(57)【要約】【課題】過給機及びその関連部品をコンパクトにレイアウトする。【解決手段】エンジン１の上部にヘッドカバー８が設けられ、エンジン１の一側部に過給機６０が設けられる。ヘッドカバー８と過給機６０とが側面視において少なくとも一部が重複する。過給機６０の吸気側入口６２ａに接続される吸気管９１，９２の少なくとも一部がヘッドカバー８の上方に配置される。【選択図】図１６
2020197219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの上部にヘッドカバーが設けられ、前記エンジンの一側部に過給機が設けられるエンジン装置において、
前記ヘッドカバーと前記過給機とが側面視において少なくとも一部が重複し、
前記過給機の吸気側入口に接続される吸気管の少なくとも一部が前記ヘッドカバーの上方に配置されるエンジン装置。
【請求項２】
前記吸気管は曲がり部を有し、前記曲がり部より下流側部分が前記エンジンの前後方向に配管されて前記過給機の前記吸気側入口に接続され、前記曲がり部より上流側部分が前記エンジンの左右方向に配管される請求項１に記載のエンジン装置。
【請求項３】
前記吸気管の前記上流側部分は、前記過給機が設けられる前記エンジンの左右一側部側から左右他側部側に向かって上方へ傾斜している請求項２に記載のエンジン装置。
【請求項４】
燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気系に還元するためのブローバイガス導出口が前記ヘッドカバーに設けられ、
ブローバイガス戻し管が前記ブローバイガス導出口から前記エンジンの前後方向に延設されて前記吸気管に接続されるとともに、前記吸気管側に向かって上方に傾斜している請求項２又は３に記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、過給機を備えたエンジン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジン出力の向上や燃費改善を目的として、エンジンのシリンダ内の空気密度を増大させるべく、排気エネルギーにより新気を圧縮させる過給機がエンジン装置に搭載される（特許文献１参照）。ディーゼルエンジンにおいては、高密度の空気を大量にシリンダ内に供給することで多量の燃料を燃焼させて、エンジン出力やエンジントルクを増大させるだけでなく、燃料と空気の混合を促進させることにより予混合燃焼を抑制して、ＮＯｘ（窒素酸化物）排出量の低減も図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３３７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンの搭載スペースは搭載対象の作業車両（建設機械や農作業機等）によって様々だが、近年は、軽量化やコンパクト化の要請で、搭載スペースに制約がある（狭小である）ことが多い。このため、エンジンの構成部品をコンパクトにレイアウトする必要がある。特に、小排気量のエンジンに過給機を搭載する場合、エンジン表面で過給機が占める割合が大きくなるので、過給機及びその関連部品をコンパクトにレイアウトする必要がある。
【０００５】
本願発明は、上記のような現状を検討し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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明にかかるエンジン装置は、エンジンの上部にヘッドカバーが設けられ、前記エンジンの一側部に過給機が設けられるエンジン装置であって、前記ヘッドカバーと前記過給機とが側面視において少なくとも一部が重複し、前記過給機の吸気側入口に接続される吸気管の少なくとも一部が前記ヘッドカバーの上方に配置されるものである。
【０００７】
本願発明のエンジン装置において、例えば、前記吸気管は曲がり部を有し、前記曲がり部より下流側部分が前記エンジンの前後方向に配管されて前記過給機の前記吸気側入口に接続され、前記曲がり部より上流側部分が前記エンジンの左右方向に配管されるようにしてもよい。
【０００８】
さらに、本願発明のエンジン装置は、例えば、前記吸気管の前記上流側部分は、前記過給機が設けられる前記エンジンの左右一側部側から左右他側部側に向かって上方へ傾斜しているようにしてもよい。
【０００９】
また、本願発明のエンジン装置は、例えば、燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気系に還元するためのブローバイガス導出口が前記ヘッドカバーに設けられ、ブローバイガス戻し管が前記ブローバイガス導出口から前記エンジンの前後方向に延設されて前記吸気管に接続されるとともに、前記吸気管側に向かって上方に傾斜しているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明のエンジン装置によって、過給機に接続される吸気管をエンジンの上記前後一側面から突設させることなくコンパクトにレイアウトできる。例えば、エンジンの前後一側面側に配置される冷却ファンやファンシュラウド、ラジエータなどのエンジン構成部品と、過給機の吸気側入口との間の空間が狭い場合であっても、本願発明のエンジン装置は、吸気管がヘッドカバーの上方へ延設されているので、エアクリーナにつながる配管を吸気管に接続する空間を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】エンジンの正面図である。
【図２】エンジンの背面図である。
【図３】エンジンの左側面図である。
【図４】エンジンの右側面図である。
【図５】エンジンの平面図である。
【図６】エンジンを斜め前方から見た斜視図である。
【図７】エンジンを斜め後方から見た斜視図である。
【図８】弁腕室一体型吸気マニホールドを一部断面で示す平面図である。
【図９】弁腕室一体型吸気マニホールドの左側断面図である。
