッサ7を備える。フライホイルハウジング8にコンプレッサ7を固着する。フライホイル9を介してエンジン1の動力をコンプレッサ7に伝達するように構成している。
更に、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。シリンダブロック5の平坦な底面積よりも、オイルパン11の平坦な上面積を大きく形成している。すなわち、シリンダブロック5の左右側面よりも外側方にオイルパン11の左右側部を突出し、シリンダブロック5の前面よりも前方にオイルパン11の前部を突出し、オイルパン11のオイル貯蔵容積を大きく形成し、オイルパン11に多量のエンジンオイル(図示省略)を貯留して、エンジン1の長時間に亘る連続運転においてエンジンオイルが不足するのを防止するように構成している。
図4乃至図6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15(EGR装置)を配置する。吸気マニホールド3にエアクリーナ16を連結する。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、4気筒エンジン1の各気筒A〜D(図9〜図17参照)に供給されるように構成している。
また、排気ガス再循環装置15は、エンジン1の再循環排気ガス(排気マニホールド6からのEGRガス)と新気(エアクリーナ16からの外部空気)とを混合させて吸気マニホールド3に供給するEGR本体ケース17と、排気マニホールド6に再循環用の排気ガス冷却手段としてのEGRクーラ18を介して接続する再循環排気ガス管19と、前記再循環排気ガスの吸込み量を調節するEGRバルブ20とを有する。なお、EGR本体ケース17には、新気の吸込み量を調節する吸気スロットルバルブ(図示省略)が内蔵されている。
上記の構成により、再循環排気ガス管19にEGRバルブ20を介してEGR本体ケース17を連通させ、エンジン1から排気マニホールド6に排出した排気ガスの一部が吸気マニホールド3からエンジン1に還流されることによって、エンジン1の燃焼温度が下がり、エンジン1からの窒素酸化物(NOx)の排出量が低減され、且つエンジン1の燃費が向上される。
なお、シリンダブロック5内とラジエータ(図示省略)に冷却水を循環させる冷却水ポンプ21を備える。エンジン1の前面に冷却水ポンプ21を配置する。エンジン出力軸4の前端部にVベルト22等を介して冷却水ポンプ21を連結し、冷却水ポンプ21を駆動する。一方、冷却水ポンプ21には冷却水パイプ23を介してEGRクーラ18を接続する。冷却水ポンプ21から、EGRクーラ18を介して、シリンダブロック5内に冷却水を送り込むように構成している。
また、排気マニホールド6の後端部に排気継手体60をダイキャスト加工で一体的に形成する。排気継手体60に、ベローズ状伸縮管36を介して排気管32を接続する。すなわち、排気継手体60の下面側からベローズ状伸縮管36を下向きに延設し、ベローズ状伸縮管36下端側の出口に、排気管32上端側の入口を例えば金属製締結バンドで着脱可能に連結している。ベローズ状伸縮管36の下端側から排気管32を下向きから後向きに折れ曲がるように延設し、排気管32の後端側に消音器38とテールパイプ39とを接続している(図1参照)。エンジン1の各気筒A〜Dから排気マニホールド6に排出された排気ガスは、ベローズ状伸縮管36、排気管32及び消音器38を経由して、テールパイプ39から外部に放出される。
次に、図5及び図7を参照しながら、エンジン1の燃料系統構造を説明する。図5及び図7に示す如く、エンジン1に設けた4気筒分の各インジェクタ41に、コモンレール式燃料噴射装置(燃料ポンプ42及びコモンレール43)を介して、燃料タンク(図示省略)を接続する。各インジェクタ41は、電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ(図示省略)を有する。シリンダヘッド2の右側面にコモンレール43を固着し、吸気マニホールド3の下方側に近接させてコモンレール43を配置し、吸気マニホールド3及び排気ガス再循環装置15に近接させてコモンレール43を設けている。
