特許 7184026 ディーゼルエンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】ディーゼルエンジン

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/17 20160101AFI20221129BHJP

   F02M 26/05 20160101ALI20221129BHJP

   F02M 26/36 20160101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

F02M26/17

F02M26/05

F02M26/36

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019223321

(22)【出願日】2019-12-10

(65)【公開番号】P2021092188

(43)【公開日】2021-06-17

【審査請求日】2021-06-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】坪田 健一

(72)【発明者】

【氏名】矢野 真二

(72)【発明者】

【氏名】森本 宏

(72)【発明者】

【氏名】荒木 宝

【審査官】北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０１２５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７０１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００５９７１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２８９１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－０８７９６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－１２５７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ２６／１７

Ｆ０２Ｍ ２６／０５

Ｆ０２Ｍ ２６／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路を有するディーゼルエンジンにおいて、吸気マニホールド（２０）に孔部（２０ａ）を形成し、該孔部（２０ａ）内に吸気側へ還元する排気ガスの一部を通過させるように構成し、前記吸気マニホールド（２０）にＥＧＲ還元合流筒（１６）を設け、該ＥＧＲ還元合流筒（１６）から大気中の空気を吸気マニホールド（２０）内に送る構成とし、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）に孔部（１６ａ）を形成し、前記吸気マニホールド（２０）の孔部（２０ａ）から送られてくる排気ガスをＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成した孔部（１６ａ）を通過させ、ＥＧＲ還元合流筒（１６）の孔部（１６ａ）を通過する排気ガスの出口部（１６ｂ）をＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成し、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）内で、前記排気ガスの一部とＥＧＲ還元合流筒（１６）に送られてくる大気中の空気を合流させるように構成し、排気ガスの一部は排気マニホールド（１７）からＥＧＲ還元筒（１８）を通過して前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）へ送られる構成とし、前記ＥＧＲ還元筒（１８）はフライホイール（１３）の上方を通過させる構成とし、高圧燃料を蓄圧するコモンレール（１）はエンジン本体とＥＧＲ還元合流筒（１６）との間の空間部であって前記吸気マニホールド（２０）に取り付けたことを特徴とするディーゼルエンジン。

【請求項2】

前記フライホイール（１３）の上方であってエンジン側面に取り付けた第１ブラケット（２２）をエンジンのシリンダヘッド（２４）の上方に延長して構成し、排気ガス中の粒状化物質を除去するＤＰＦ（１４）を前記第１ブラケット（２２）で支持したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ディーゼルエンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

排気ガスの一部を吸気側に戻すＥＧＲの配管は、エンジン本体に対して独立した配管で形成されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－７７３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述のような技術では、ＥＧＲの配管が損傷する可能性がある。
本発明の課題は、前述のような不具合を解消するディーゼルエンジンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の上記課題は次の構成によって達成される。

【0006】

すなわち、請求項１記載の発明では、排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路を有するディーゼルエンジンにおいて、吸気マニホールド（２０）に孔部（２０ａ）を形成し、該孔部（２０ａ）内に吸気側へ還元する排気ガスの一部を通過させるように構成し、前記吸気マニホールド（２０）にＥＧＲ還元合流筒（１６）を設け、該ＥＧＲ還元合流筒（１６）から大気中の空気を吸気マニホールド（２０）内に送る構成とし、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）に孔部（１６ａ）を形成し、前記吸気マニホールド（２０）の孔部（２０ａ）から送られてくる排気ガスをＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成した孔部（１６ａ）を通過させ、ＥＧＲ還元合流筒（１６）の孔部（１６ａ）を通過する排気ガスの出口部（１６ｂ）をＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成し、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）内で、前記排気ガスの一部とＥＧＲ還元合流筒（１６）に送られてくる大気中の空気を合流させるように構成し、排気ガスの一部は排気マニホールド（１７）からＥＧＲ還元筒（１８）を通過して前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）へ送られる構成とし、前記ＥＧＲ還元筒（１８）はフライホイール（１３）の上方を通過させる構成とし、高圧燃料を蓄圧するコモンレール（１）はエンジン本体とＥＧＲ還元合流筒（１６）との間の空間部であって前記吸気マニホールド（２０）に取り付けたことを特徴とするディーゼルエンジンとしたものである。

【0007】

請求項２記載の発明では、前記フライホイール（１３）の上方であってエンジン側面に取り付けた第１ブラケット（２２）をエンジンのシリンダヘッド（２４）の上方に延長して構成し、排気ガス中の粒状化物質を除去するＤＰＦ（１４）を前記第１ブラケット（２２）で支持したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンとしたものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明は上述のごとく構成したので、排気ガスの一部を吸気側に還元する配管の損傷を防止できる。また、高圧燃料を蓄圧するコモンレールは、エンジン本体とＥＧＲ還元合流筒との間の空間部を利用して取り付けたので、コンパクトな構成となる。
また、ＤＰＦのメンテナンスが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図

【図2】エンジンの正面図

【図3】エンジンの右側面図

【図4】エンジンの左側面図

【図5】エンジンの背面図

【図6】エンジンの平面図

【図7】エンジンのＥＧＲ還元合流筒周辺の斜視図

【図8】ＤＰＦの支持構成斜視図

【図9】ＤＰＦの支持構成斜視図

【図10】吸気系と排気系の配管斜視図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。

【0011】

図１は、蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関に適用されるものであるが、ガソリン機関でもよい。そして、蓄圧式燃料噴射装置は、噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１と、このコモンレール１に取り付けられる圧力センサ２と、燃料タンク３より汲み上げた燃料を加圧して燃料制御弁４０で供給燃料の量を調整してコモンレール１に圧送する高圧ポンプ４と、燃料の供給量を検出する燃料センサ４１と、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料をエンジンＥのシリンダー５内に噴射する燃料噴射ノズル６と、前記高圧ポンプ４と燃料制御弁４０と燃料噴射ノズル６等の動作を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１００等から構成される。また、シリンダー５には燃料を通電によって加熱するグロープラグ３９が設けられ、ＥＣＵ１００でオン・オフを制御する。

