(57)【要約】【課題】各種クーラがエンジンからの熱風に直接晒されて冷却効率が低下することを防止し、エンジン周囲に各種冷却手段を密集させることによりエンジン周囲に熱が溜まりやすくなることを防止する。【解決手段】エンジンブロック２９の一側方にコモンレール３５を配置したエンジン装置９において、エンジンブロック２９の上方に、各種冷却手段を集中して配設することにより、各種冷却手段及びエンジンブロックの冷却効率の低下を防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンブロックの一側方にコモンレールを配置したエンジン装置において、エンジンブロックの上方に、各種冷却手段を集中して配設したことを特徴とするエンジン装置。
【請求項２】
各種冷却手段としては、エンジンに供給する空気を空冷するインタークーラやエンジン用燃料を冷却する燃料クーラやラジエータ、各種の油圧シリンダ用オイルを冷却するオイルクーラ等から構成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
【請求項３】
各種冷却手段からの吸引風路を形成する冷却ファンは冷却手段よりも機体内側に配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多気筒用インジエクタに燃料を供給するコモンレールを備えたエンジンブロックの周辺に装備される各種機器部材の冷却機器の配置を考慮したエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多気筒用インジエクタに燃料を供給するコモンレールを備えたエンジン装置においては、その周辺にディーゼルエンジンの循環式冷却用のラジエータや油圧シリンダ用オイルを冷却するオイルクーラや燃料を冷却する燃料クーラ等の冷却手段が配置されており、これらの冷却手段の近傍には冷却ファンが設けられて、この冷却ファンによって吸引風路が形成されている。すなわち、冷却ファンの空気吸引作動によって各種の冷却手段から冷却ファンに向かって吸引風路が形成されて、吸引風路に位置する各種クーラの冷却手段が空冷による冷却機能を果たすように構成されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、従来のエンジン装置の構造において冷却用ファンでエンジンとラジエータとオイルクーラを同時に冷却する技術に対して、外気温の高い真夏の昼間に収穫作業を行う時の欠点を解消する技術が開示されている。
【０００４】
すなわち、従来の技術では熱くなったオイルクーラで冷却ファンの吸引風が加熱されてラジエータを充分に冷却できず、エンジンがオーバーヒートして作業効率が低下するという欠点があった。
【０００５】
引用文献１の上記公報では、この従来の欠点を解消すべくエンジンの原動機カバーの一側の側部枠に通風孔を形成し、エンジンの冷却ファンをその近傍に配すると共に、冷却ファンからの吸引風の風路中途にラジエータやオイルクーラやインタークーラ等を縦方向か横方向に並べて配設介在させ、各クーラに個別にそれぞれ吸引風が接するようにして、吸引風が各種クーラに重複して当らない構造とすることによりオーバーヒートになる限界を高めることができるようにした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６２３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記引用文献１では、確かに各種クーラが吸引風路に重複して配設されていないため各種クーラに個別に吸引風が接することになり、従来の上記技術よりも冷却効果を向上できる。
【０００８】
しかし、冷却ファンはエンジンの横側方に配設され、しかも各種クーラのうちいくつかも冷却ファンを間に介してエンジンの横側方に配されているため、冷却ファンによってエンジンからの熱風が各種クーラに直接当たることになり、冷却効率を低下させると共に、冷却ファンがエンジン横側方に近接して設けられているため、直接にエンジンからの熱を冷却ファンが受けることになり更に各種クーラの冷却効率を低下させる欠点があった。
【０００９】