図5及び図7に示す如く、燃料ポンプ42の吸入側には、燃料フィルタ44及び低圧管45を介して燃料タンクが接続される。燃料タンク内の燃料が燃料フィルタ44及び低圧管45を介して燃料ポンプ42に吸込まれる。一方、燃料ポンプ42の吐出側には、高圧管46を介してコモンレール43が接続される。円筒状のコモンレール43の長手方向の中間に高圧管46を連結している。また、コモンレール43には、4本の燃料噴射管47を介して4気筒分の各インジェクタ41がそれぞれ接続されている。円筒状のコモンレール43の長手方向に4気筒分の燃料噴射管47の端部をそれぞれ連結している。
上記の構成により、燃料タンク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。各インジェクタ41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内の高圧の燃料が各インジェクタ41からエンジン1の各気筒A〜Dに噴射される。すなわち、各インジェクタ41の燃料噴射バルブを電子制御することによって、各インジェクタ41から供給される燃料の噴射圧力、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。従って、エンジン1から排出される窒素酸化物(NOx)を低減できる。エンジン1の騒音振動を低減できる。
なお、燃料ポンプ42はエンジン出力軸4で駆動される。図示は省略するが、燃料タンクに燃料戻り管を介して燃料ポンプ42を接続する。円筒状のコモンレール43の長手方向の端部に、コモンレール43内の燃料の圧力を制限する戻り管コネクタを介して、コモンレール戻り管を接続している。すなわち、燃料ポンプ42及びコモンレール43の余剰燃料は、燃料戻り管及びコモンレール戻り管を介して燃料タンク48に回収される。
次に、図1及び図2を参照して、エンジン1の使用例を説明する。図1及び図2に示す
如く、トラクタ(図示省略)で牽引するトレーラ車体51に、冷凍貨物等を輸送する四角箱型の貨物輸送用のコンテナ52を搭載する。トレーラ車体51は、収納可能な前部支脚体53と後車輪54とで水平に支持され、一定場所に保管される一方、前部支脚体53を収納して、トラクタの後部にトレーラ車体51の前部を連結し、トラクタにてトレーラ車体51を牽引するように構成している。
また、コンテナ52の前面部に空気調和機器用の空調ハウジング55を設ける。該コンテナ52内の温度をコントロールする空気調和機器(図示省略)が空調ハウジング55に内設される。空調ハウジング55の下方にエンジンルーム56を形成する。エンジン1と、前記空気調和機器の一部であるコンプレッサ7を、エンジンルーム56内に設置する。エンジン1によってコンプレッサ7を作動し、コンプレッサ7で空気調和機器の冷媒を圧縮することにより、コンテナ52内の温度を、冷凍貨物の保存に適した保冷温度(例えば−20℃程度)に保持するように構成する。なお、図1に示す如く、燃料フィルタ44は、エンジン1が設置される空調ハウジング55の機枠58側に燃料フィルタ44を配置させ、エンジンルーム56の上部に燃料フィルタ44を支持させ、エンジン1の燃料ポンプ42に燃料フィルタ44を接続させるように構成している。
図1及び図2に示す如く、エンジンルーム56の前面部にメンテナンス用ドア57を開閉可能に設ける。ドア57を開放作動させることによって、エンジンルーム56の前面が前方に向けて開放されるように構成する。また、コンテナ52の左側方向にエンジン1の正面を向け、コンテナ52の正面に向かってエンジンルーム56の右側にエンジン1を配置し、エンジンルーム56の左側にコンプレッサ7を配置する。すなわち、前記エンジンルーム56の前面開口に、エンジン1の右側面とコンプレッサ7の右側面を対向させるように構成する。
更に、図1及び図2に示す如く、エンジン1の右側には吸気マニホールド3を配置している。エンジン1の吸気マニホールド3設置側に、排気ガス再循環バルブとしてのEGRバルブ20とコモンレール43とを配置すると共に、吸気マニホールド3設置側に隣接するエンジン1の側面に、再循環用排気ガスを冷却するEGRクーラ18を設け、エンジン1を収容したエンジンルーム56のメンテナンス用ドア57に、エンジン1の吸気マニホールド3設置側を対面させている。
また、エンジン1の吸気マニホールド3設置側において、オイルパン11上面の給油口を閉塞するエンジンオイル用給油蓋61と、エンジンオイル濾過用のオイルフィルタ62と、エンジン1始動用のスタータ63と、燃料ポンプ42とを設ける。一方、エンジン1の上面に各インジェクタ41を配置している。なお、オイルパン11の側面のうち、吸気マニホールド3設置側の側面下部に、オイルパン11内のオイルを抜取るためのドレンキャップ64を設けている。