【図１０】弁腕室一体型吸気マニホールドの背面断面図である。
【図１１】弁腕室一体型吸気マニホールドを断面で示す斜視図である。
【図１２】弁腕室一体型吸気マニホールドの弁腕室及びブローバイガス還元装置を断面で示す斜視図である。
【図１３】弁腕室一体型吸気マニホールドを底面側から見た斜視図である。
【図１４】ブローバイガス還元装置を断面で示す斜視図である。
【図１５】吸気管周辺の構成を示す平面図である。
【図１６】吸気管周辺の構成を示す正面図である。
【図１７】吸気管周辺の構成を示す斜視図である。
【図１８】弁腕室一体型吸気マニホールド、吸気管及びブローバイガス戻し管を示す斜視図である。
【図１９】吸気管及びブローバイガス戻し管を断面で示す斜視図である。
【図２０】排気系構成部品を示す左側面図である。
【図２１】排気系構成部品を示す斜視図である。
【図２２】排気系構成部品の取付構造を示す分解斜視図である。
【図２３】排気系構成部品とともにシリンダブロックを一部断面で示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、図１〜図７を参照しながら、エンジン（エンジン装置）１の概略構造について説明する。なお、以下の説明では、出力軸３に沿う両側部（出力軸３に沿った両側部）を左右、冷却ファン９配置側を前側（一側部側）、フライホイル１１配置側を後側、排気マニホールド７配置側を左側（一方の側部側）、燃料噴射ポンプ装置１４配置側を右側（他方の側部側）と称し、これらを便宜的に、エンジン１における四方及び上下の位置関係の基準としている。
【００１３】
図１〜図７に示すように、例えば建設土木機械や農作業機といった作業機に搭載される原動機としてのエンジン１は、出力軸３（クランク軸）とピストン（図示省略）と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上にシリンダヘッド５を搭載している。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の上面に弁腕室一体型吸気マニホールド８（ヘッドカバー）を配置する。弁腕室一体型吸気マニホールド８は、左寄り部位に前後方向に延伸配置された吸気マニホールド部６と、右寄り部位に前後方向に延伸配置された弁腕室部９０を備えている。すなわち、シリンダヘッド５上方において、エンジン１の出力軸３に対して、左側に吸気マニホールド部６が配置され、右側（排気マニホールド７寄り）に弁和室９０が配置される。なお、弁腕室部９０は、シリンダヘッド５上面部に設ける吸気弁及び排気弁（図示省略）などを覆っている。
【００１４】
エンジン１において出力軸３と交差する一側面、具体的にはシリンダブロック４の前面側に、冷却ファン９を設ける。シリンダブロック４の後面側にマウンティングプレート１０を設ける。マウンティングプレート１０に重なるようにフライホイル１１を配置する。出力軸３にフライホイル１１を軸支する。作業機の作動部に出力軸３を介してエンジン１の動力を取り出すように構成している。また、シリンダブロック４の下方にはオイルパン１２が配置されている。オイルパン１２内の潤滑油は、シリンダブロック４の右側面に配置されたオイルフィルタ１３を介して、エンジン１の各潤滑部に供給される。オイルパン１２は間座７１を介してシリンダブロック４に連結されている。間座７１は、シリンダブロック４の後端部からギヤケース５４の下方まで延設されている。シリンダブロック４前面に連結されるギヤケース５４は間座７１とも連結されている。
【００１５】
シリンダヘッド５の上面の右側部位にインジェクタ（燃料噴射弁）１５を設ける。本実施形態の例では、３気筒分のインジェクタ１５を備えている。以下、本実施形態では、３気筒のエンジン１を例に挙げて説明するが、本願発明のエンジン装置における気筒数は３気筒に限定されるものではない。各インジェクタ１５に、燃料噴射ポンプ装置１４及び燃料フィルタ１７を介して、作業機に搭載される燃料タンク（図示省略）を接続する。シリンダヘッド５の前面の左側部位に前側吊下げ金具５５の基端部がボルト締結されている。前側吊下げ金具５５は後述するオルタネータ２３の支持部材を兼ねている。
【００１６】
シリンダブロック４の右側面のうちオイルフィルタ１３の上方（吸気マニホールド部６の下方）に、シリンダブロック４内の燃焼室内に燃料を供給するための燃料噴射ポンプ装置１４が取り付けられている。燃料噴射ポンプ装置１４は、各インジェクタ１５に燃料噴射管３６を介して燃料を供給する噴射ポンプ本体３２と、燃料噴射量を調節するガバナを収容したガバナ収容ケース３３と、ガバナの動作を制御するアクチュエータ部３４と、燃料を送液する燃料フィードポンプ３５を備えている。ガバナ収容ケース３３は噴射ポンプ本体３２の後面に着脱可能にボルト締結される。アクチュエータ部３４はガバナ収容ケース３３の後面に着脱可能にボルト締結される。燃料フィードポンプ３５は噴射ポンプ本体３２の右側面に着脱可能にボルト締結されている。
【００１７】
燃料噴射ポンプ装置３３は、噴射ポンプ本体３２の前面がギヤケース５４の後面に着脱可能にボルト締結され、ガバナ収容ケース３３の後面がＬ字状のポンプ装置ブラケット４１を介してシリンダヘッド５右側面の後側部位に着脱可能にボルト締結されて、エンジン１に取り付けられている。なお、シリンダブロック４前面の下側部位に取り付けられたギヤケース５４にはクランクギヤ、カムギヤ、ポンプギヤ、アイドルギヤ等を含むギヤトレイン（図示は省略）が収容されている。
【００１８】
燃料フィードポンプ３５の駆動にて、燃料タンク（図示は省略）内の燃料が燃料フィードポンプ３５から燃料送り管３７、燃料フィルタ１７、燃料中継管３８を介して噴射ポンプ本体３２に送り込まれる。そして、噴射ポンプ本体３２から各インジェクタ１５に燃料噴射管３６を介して燃料が供給される。噴射ポンプ本体３２と燃料フィルタ１７の間に燃料戻り管３９が接続されている。燃料戻り管３９にはインジェクタ１５の余剰燃料を戻す燃料戻り管４０が噴射ポンプ本体３２近傍位置で合流されている。エンジン１の余剰燃料は、燃料戻り管３９，４０や、燃料フィルタ１７上部に設けられた燃料戻り管継手５７等を介して燃料タンク（図示は省略）に戻される。シリンダヘッド５の後面の右側部位に後側吊下げ金具５６の基端部がボルト締結されている。後側吊下げ金具５６の上部右側面の燃料フィルタ１７が着脱可能にボルト締結されている。