更には、コモンレールを具備したエンジン装置においては、エンジン本体の外周空間がコモンレール構造のため少なくなり、各種クーラを横方向又は縦方向に並べて配置する場合は、エンジン装置の各部材や各種クーラの配置密度が高くなり、エンジン装置に熱が貯まりやすく更に冷却効率が低下するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンブロックの一側方にコモンレールを配置したエンジン装置において、エンジンブロックの上方に、各種冷却手段を集中して配設した。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、各種冷却手段としては、タービンケースを冷却するインタークーラやエンジン用燃料を冷却する燃料クーラやラジエータを冷却するラジエータ、各種の油圧シリンダ用オイルを冷却するオイルクーラ等から構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のエンジン装置において、各種冷却手段からの吸引風路を形成する冷却ファンは冷却手段よりも機体内側に配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、２の発明によれば、インタークーラや燃料クーラやラジエータやオイルクーラ等の各種冷却手段をエンジンブロックの上方向に集中して配設したので、各種冷却手段がエンジンブロックと上下で仕切られた状態となり、エンジンブロックからの放熱を可及的に帯びないようにして冷却効率を向上することができると共に、必要に応じてエンジンブロックとその上方に集中配設した各種冷却手段との間に断熱手段を介在することができ、より冷却手段の冷却効率を向上することができる。
【００１４】
また、これらの冷却手段とは別途に設ける吸引風路形成手段は、エンジンブロックの上方で集中的に吸引風路を形成するのみでよいため、吸引風路による冷却機能を向上することができ、更には、エンジンブロックの上方の空間に冷却効率が最適の配置で各種冷却手段を配設することができる効果がある。
【００１５】
請求項３の発明によれば、冷却ファンを冷却手段よりも機体内側に配設したことにより、冷却ファンによる吸引風路は、機体外側から機体内側に向けて形成されることになり、機体外側の冷却空気を充分に吸引して、その中途で各種冷却手段を空冷することができ、冷却効率を向上できる効果がある。
【００１６】
しかも、冷却ファンが機体内側に配設されることにより、原動機部とその横側方に配設されている脱穀選別部との間を冷却ファンからの排風が流通することになり、排風はそのまま原動機部と脱穀選別部との間から機体下方に抜けていくことになり、帯熱排風が他の機器部材に悪影響を及ぼすことがない効果を有する。
【００１７】
更には、冷却ファンがエンジンブロックからの放熱に直接に作用しないことから、吸引風路の昇温を可及的に抑制し、冷却手段の冷却機能を低下させないようにすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のエンジン装置が使用されるコンバインの構成を示す右側面図である。
【図２】本発明のエンジン装置が使用されるコンバインの構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジン装置の正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエンジン装置の左側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るエンジン装置の右側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るエンジン装置の冷却ユニットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係るエンジン装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
まず、本発明のエンジン装置が使用されるコンバイン１の全体構成について説明する。
図１はコンバイン１の構成を示す右側面図であり、図２はコンバイン１の構成を示す平面図である。コンバイン１は、機体フレーム２に固定された走行部３、刈取部４、脱穀部５、選別部６、穀粒貯留部７、排藁処理部８、穀粒排出装置２２、エンジン装置９及び操縦部１０を備えている。以下の説明において、コンバイン１の進行方向を前側とし、進行方向に対して右側、左側及び後側とする。
【００２１】
走行部３は、機体フレーム２の下部に設置されている。走行部３は、左右一対のクローラを有するクローラ式走行装置１１を備え、機体を前進又は後退方向に走行させることができるように構成されている。
【００２２】
刈取部４は、機体フレーム２の前端部に対して昇降可能に設置されている。刈取部４は、分草具１２、掻込リール１３、切断装置１４、搬送装置１５等を備えている。分草具１２は圃場の穀稈を分草し、掻込リール１３は分草後の穀稈を掻込み、切断装置１４は掻込み後の穀稈の株元を切断し、搬送装置１５は切断後の穀稈を脱穀部５へ搬送できるように構成されている。