【0012】

このように、コモンレール１は、エンジンＥの各シリンダー５へ噴射する燃料圧を要求された圧力とするものである。

【0013】

前記燃料タンク３内の燃料は吸入通路により燃料フィルター７を通してエンジンＥで駆動される高圧ポンプ４に吸入され、この高圧ポンプ４によって加圧され駆動負荷によってＥＣＵ１００で制御された燃料制御弁４０で供給量が調整された高圧燃料は燃料センサ４１で供給量が計測されて吐出通路８によりコモンレール１に導かれて蓄えられる。
コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒数分の燃料噴射ノズル６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各シリンダーの燃料噴射ノズル６が作動して、高圧燃料がエンジンＥの各シルンダー５室内に噴射供給され、各燃料噴射ノズル６での余剰燃料（リターン燃料）は各リターン通路１０により共通リターン通路１０ａへ導かれ、このリターン通路１０ａによって燃料タンク３へ戻される。

【0014】

また、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御するため高圧ポンプ４に圧力制御弁１１が設けられており、この圧力制御弁１１はＥＣＵ１００からのデューティ信号によって、高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料のリターン通路１０の流路面積を調整してコモンレール圧を制御することができる。

【0015】

具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧力センサ２により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してコモンレール圧をフィードバック制御する構成としている。

【0016】

燃料制御弁４０は出力設定によって供給する燃料を制御するが、起動後のエンジン負荷が高い間は供給量を安定アイドリング時の供給量(例えば、２５ｍｇ／ｓｔ)よりも多くしている。

【0017】

さらに、シリンダー５には、内部を暖めるグロープラグ３９を設けており、起動時の通電によって暖めるようにしている。

【0018】

図２はエンジン（４サイクルディーゼルエンジン）の正面図、図３はエンジンの右側面図、図４はエンジンの左側面図、図５はエンジンの背面図、図６はエンジンの平面図を示している。図７は後述するＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６周辺の斜視図である。
符号１２は冷却ファン、符号１３はフライホイールである。
過給器ＴＢの吸気タービンにより過給された空気は、エアクリーナー矢印Ｆに沿ってエンジン上方の吸気筒１５を経由してＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６に送られる。吸入空気はＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６内で排気ガスの一部と合流する。
排気ガスは排気マニホールド１７から過給機ＴＢに送られるが、排気ガスの一部はＥＧＲ還元筒１８から前記ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６へ送られる。ＥＧＲ還元筒１８はフライホイール１３の上方を通過している。
また、過給機ＴＢからＥＧＲ還元筒１８へ送られない排気ガスは、排気筒１９からディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）１４へ送られ、その後マフラーから大気中に放出される。ＤＰＦ１４は粒状化物質（ＰＭ）を捕集するためのものであり、ＤＰＦ１４内に粒状化物質（ＰＭ）が所定量以上堆積すると、吸気を絞ったりポスト噴射を行って粒状化物質（ＰＭ）を焼き飛ばす再生を行う必要がある。
前記コモンレール１は吸気マニホールド２０に対してボルト２１ａとボルト２１ｂで取り付ける構成としている。これにより、コモンレール１の取付場所を確保できて、狭いスペースを有効利用できる。また、前記ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６とエンジン本体との間に空間部にコモンレール１を配置しているので、コンパクトな構成となる。
図８と図９はＤＰＦ１４の支持構成を示している。フライホイール１３の上方であってエンジン本体に第１ブラケット２２を取り付け、このブラケット２２をエンジンのシリンダヘッド２４よりも上方に延長してＤＰＦ１４を支持する構成としている。また、シリンダヘッド２４の上方に第２ブラケット２３を設けてＤＰＦ１４を支持する構成としている。第２ブラケット２３の一方側はピン２３ａで支持され、第２ブラケット２３の他方側は第２ブラケット２３自体をエンジン本体に取り付ける構成としている。第２ブラケット２３に支持フランジ２４ａと２４ｂでＤＰＦ１４を支持する構成としている。
これにより、ＤＰＦ１４はエンジンの上方に配置されているためメンテナンスが容易となる。また、ＤＰＦ１４を安定して支持可能となる。
図１０は前記ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６の断面を示している。吸入空気は矢印２５の流れでＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６から吸気マニホールド２０内に流れる構成としている。排気ガスの一部は、ＥＧＲ還元筒１８から吸気マニホールド２０に形成された孔部２０ａとＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６に形成された孔部１６ａを経由して出口部１６ｂから出ることで、ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６内で吸入空気を合流する構成としている。
これにより、エンジン本体の側面からＥＧＲ回路の配管を無くすことができるので、ＥＧＲ回路の配管の損傷を防止でき、簡素な構成となる。また、部品点数も少なくなりコストダウンとなる。
トラクターやコンバイン等の農作業機を始めその他の作業車両にも利用可能である。

【符号の説明】

【0019】

１ コモンレール
１３ フライホイール
１４ ＤＰＦ
１６ ＥＧＲ還元合流筒
１６ａ ＥＧＲ還元合流筒の孔部
１６ｂ 排気ガスの出口部
１７ 排気マニホールド
１８ ＥＧＲ還元筒
２０ 吸気マニホールド
２０ａ 吸気マニホールドの孔部
２２ 第１ブラケット
２４ シリンダヘッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】