【００１９】
マウンティングプレート１０にエンジン始動用スタータ１８を設けている。エンジン始動用スタータ１８のピニオンギヤはフライホイル１１のリングギヤに噛み合っている。エンジン１を始動させる際は、エンジン始動用スタータ１８の回転力にてフライホイル１１のリングギヤを回転させることによって、出力軸３が回転開始する（いわゆるクランキングが実行される）。
【００２０】
シリンダヘッド５の前面側（冷却ファン９側）には、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。エンジン１の左側、具体的には冷却水ポンプ２１の左側方に、エンジン１の動力にて発電する発電機としてのオルタネータ２３が設けられている。出力軸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及びオルタネータ２３が駆動する。作業機側に搭載されるラジエータ１９内の冷却水が、冷却水ポンプ２１の駆動によって、シリンダブロック４内部及びシリンダヘッド５内部に供給され、エンジン１を冷却する。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内通路、冷却水中継パイプ８１，８２を介して、オイルフィルタ１３の根本に配置されたオイルクーラ８３に流される。
【００２１】
図３及び図４に示すように、シリンダブロック４の左右側面の各下側部位には、２つのエンジンマウント取付部２４が前後にそれぞれ設けられている。各エンジンマウント取付部２４には、例えば防振ゴムを有するエンジンマウント（図示省略）をそれぞれボルト締結可能である。実施形態では、作業機における左右一対のエンジン支持シャーシ２５にシリンダブロック４を挟持させ、エンジンマウント（図示省略）を介してエンジンマウント取付部２４を各エンジン支持シャーシ２５にボルト締結することによって、作業機の両エンジン支持シャーシ２５がエンジン１を支持する。
【００２２】
なお、左右一対のエンジン支持シャーシ２５には、ファンシュラウド２０を背面側に取り付けたラジエータ１９を、エンジン１の前面側に位置するように立設する。ファンシュラウド２０は、冷却ファン９の外側（外周側）を囲っていて、ラジエータ１９と冷却ファン９を連通させている。冷却ファン９の回転によって、冷却風はラジエータ１９に吹き当たり、その後、ラジエータ１９からファンシュラウド２０を経由してエンジン１に向けて流れる。
【００２３】
吸気マニホールド部６の入口部には、吸気中継管６６、ターボ過給機６０のコンプレッサケース６２、吸気管９１，９２等を介してエアクリーナ（図示省略）を連結する。エアクリーナに吸い込まれた新気（外部空気）は、エアクリーナにて除塵及び浄化された後、吸気管９１，９２、コンプレッサケース６２（詳細は後述する）及び吸気中継管６６を介して吸気マニホールド部６に送られ、エンジン１の各気筒に供給される。
【００２４】
上記の構成において、エアクリーナから吸気管９１，９２に新気を供給する一方、弁腕室一体型吸気マニホールド８に設けられたブローバイガス導出口６７からブローバイガス戻し管６８を介して第１吸気管９１にブローバイガスが合流される。上述のように、弁腕室一体型吸気マニホールド８は、弁腕室一体型吸気マニホールド８左寄り部位に形成された吸気マニホールド部６と弁腕室一体型吸気マニホールド８右寄り部位に形成された弁腕室部９０が一体成形されたものである。また、弁腕室部９０の上面に、ブローバイガスから潤滑油を分離するブローバイガス還元装置６９が突設されている。ブローバイガス還元装置６９に設けられたブローバイガスを第１吸気管９１に戻して再び燃焼室に送ることにより、排気ガスや未燃焼の混合気を含むブローバイガスが大気に放出されないようにしている。
【００２５】
シリンダヘッド５の左側方で排気マニホールド７の上方には、ターボ過給機６０を配置する。ターボ過給機６０は、タービンホイル内蔵のタービンケース６１と、ブロアホイル内蔵のコンプレッサケース６２と、タービンケース６１とコンプレッサケース６２の連結部分であるセンターハウジング６３を備えている。センターハウジング６３の上部に、シリンダブロック４内部の潤滑油送り通路７９（図２３参照）から分岐されてセンターハウジング６３内の回転部品に潤滑油を注油する潤滑油送り管６４（注油管）が連結されている。センターハウジング６３の下部に、センターハウジング６３内に注油された潤滑油をシリンダブロック４内部の潤滑油戻り通路（図示省略）に戻す潤滑油戻り管６５が連結されている。
【００２６】
排気マニホールド７の排気ガス出口部にタービンケース６１の排気側入口６１ａを連結する。すなわち、エンジン１の各気筒から排気マニホールド７に排出された排気ガスはターボ過給機６０を経由して外部に放出される。なお、タービンケース６１の排気側出口６１ｂに排気管を介して例えば消音器やテールパイプを連結し、ターボ過給機６０の排気側出口６１ｂから消音器やテールパイプを介して排気ガスを外部に排出する。
【００２７】
コンプレッサケース６２の吸気入口６２ａ（過給機の吸気側入口）側は、第２吸気管９２及び第１吸気管９１等を介してエアクリーナ（図示省略）の新気流出側に接続される。コンプレッサケース６２の吸気出口６２ｂ（過給機の吸気側出口）側は、吸気中継管６６を介して弁腕室一体型吸気マニホールド８の吸気マニホールド部６に接続される。すなわち、エアクリーナにて除塵された新気は、コンプレッサケース６２から吸気中継管６６を介して吸気マニホールド部６に送られ、その後、エンジン１の各気筒に供給される。
【００２８】