上記の構成により、トレーラ車体51前部に居る作業者は、EGRバルブ20、コモンレール43及びEGRクーラ18の保守点検作業等をエンジンルーム56の前面開口側から実行できる。一方、エンジンオイル用給油蓋61を開閉する給油口へのエンジンオイル給油作業、オイルフィルタ62の交換作業、スタータ63、燃料ポンプ42及び各インジェクタ41等の保守点検作業も前記と同様に、エンジンルーム56の前面開口側から実行できる。
次に、図9〜図16を参照しながら、排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体のエンジン1に対する搭載構造について説明する。図9〜図16に示す例では、排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体100で構成している。詳細な図示は省略するが、金属担体100は、例えばショベル状又はブレー
ド状の複数の切り欠きを有するメタル波板と多孔性の平板(フリース)とを積層して構成される。図9〜図16に示す例ではいずれも、エンジン1の排気経路(エンジン1からテールパイプ39に至る排気ガス排出用の経路)のうちエンジン1内部に金属担体100を収容している。
このように構成すると、前記従来のような大型の排気ガス浄化装置(ケーシング内に酸化触媒とスートフィルタとを直列に並べて収容したもの)が不要になり、エンジン1の排気圧力損失を格段に抑制できる。金属担体100は高温の排気ガスに常時接触することになるから、金属担体100の浄化性能を容易に維持できる。
図9は排気ガス浄化体の搭載構造の第1例を示している。第1例では、シリンダヘッド2の排気出口部2c又は排気マニホールド6の排気入口部6aに、金属担体100としての酸化触媒101を内蔵している。酸化触媒101は、排気ガス中のCO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)、NO(一酸化窒素)及びSOF(可溶性有機成分)を除去するものであり、白金族金属を含有するか被覆(コーティング)したフロースルー型の構造になっている。実施形態のエンジン1は4気筒であるため、第1例では各気筒A〜Dに対応して合計4個の酸化触媒101を備えている。この場合、各気筒A〜Dに対応した酸化触媒101は、シリンダヘッド2の排気出口部2cと排気マニホールド6の排気入口部6aとに跨った状態で嵌め込まれている。なお、各酸化触媒101はシリンダヘッド2の排気出口部2c側に片寄らせて装着してもよいし、排気マニホールド6の排気入口部6a側に片寄らせて装着してもよい。
このように構成すると、シリンダヘッド2又は排気マニホールド6に酸化触媒101(金属担体100)を予め組み付けた状態でエンジン1を組み立てでき、エンジン1の内部に酸化触媒101(金属担体100)を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。また、酸化触媒101は高温の排気ガスに常時接触することになり、エンジン1の駆動状態に拘らず酸化触媒101の酸化性能を容易に確保できる。酸化触媒101よりも下流側に後処理装置(例えば粒子状物質フィルタ102やスートフィルタ等)を配置する場合であっても、後処理装置をコンパクトに構成できる。また、後処理装置自体の省略も可能である。排気ガスの一部を再循環排気ガス(EGRガス)として吸気系に還流させる排気ガス再循環装置15(EGR装置)を備えた場合、酸化触媒101によってEGRガス中の未燃燃料(HC等)を浄化できるから、排気ガス再循環装置15の汚損を防止できる。
図10は排気ガス浄化体の搭載構造の第2例を示している。第2例では、シリンダヘッド2の排気出口部2c又は排気マニホールド6の排気入口部6aに、金属担体100としての粒子状物質フィルタ102を内蔵している。粒子状物質フィルタ102は排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させるものであり、ショベル状又はブレード状の複数の切り欠きを有するメタル波板と多孔性の平板(フリース)とを積層したフロースルー型の構造になっている。メタル波板と平板とで形成された多数のセルに流入した排気ガスは、途中のショベル又はブレードによって径方向にある平板に導入され、当該平板を通過する際に粒子状物質が捕捉される。第2例でも第1例と同様に、各気筒A〜Dに対応して合計4個の粒子状物質フィルタ102を備えている。この場合、各気筒A〜Dに対応した粒子状物質フィルタ102は、シリンダヘッド2の排気出口部2cと排気マニホールド6の排気入口部6aとに跨った状態で嵌め込まれている。