次に、図８〜図１４を参照して、弁腕室一体型吸気マニホールド８の構成について説明する。弁腕室一体型吸気マニホールド８は、上述のように、左寄り部位に前後方向に延伸配置された吸気マニホールド部６（吸気マニホールド）と、右寄り部位に前後方向に延伸配置された弁腕室部９０（弁腕室）を備えている。弁腕室一体型吸気マニホールド８は、吸気マニホールド部６と弁腕室部９０を隔壁１０１で仕切ることで、吸気マニホールド部６と弁腕室部９０を互いに閉鎖した空間としている。
【００２９】
吸気マニホールド部６の上面は吸気蓋部１０２で覆われている。吸気蓋部１０２は吸気マニホールド部６の側壁上面に２箇所でビス止めされるとともに、吸気マニホールド部６を介してシリンダヘッド５に６箇所でボルト締結される。なお、弁腕室一体型吸気マニホールド８は、弁腕室部９０側の周縁部位の３箇所でもシリンダヘッド５にボルト締結されている。
【００３０】
吸気蓋部１０２の上面に吸気入口１０３が上方に向けて突設されている。また、吸気マニホールド部６の底面に、シリンダヘッド５上面に設けられた３気筒分の吸気導入口に接続される３つの吸気出口１０４がエンジン１の前後方向に並んで形成されている。吸気マニホールド部６の右側面に、２つのインジェクタ設置用凹部１２５が設けられている。インジェクタ設置用凹部１２５は、隣り合う吸気出口１０４，１０４の間の位置に配置されている。すなわち、本実施形態の例では、吸気マニホールド８の吸気マニホールド部６において、エンジン１の出力軸３に沿う方向に、２つのインジェクタ設置用凹部１２５と３つの吸気出口１０４とが交互に配置されている。
【００３１】
インジェクタ設置用凹部１２５は、吸気マニホールド部６の底面側部位を右側面から隔壁１０１まで切り欠いて形成されている。シリンダヘッド５とインジェクタ設置用凹部１２５により、右側方が開口したインジェクタ１５設置用の空間が形成される。そして、インジェクタ設置用凹部１２５の下方において、インジェクタ１５がシリンダヘッド５に挿入されている。インジェクタ設置用凹部１２５の右側方が開放されているため、シリンダヘッド５右側方に設置された燃料噴射ポンプ装置１４及びインジェクタ１５それぞれを連結する燃料噴射管３６及び燃料戻り管３９，４０を短経路で配管できるとともに、その配管作業を簡単化できる。
【００３２】
弁腕室部９０の上部に、ブローバイガスを吸気系に還元するブローバイガス還元装置６９が突設されている。ブローバイガス還元装置６９は、弁腕室一体型吸気マニホールド８の上面の一部が上方に向けて膨出されたガス導出部１１１を備えている。ガス導出部１１１の上面部にガス調圧弁１１２が配置されている。また、ガス導出部１１１の左側面にブローバイガス導出口６７が設けられている。
【００３３】
ガス導出部１１１の内部に、一部分が圧力制御室を兼ねるガス導出通路１１１ａと、ブローバイガス導出口６７に繋がるガス導出通路１１１ｂが形成されている。ガス導出通路１１１ａはガス導出部１１１の内部でガス導出部１１１の下方部位から上面部位へ延設されている。また、ガス導出通路１１１ａの一部分は、ガス導出部１１１の上面部位でガス導出通路１１１ｂの開口の周囲を囲うように円環状に形成されて圧力制御室を兼ねている。ガス導出通路１１１ｂはガス導出部１１１の上面部位から下方側へ導かれた後、ガス導出部１１１の左側面側へ屈曲されてブローバイガス導出口６７に接続されている。
【００３４】
ガス調圧弁１１２は弁ケース１２２と圧力制御用のダイアフラム１２３を備えている。弁ケース１２２はガス導出部１１１の上面部に配置されている。ダイアフラム１２３の弁体１２４は、圧力制御室を兼ねるガス導出通路１１１ａとブローバイガス導出口６７に繋がるガス導出通路１１１ｂの間に配置されている。ガス導出通路１１１ａとガス導出通路１１１ｂの間の流通は、通常は弁体１２４により遮断されており、導出通路１１１ａ内の圧力が一定圧以上になるとダイアフラム１２３が上方へ押圧されて弁体１２４が上方へ移動して開弁し、導出通路１１１ａ，１１１ｂが繋がるように構成されている。
【００３５】
弁腕室部９０内で、ガス導出部１１１の底部に、ガス導入室１１３と内部通路１１４が形成されている。ガス導入室１１３には、エンジン１の燃焼室などからシリンダヘッド５上面側に漏れ出たブローバイガスが取り込まれる。内部通路１１４はガス導出通路１１１ａとガス導入室１１３の間を接続する。また、ガス導出部１１１の底部に遮蔽板１１５がビス１１７により固定されている。弁腕室部９０の上面側に対してガス導入室１１３と内部通路１１４の底面側が遮蔽板１１５にて閉塞されている。
【００３６】
遮蔽板１１５に設けられたガス導入室１１３の底面側開口に筒状のガス導入部１１６が固着されている。ガス導入部１１６は弁腕室部９０内で左側面内壁に近接されている。ガス導入部１１６のガス出口はガス導入室１１３内に配置されている。また、ガス導入部１１６のガス入口は弁腕室部９０内でシリンダヘッド５寄りの位置に配置されている。ガス導入部１１６は、上端部に蓋部材を備え、シリンダヘッド５側から液状の潤滑油がガス導入室１１３に直接入るのを防止しながら、弁腕室部９０内のブローバイガスを弁腕室部９０内のシリンダヘッド５寄りの位置から上方のブローバイガス還元装置６９のガス導入室１１３内に導入する。
【００３７】
ガス導出部１１１の底部には、ガス導入室１１３と内部通路１１４の間を仕切る仕切り壁１１８が設けられている。仕切り壁１１８はブローバイガス還元装置６９の周壁１１９と離間して設けられており、仕切り壁１１８と周壁１１９の間にガス導入室１１３と複数の内部通路１１４を形成する。複数の内部通路１１４は迷路状に配置されてラビリンス構造を形成する。
【００３８】
仕切り壁１１８と周壁１１９の間の２箇所に、ブローバイガス中のミスト状潤滑油を捕らえる例えばスチールウール等のオイルトラップ材１２０がそれぞれ配置されている。この実施形態では仕切り壁１１８を挟んでエンジン１前後方向にオイルトラップ材１２０がそれぞれ配置されている。オイルトラップ材１２０はガス導入室１１３と内部通路１１４との間に配置されている。
【００３９】
図９に示すように、ガス導入室１１３の内部上面に、下方へ垂れ下がって突設された梁状仕切り壁１２１がガス導入部１１６を挟んで２箇所に設けられている。梁状仕切り壁１２１は、オイルトラップ材１２０とガス導入室１１３との間でオイルトラップ材１２０よりも上方位置に架設されている。周壁１１９とオイルトラップ材１２０上面と梁状仕切り壁１２１で囲まれた空間はブローバイガスが流通する内部通路１１４の一部分を構成する。
【００４０】
弁腕室部９０内のブローバイガスは、ガス導出部１１１からブローバイガス還元装置６９内に導入され、ガス導入室１１３、迷路状の内部通路１１４、ガス導出通路１１１ａ、ダイアフラム１２３の弁体１２４及びガス導出通路１１１ｂを介して、各通路やオイルトラップ材１２０で潤滑油成分等が除去されながら、ブローバイガス導出口６７に送られる。潤滑油成分等が除去されたブローバイガスは、ブローバイガス導出口６７からブローバイガス戻し管６８を介して吸気系に還元される（図６参照）。
【００４１】
この実施形態のエンジン１では、吸気マニホールド部６と弁腕室部９０とで一体に構成された弁腕室一体型吸気マニホールド８がシリンダヘッド５上面に配置されているので、吸気マニホールド部６と弁腕室部９０をコンパクトにレイアウトできる。さらに、ブローバイガス還元装置６９が弁腕室部９０上部に突設されるとともに、ブローバイガス還元装置６９の側面に設けられたブローバイガス導出口６７に接続したブローバイガス戻し管６８（ガス管路）によりブローバイガスをターボ過給機６０の吸気側入口６２ａに導出させるようにしたので、ターボ過給機６０とブローバイガス還元装置６９を近設配置してコンパクトにレイアウトできる。
【００４２】
さらに、ブローバイガス還元装置６９の側面にブローバイガス導出口６７を設けることにより、ブローバイガス導出口６７に接続されるブローバイガス戻し管６８の配置に自由度を与えることができる。さらに、ブローバイガス還元装置６９が弁腕室部９０上部に突設されていることにより、ブローバイガス還元装置６９の配置により弁腕室部９０内部の容積が小さくなることを抑制できる。これにより、弁腕室部９０の容積、ひいては弁腕室一体型吸気マニホールド８の外形寸法を大幅には増加させることなく、ターボ過給機６０の搭載に伴うブローバイガス増加に対して十分な弁腕室容積を確保できる。
【００４３】
さらに、ブローバイガス還元装置６９の側面に設けられたブローバイガス導出口６７とターボ過給機６０を近接配置できることにより、ブローバイガス戻し管６８のレイアウトが容易であるとともに配管長さを短くできる。ブローバイガス戻し管６８の長さを短くすることにより、ブローバイガス戻し管６８の凍結や折れ曲がり等によるブローバイガス戻し管６８の閉塞状態を回避することができる。
【００４４】
また、この実施形態のエンジン１では、ブローバイガス還元装置６９内の複数の内部通路１１４は迷路状のラビリンス構造を構成しているので、ブローバイガス還元装置６９内に上記ラビリンス構造を形成して、弁腕室部９０の容積、ひいては弁腕室一体型吸気マニホールド８の外形寸法を大幅には増加させずにラビリンス構造をコンパクトな構成にできるとともに、ブローバイガスに含まれる潤滑油や未燃焼燃料等を上記ラビリンス構造により除去できる。
【００４５】
また、この実施形態のエンジン１では、ガス導入室１１３と内部通路１１４の間を仕切る仕切り壁１１８とブローバイガス還元装置６９の周壁１１９の間にオイルトラップ材１２０が配置されているので、仕切り壁１１８を迂回してガス導入部１１６のガス出口から内部通路１１４へ流れるブローバイガスがオイルトラップ材１２０を通過するようにすることができ、ブローバイガスに含まれる潤滑油等をオイルトラップ材１２０により除去できる。
【００４６】
また、この実施形態のエンジン１では、オイルトラップ材１２０とガス導入室１１３との間でオイルトラップ材１２０よりも上方位置に架設された梁状仕切り壁１２１と、オイルトラップ材１２０上面と、周壁１１９とで囲まれた空間を内部通路１１４の一部としているので、ブローバイガスがガス導入部１１６のガス出口からガス導入室１１３及びオイルトラップ材１２０内部を通過してオイルトラップ材１２０上面側へ流通するようにすることができ、ブローバイガスに含まれる潤滑油等をオイルトラップ材１２０により除去できる。
【００４７】
次に、図１５〜図１９を参照して吸気管及びその周辺の構成について説明する。この実施形態のエンジン１において、エアクリーナ（図示省略）に一端（上流側）が接続される第１吸気管９１は冷却ファン９とブローバイガス導出口６７の間の位置に配置されている。具体的には、第１吸気管９１はエンジン１前側（前後一側面側）において冷却水ポンプ２１の上方位置に配置されている。第１吸気管９１の一端は新気流入口９１ａを構成する。
【００４８】
第１吸気管９１は例えば金属製であり、外観が略Ｔ字状を有している。第１吸気管９１の新気流入口９１ａはエンジン１右側（左右他側面側）に向けて開口されている。新気流入口９１ａに対向して第１吸気管９１の他端（下流側）に設けられた新気流出口９１ｂはエンジン１左側（左右一側面側）に向けて開口されている。新気流入口９１ａと新気流出口９２ｂの間の第１吸気管９１の外観は直線状の略円筒形を有する。
【００４９】
第１吸気管９１の外周面に、略円筒状の接続部９１ｃが外側へ突出して一体成形されている。接続部９１ｃは第１吸気管９１中央部の新気流出口９１ｂ寄りの部位に設けられる。接続部９１ｃの先端側のブローバイガス流入口９１ｄはブローバイガス導出口６７側（エンジン１後側）に向けて開口されている。ブローバイガス流入口９１ｄに、ブローバイガス導出口６７に一端が接続されたブローバイガス戻し管６８の他端が接続される。
【００５０】
第１吸気管９１の新気流出口９１ｂは、第２吸気管９２の一端に設けられた新気流入口９２ａに接続されている。第２吸気管９２は例えば樹脂製であり、略Ｌ字状を有している。第２吸気管９２の他端に設けられた新気流出口９２ｂはターボ過給機６０のコンプレッサケース６２の吸気入口６２ａに接続されている。コンプレッサケース６２の吸気入口６２ａは冷却ファン９側に向けて開口されている。第２吸気管９２は、湾曲部に対して一端９２ａ側が長く、他端９２ｂ側が短く形成されている。