なお、粒子状物質フィルタ102に、例えば白金族金属等の触媒を含有させたり被覆(コーティング)したりすることによって、酸化触媒101としての機能を兼ね備えさせてもよい。また、各粒子状物質フィルタ102はシリンダヘッド2の排気出口部2c側に片寄らせて装着してもよいし、排気マニホールド6の排気入口部6a側に片寄らせて装着し
てもよい。
このように構成すると、シリンダヘッド2又は排気マニホールド6に粒子状物質フィルタ102(金属担体100)を予め組み付けた状態でエンジン1を組み立てでき、エンジン1の内部に粒子状物質フィルタ102(金属担体100)を簡単に取り付けできる。エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に寄与する。また、粒子状物質フィルタ102は高温の排気ガスに常時接触することになり、粒子状物質フィルタ102で捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できると共に、粒子状物質フィルタ102よりも下流側に後処理装置(例えばスートフィルタ等)を配置しなくて済む。
図11は排気ガス浄化体の搭載構造の第3例を示している。第3例では、排気マニホールド6の排気中途部6bに第1例と同様の酸化触媒101を内蔵している。この場合、排気中途部6bのうち第1気筒Aと第2気筒Bとの間、第2気筒Bと第3気筒Cとの間、第3気筒Cと第4気筒Dとの間、並びに第4気筒Dと排気出口部6cとの間に、それぞれ酸化触媒101を嵌め込み装着している。なお、第3例の酸化触媒101は少なくとも、排気中途部6bのうち第4気筒Dと排気出口部6cとの間に1つあれば足りる。このように構成した場合も、第1例と同様の作用効果を奏する。
図12は排気ガス浄化体の搭載構造の第4例を示している。第4例では、排気マニホールド6の排気中途部6bに第2例と同様の粒子状物質フィルタ102を内蔵している。この場合、排気中途部6bのうち第1気筒Aと第2気筒Bとの間、第2気筒Bと第3気筒Cとの間、第3気筒Cと第4気筒Dとの間、並びに第4気筒Dと排気出口部6cとの間に、それぞれ粒子状物質フィルタ102を嵌め込み装着している。なお、第4例の粒子状物質フィルタ102は少なくとも、排気中途部6bのうち第4気筒Dと排気出口部6cとの間に1つあれば足りる。このように構成した場合も、第2例と同様の作用効果を奏する。
図13は排気ガス浄化体の搭載構造の第5例を示している。第5例では、排気マニホールド6の排気出口部6cに第1例と同様の酸化触媒101を内蔵している(嵌め込み装着している)。このように構成した場合も第1例と同様の作用効果を奏する。特に排気マニホールド6の排気出口部6cに酸化触媒101を1つ嵌め込むだけで済むから、部品点数が少なくて済むと共に、エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に対してより効果的である。
図14は排気ガス浄化体の搭載構造の第6例を示している。第6例では、排気マニホールド6の排気出口部6cに第2例と同様の粒子状物質フィルタ102を内蔵している(嵌め込み装着している)。このように構成した場合も第2例と同様の作用効果を奏する。特に排気マニホールド6の排気出口部6cに粒子状物質フィルタ102を1つ嵌め込むだけで済むから、部品点数が少なくて済むと共に、エンジン製造ラインでの組付け作業性向上及び省工程化に対してより効果的である。
図15〜図17は排気ガス浄化体の搭載構造の第7例〜第9例を示している。第7例〜第9例は、エンジン1の排気経路のうちエンジン1内部の排気上流側に酸化触媒101を位置させ、排気下流側に粒子状物質フィルタ102を位置させたものである。第7例は第1例と第4例との組合せであり、シリンダヘッド2の排気出口部2c又は排気マニホールド6の排気入口部6aに酸化触媒101を嵌め込み装着し、排気マニホールド6の排気中途部6bに粒子状物質フィルタ102を嵌め込み装着している。第8例は第1例と第6例との組合せであり、シリンダヘッド2の排気出口部2c又は排気マニホールド6の排気入口部6aに酸化触媒101を嵌め込み装着し、排気マニホールド6の排気出口部6cに粒子状物質フィルタ102を嵌め込み装着している。第9例は第3例と第6例との組合せであり、排気マニホールド6の排気中途部6bに酸化触媒101を嵌め込み装着し、排気マ