【００５１】
このように、この実施形態のエンジン１では、ターボ過給機６０の吸気入口６２ａに接続される第２吸気管９２の上流側部分及び第１吸気管９１が左右方向に配管されてエンジン１の右側面側へ延設されているので、ターボ過給機６０に接続される吸気管９１，９２をエンジン１の前側面から突設させることなくコンパクトにレイアウトできる。
【００５２】
ところで、従来、例えば３気筒以下の小排気量のエンジンに過給機が搭載される場合、過給機の吸気側入口に直線状の吸気管を取り付けると、エンジンの前後一側面側に配置される冷却ファンやファンシュラウド、ラジエータなどのエンジン構成部品と、過給機の吸気側入口との間の空間が狭くなって吸気管の取付けが困難になるときがあった。この実施形態のエンジン１は、エンジン１の前側に配置される冷却ファン９やファンシュラウド２０、ラジエータ１９（図３及び図４参照）などのエンジン構成部品と、ターボ過給機６０の吸気入口６２ａとの間の空間が狭い場合であっても、エアクリーナ（図示省略）につながる新気配管９９（図１７参照）を第１吸気管９１に接続する空間を確保できるとともに、第１吸気管９１への新気配管９９の取付け作業及び取外し作業の簡便性が向上する。
【００５３】
また、図１５〜図１８に示すように、ブローバイガス戻し管６８はブローバイガス導出口６７からエンジン１の前側へ向けて延設されて第１吸気管９１の接続部９１ｃに接続されるとともに、第１吸気管９１の接続部９１ｃ側に向かって上方に傾斜している。これにより、ブローバイガス戻し管６８の内壁に付着した潤滑油や未燃焼燃料が第１吸気管９１内へ流入するのを防止でき、エンジン１に供給される燃焼用空気（新気）への潤滑油等の混入や、ターボ過給機６０のコンプレッサケース６２等を含む吸気系経路内の潤滑油等による汚れを低減できる。さらに、一連の吸気管９１，９２の上流側部分が左右方向でエンジン１の右側面側へ延設されていることにより、第１吸気管９１の接続部９１ｃに接続されるブローバイガス戻し管６８をブローバイガス導出口６７から平面視で直線状に配置でき、ブローバイガス戻し管６８のレイアウトが容易であるとともに配管長さを短くできる。ブローバイガス戻し管６８の長さを短くすることにより、ブローバイガス戻し管６８の凍結や折れ曲がり等によるブローバイガス戻し管６８の閉塞状態を回避することができる。また、ブローバイガス戻し管６８は弁腕室一体型吸気マニホールド８の直上に配置されているので、エンジン１の放熱によってブローバイガス戻し管６８の凍結などによる閉塞状態を回避できる。また、ブローバイガス戻し管６８の大部分が正面視で第１吸気管９１と重なって配置されており、冷却ファン９に露出するブローバイガス戻し管６８の面積が小さいので、冷却風に起因するブローバイガス戻し管６８の凍結防止に寄与する。
【００５４】
図１５〜図１７に示すように、上面に吸気入口１０３を有する吸気マニホールド部６がシリンダヘッド５の上面に配置され、ターボ過給機６０の吸気出口６２ｂがエンジン１の右側面側へ斜め上方に向けて開口されている。吸気入口１０３と吸気出口６２ｂは吸気中継管６６により接続されている。吸気中継管６６は、吸気出口６２ｂからエンジン１の右側面側へ斜め上方に向けて延伸されてブローバイガス戻し管６８の上方へ導かれ、ブローバイガス戻し管６８の上方で水平方向に湾曲される。さらに、吸気中継管６６は、吸気マニホールド部６の前寄り部位の上方へ導かれるとともにエンジン１の後側へ湾曲され、さらに吸気入口１０３の上方へ導かれるとともに下方へ湾曲されて吸気入口１０３に接続されている。これにより、吸気マニホールドがシリンダヘッド側面に配置されている構成例や吸気入口が吸気マニホールド側面に配置されている構成例と比較して、吸気中継管６６の長さを短くして吸気抵抗を低減でき、ターボ過給機６０で得られる過給圧を損なうことなく、燃焼用空気をエンジン１に導入できる。さらに、ターボ過給機６０の吸気出口６２ｂと吸気マニホールド部６の吸気入口１０３がともに上方（斜め上方）に向けて開口されているので、吸気中継管６６のレイアウトが容易であるとともに、吸気中継管６６の取付け作業の簡便性が向上する。
【００５５】
図５、図６及び図１５〜図１７に示すように、吸気中継管６６は弁腕室一体型吸気マニホールド８の上方で、ブローバイガス戻し管６８の上方を通っている。これにより、吸気中継管６６をヘッドカバーから離してエンジン１の放熱に起因する燃焼用空気の温度上昇を抑制しながら、弁腕室一体型吸気マニホールド８上方の空間を有効利用して吸気中継管６６及びブローバイガス戻し管６８を配置できる。また、ブローバイガス戻し管６８を直線状に配置してブローバイガス戻し管６８の配管長さを短くすることもできる。
【００５６】
図１６及び図１７に示すように、冷却水ポンプ２１はサーモスタットを収容するサーモスタットケース８５を備えている。サーモスタットケース８５の上部に、ラジエータ１９につながる冷却水パイプと接続される冷却水出口２１ｂを有するサーモスタットカバー８６が設けられている。サーモスタットカバー８６は第１吸気管９１の下方に配置されている。サーモスタットケース８５及びサーモスタットカバー８６は冷却水ポンプ２１の一部分を構成している。
【００５７】
冷却水ポンプ２１は、ラジエータ１９（図３及び図４参照）に繋がる冷却水送り管８７と冷却水戻り管８８が接続される冷却水入口２１ａと冷却水出口２１ｂを備えている。冷却水入口２１ａは冷却水ポンプ２１の本体に設けられている。冷却水出口２１ｂはサーモスタットカバー８６に設けられている。冷却水入口２１ａ及び冷却水出口２１ｂは、ともにエンジン１右側面側に向けて開口されている。
【００５８】
図１６に示すように、一連の吸気管９１，９２の上流側部分は、エンジン１左側面側からエンジン１右側面側に向かって上方へ傾斜している。これにより、ターボ過給機６０の吸気入口６２ａの高さ位置、ひいてはターボ過給機６０自体の高さ位置を高くすることなく、ターボ過給機６０の高さ位置を抑えたコンパクトな構成でありながら、吸気管９１，９２の上流側部分の下方にエンジン１の他の構成部品、この実施形態では冷却水出口２１ｂを有するサーモスタットカバー８６の配置空間を確保できる。また、吸気管９１，９２の上流側部分に設けられる新気流入口９１ａとその下方に配置される他の構成部品、この実施形態ではサーモスタットカバー８６の間の空間を大きくすることができ、エアクリーナ（図示省略）につながる新気配管９９を第１吸気管９１の新気流入口９１ａに着脱する作業の際に作業者が手を入れる空間を確保して作業の簡便性を向上できる。
【００５９】
また、この実施形態のエンジン１では、第１吸気管９１の新気流入口９１ａと冷却水ポンプ２１の冷却水入口２１ａ及び冷却水出口２１ｂはエンジン１の右側面側に向けて開口されている。これにより、新気流入口９１ａに接続される新気配管９９、冷却水入口２１ａに接続される冷却水送り管８７及び冷却水出口２１ｂに接続される冷却水戻り管８８の取付け作業やメンテナンス作業をエンジン１の同一側部側（この実施形態ではエンジン１右側面側）から行うことができ、これらの作業の効率が向上する。
【００６０】
図１５及び図１９に示すように、第１吸気管９１の内部に隔壁９１ｅが形成されている。隔壁９１ｅは、新気流入口９１ａから新気流出口９１ｂに向かって形成されており、第１吸気管９１の内部空間を、新気流入口９１ａから新気流出口９１ｂにつながる新気流通空間９１ｆと、ブローバイガス流入口９１ｄから新気流出口９１ｂにつながるブローバイガス流通空間９１ｇに分離している。第１吸気管９１は、このような構造を有することから３方向弁とも呼ばれる。このような第１吸気管９１の構造により、ブローバイガス流入口９１ｄから第１吸気管９１に導入されるブローバイガスの新気流入口９１ａ側への逆流が抑制されている。
【００６１】
図１５〜図１７に示すように、本実施形態の例では、第１吸気管９１には温度センサ９３を取り付けるためのセンサ取付け座９４が形成されている。温度センサ９３は、センサ取付け座９４に取り付けられるとともにセンサ部分が第１吸気管９１内に挿入されて新気流通空間９１ｆ内を流通する空気温度を測定する。温度センサ９３のセンサ部分は、ブローバイガス流通空間９１ｇとは分離された新気流通空間９１ｆ内に配置されるので、ブローバイガスに含まれる潤滑油成分等によるセンサ部分の汚れが防止される。
【００６２】
次に、図２０〜図２３を参照して排気系部品及びその周辺の構成について説明する。排気マニホールド７の上面に設けられた排気ガス出口１３０（排気側出口）に、ターボ過給機６０の排気入口６１ａが連結されている。３気筒分の排気ガス入口１３１を有する排気マニホールド７はシリンダヘッド５の左側面に６本の取付けボルト１３２により固設されている。排気マニホールド７は、排気ガス入口１３１を上下方向で挟む２つのボルト挿通孔を排気ガス入口１３１の周囲部ごとに備えている。排気マニホールド７の底面側は排気ガス出口１３０の下方で前側分岐部位１３３と後側分岐部位１３４の二股状に形成されている。前側分岐部位１３３に１気筒分の排気ガス入口１３１が配置され、後側分岐部位１３４に２気筒分の排気ガス入口１３１が配置されている。
【００６３】
ターボ過給機６０のセンターハウジング６３に、潤滑油送り管６４と潤滑油戻り管６５が接続されている。潤滑油送り管６４の一端はシリンダブロック４の右側面の中央部後方寄り部位で、シリンダブロック４内部の潤滑油送り通路７９（図２３参照）に潤滑油導入継手１３５により接続されている。潤滑油送り管６４の他端は潤滑油導出継手１３６によりセンターハウジング６３の上部に接続されている。
【００６４】
潤滑油送り管６４は、潤滑油導入継手１３５から上方へ導かれた後、後ろ斜め上方向へ屈曲されてシリンダブロック４の右側面上端部後方寄り部位の近傍に導かれる。さらに、潤滑油送り管６４は、シリンダブロック４の上端部に沿ってシリンダブロック４の右側面から後側面を介して左側面側へ導かれる。潤滑油送り管６４の中途部は、シリンダヘッド５にボルト締結された配管係止部材１３７によりシリンダブロック４の後側面上端部に対向する位置で固定されている。シリンダブロック４の左側面側へ導かれた潤滑油送り管６４は、排気マニホールド７の後ろ側で上方へ屈曲された後、シリンダヘッド５の上面よりも高い位置へ導かれて前方へ屈曲されている。さらに、潤滑油送り管６４は、排気マニホールド７の後側分岐部位１３４の上方を通って排気ガス出口１３０と弁腕室一体型吸気マニホールド８の左側面の間の位置へ導かれ、そこから前斜め上方向へ導かれた後、左斜め上方向へ屈曲され、さらに略水平方向へ屈曲されて、ターボ過給機６０のセンターハウジング６３に取り付けられた潤滑油導出継手１３６に接続されている。
【００６５】
このように、潤滑油送り管６４は、エンジン１の右側面から左側面に向かってエンジン１の後側面を迂回して配管されるとともに、エンジン１の左側面において排気マニホールド７の後側方から排気マニホールド７の外周を迂回して排気マニホールド７の上方に向けて配管されており、エンジン１側面に沿ってコンパクトに配置されている。さらに、潤滑油送り管６４は排気マニホールド７の外周を迂回して配管されているので、潤滑油送り管６４が潤滑油導入継手１３５及び配管係止部材１３７によりエンジン１に取り付けられた状態であっても、排気マニホールド７の取付け作業時に潤滑油送り管６４が障害にならず、エンジン１の組立て作業の効率が向上する。
【００６６】