ニホールド6の排気出口部6cに粒子状物質フィルタ102を嵌め込み装着している。
第7例〜第9例のように構成すると、エンジン1の排気経路のうちエンジン1内部の排気上流側に酸化触媒101が位置し、排気下流側に粒子状物質フィルタ102が位置することになるから、エンジン1の駆動状態に拘らず酸化触媒101の酸化性能を容易に確保しながら、粒子状物質フィルタ102で捕集した粒子状物質を容易に再燃焼できる。前記従来のような大型の排気ガス浄化装置が存在しないにも拘らず、排気ガス中の大気汚染物質を高精度に除去できると共に、エンジン装置全体としてはコンパクトに構成できる(エンジン1単体と変わらない大きさにできる)。
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。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。
A〜D 気筒
1 エンジン
2 シリンダヘッド
2c 排気出口部
5 シリンダブロック
6 排気マニホールド
6a 排気入口部
6b 排気中途部
6c 排気出口部
15 排気ガス再循環装置
100 金属担体
101 酸化触媒
102 粒子状物質フィルタ

Claims (8)

  1. エンジンから排出した排気ガス中の大気汚染物質を除去する排気ガス浄化体を備えているエンジン装置において、
    前記排気ガス浄化体をフロースルー型の金属担体で構成し、前記エンジンの排気経路のうち前記エンジン内部に前記金属担体を収容している、
    エンジン装置。
  2. 前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部に前記金属担体を内蔵している、
    請求項1に記載のエンジン装置。
  3. 前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に前記金属担体を内蔵している、請求項1に記載のエンジン装置。
  4. 前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に前記金属担体を内蔵している、
    請求項1に記載のエンジン装置。
  5. 前記金属担体は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒である、
    請求項1〜4のうちいずれかに記載のエンジン装置。
  6. 前記金属担体は、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタである、
    請求項1〜4のうちいずれかに記載のエンジン装置。
  7. 前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部、若しくは前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部又は排気中途部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、
    前記排気マニホールドの排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵している、
    請求項1に記載のエンジン装置。
  8. 前記エンジンに設けたシリンダヘッドの排気出口部又は前記エンジンに設けた排気マニホールドの排気入口部に、前記金属担体として、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素及び可溶性有機成分を除去する酸化触媒を内蔵する一方、
    前記排気マニホールドの排気中途部又は排気出口部に、前記金属担体として、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集し燃焼させる粒子状物質フィルタを内蔵している、
    請求項1に記載のエンジン装置。
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