潤滑油戻り管６５の一端は、センターハウジング６３の下部にボルト締結される管フランジ部材１３８に接続され、他端は例えばゴム樹脂からなる弾性を有する弾性配管部材１３９を介して潤滑油戻し継手１４０に接続されている。潤滑油戻り管６５は、管フランジ部材１３８から下方へ導かれた後、後ろ斜め下方向へ屈曲されて排気マニホールド７の左側方かつ排気ガス出口１３０の下方へ導かれている。さらに、潤滑油戻り管６５は、排気マニホールド７の左側面に沿って前側分岐部位１３３と後側分岐部位１３４の分岐部位へ向かって右斜め下方向へ導かれ、排気マニホールド７の下方で右斜め前かつ右斜め下方向へ屈曲されてシリンダブロック４左側面近傍へ導かれ、さらに下方側へ屈曲されて弾性配管部材１３９の一端に接続されている。弾性配管部材１３９は円筒状であり、鉛直方向に配管されている。弾性配管部材１３９の他端は、シリンダブロック４の右側面中央部前寄り部位に配置された潤滑油戻し継手１４０に接続されている。潤滑油戻し継手１４０は左側方視でセンターハウジング６３の下方に配置されている。
【００６７】
この実施形態のエンジン１では、ターボ過給機６０からの潤滑油を抽出する潤滑油戻り管６５が排気マニホールド７底面における二股部分に沿って下方に向けて配管されているので、潤滑油戻り管６５をエンジン１の左側面に近接してコンパクトに配管できる。
【００６８】
ところで、近年、低燃費や低コスト化といった市場要求を背景に過給機追加による機関のコンパクト化が進み、小排気量過給機付機関の生産台数の大幅増加が見込まれる。これに対して、従来、小排気量産業用ディーゼルエンジンの過給機付仕様及び生産台数は少なく、当該エンジンに過給機を搭載する場合、過給機周辺部品の組立は自然吸気エンジンの延長として、排気マニホールド、過給機、潤滑油管と段階を踏むように設定されていた。したがって、過給機周辺部品の組立は、組立ラインから一旦過給機仕様用の別組立セルに入れて時間をかけて行われており、従来の組立方式では時間がかかるため要求される生産数に対応できない。
【００６９】
このような要求に対して、この実施形態のエンジン１では、排気マニホールド７、ターボ過給機６０及び潤滑油戻り管６５を仕組状態でエンジン１に組立できるように改善を施した。図２０に示すように、排気マニホールド７、ターボ過給機６０及び潤滑油戻り管６５の部品レイアウトは、排気マニホールド７のシリンダヘッド５への取付を阻害せぬよう、エンジン１の左側方から見て取付けボルト１３２を露出させている。また、排気マニホールド７、ターボ過給機６０及び潤滑油戻り管６５を仕組状態で、排気マニホールド７のボルト締付作業を作業者が１人でできるように、潤滑油戻り管６５は弾性配管部材１３９を介して潤滑油戻し継手１４０に接続されている。作業者は潤滑油戻し継手１４０を最初にシリンダブロック４に連結して、潤滑油戻り管６５、弾性配管部材１３９及び潤滑油戻し継手１４０を組立中の支えの一つとできるとともに、弾性配管部材１３９が変形することにより潤滑油戻り管６５の非可逆的な塑性変形を防止できる。
【００７０】
これにより、排気マニホールド７、ターボ過給機６０及び潤滑油戻り管６５を組み立てた組立部品を作業者が１人でエンジン１に組み付けることが容易になるとともに、排気系の当該組立部品を生産予定に合わせて予め組み立てておくことにより組立作業の集中化とライン作業のスムーズ化を図ることができる。さらに、過給機付仕様機関の自然吸気仕様からの組立工数増加をライン上で最小化でき、生産増に対応できる。さらに、過給機仕様専用の組立スペースで実施される組立工程を、排気マニホールド７、ターボ過給機６０及び潤滑油戻り管６５を組み立てた仕組部品や潤滑油送り管６４などの排気系部品の取付け工程に限ることで、組立現場の省スペース化を図ることができる。
【００７１】
なお、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。本願発明のエンジン装置は、例えば芝刈機、建設土木機械、農作業機及びエンジン発電機といった作業機に搭載される。
【符号の説明】
【００７２】
１  エンジン
４  シリンダブロック
５  シリンダヘッド
６  吸気マニホールド部（吸気マニホールド）
７  排気マニホールド
８  弁腕室一体型吸気マニホールド（ヘッドカバー）
１９  ラジエータ
２０  ファンシュラウド
２１  冷却水ポンプ
２１ａ  冷却水入口
２１ｂ  冷却水出口
６０  ターボ過給機
６１ａ  排気入口（排気側入口）
６１ｂ  排気出口
６２ａ  吸気入口（吸気側入口）
６２ｂ  吸気出口（吸気側出口）
６４  潤滑油送り管（注油管）
６５  潤滑油戻り管（戻り管）
６６  吸気中継管
６７  ブローバイガス導出口
６８  ブローバイガス戻し管
６９  ブローバイガス還元装置
９０  弁腕室部（弁腕室）
９１  第１吸気管
９１ａ  新気流入口
９２  第２吸気管
９２ｂ  新気流出口
１０１  隔壁
１３０  排気ガス出口（排気側出口）
１３１  排気ガス入口
１３９  弾性配管部材
【図１】
2020197219.tif 000003
【図２】
2020197219.tif 000004
【図３】
2020197219.tif 000005
【図４】
2020197219.tif 000006
【図５】
2020197219.tif 000007
【図６】
2020197219.tif 000008
【図７】
2020197219.tif 000009
【図８】
2020197219.tif 000010
【図９】
2020197219.tif 000011
【図１０】
2020197219.tif 000012
【図１１】
2020197219.tif 000013
【図１２】
2020197219.tif 000014
【図１３】
2020197219.tif 000015
【図１４】
2020197219.tif 000016
【図１５】
2020197219.tif 000017
【図１６】
2020197219.tif 000018
【図１７】
2020197219.tif 000019
【図１８】
2020197219.tif 000020
【図１９】
2020197219.tif 000021
【図２０】
2020197219.tif 000022
【図２１】
2020197219.tif 000023
【図２２】
2020197219.tif 000024
【図２３】
2020197219.tif 000025