【００２３】
脱穀部５は、機体フレーム２の左側であり刈取部４の後方に設置されている。脱穀部５は図示しない扱胴及び受網（コンケーブ）等を備えている。脱穀部５は、搬送された穀稈を後方に送りながら脱穀し、脱穀物を漏下させることができるように構成されている。
【００２４】
選別部６は、機体フレーム２の左側であって脱穀部５の下方に設置されている。選別部６は、揺動選別装置、風選別装置、穀粒搬送装置２０等を備えている。揺動選別装置は脱穀部５から漏下した脱穀物を揺動により穀粒や藁屑等の選別し、風選別装置は揺動選別後の穀粒と藁屑等に風選別し、穀粒搬送装置２０は選別した穀粒を穀粒貯留部７に搬送することができるように構成されている。
【００２５】
穀粒貯留部７は、機体フレーム２の右側前後中央部であって、脱穀部５及び選別部６の右側に設置されている。穀粒貯留部７は、穀粒タンク２１等を備えて、選別部６から搬送される穀粒を穀粒タンク２１に貯留することができるように構成されている。穀粒排出装置２２は穀粒タンク２１に接続し、穀粒タンク２１から穀粒を機体に対して任意の方向に排出可能に構成されている。
【００２６】
排藁処理部８は、機体フレーム２の左側後端部であって脱穀部５の下方、かつ選別部６の後方に設置されている。排藁処理部８は、スプレッダを備えている。スプレッダは脱穀部５から脱穀済みの穀稈を排藁として圃場へ均一に拡散放出可能に構成されている。
【００２７】
穀粒排出装置２２は、その基部がエンジン装置９後方の収納室２３に設置されている。穀粒排出装置２２は、その基部を回転軸として水平方向の任意の角度に回転可能に設置され、穀粒タンク２１に貯留された穀粒を機体外の任意の方向に排出可能に構成されている。
【００２８】
本発明に係るエンジン装置９は、機体フレーム２の右側後部であって、穀粒貯留部７の後方であり脱穀部５の右方に設置されている。エンジン装置９の右側はエンジンカバー８１により覆われている。エンジンカバー８１の上部には外気取入口８２が開口し、除塵装置８０（図６を参照）が設置されている。冷却ファン６６（図３、図４、図６を参照）が回転する場合にエンジンルーム内に吸気される外気の除塵処理が施される。エンジン装置９は、ディーゼルエンジンからなるエンジンブロック２９とエンジンブロック２９の上部に配置された冷却ユニット３０から構成されている。エンジン装置９は、コンバイン１の移動や、刈取部４、脱穀部５等を駆動させることができるように構成されている。
【００２９】
操縦部１０は、機体フレーム２の右側前部であって、穀粒貯留部７の前方に設置されている。操縦部１０は、ステアリングハンドル、変速レバー等を含む操作具、操縦席、キャビン等を備えている。操縦席は操作者が着座することができ、キャビンは操縦席を囲むように構成されている。
【００３０】
コンバイン１は、操作者の操作によりエンジン装置９からの動力を走行部３、刈取部４、脱穀部５、選別部６、排藁処理部８等に伝達可能に構成されている。コンバイン１は、走行部３により移動しながら刈取部４により圃場の穀稈を刈取り、搬送装置１５により穀稈を脱穀部５に搬送し、脱穀部５により穀稈から脱穀物を脱穀し、選別部６により藁屑と穀粒を選別し、選別した穀粒を穀粒貯留部７に貯留できるように構成されている。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係るエンジン装置９の構成を詳細に説明する。
図３はエンジン装置９の正面図であり、図４はエンジン装置９の左側面図であり、図５はエンジン装置９の右側面図であり、図６は冷却ユニット３０の平面図である。エンジン装置９は、穀粒タンク２１の後端側であり、穀粒搬送装置２０の右側面側に配置されている。エンジン装置９は、エンジンブロック２９と冷却ユニット３０を備え、機体フレーム２の上に設置されている。冷却ユニット３０は、エンジンブロック２９の上方であり、箱型架台２８に設置されている。
【００３２】
エンジンブロック２９は、出力軸であるクランク軸３２がコンバイン１の前後方向に対して直交する方向を向いている。エンジンブロック２９は、シリンダブロック３１と、シリンダブロック３１の上部前方に設置される排気マニホールド３３と、シリンダブロック３１の上部後方に設置される吸気マニホールド３４と、シリンダブロック３１の吸気マニホールド３４側に設置されるコモンレール３５及び燃料フィルタ６４と、シリンダブロック３１の下部に設置されるオイルパン３９を備えている。
【００３３】
クランク軸３２はシリンダブロック３１の両側面から突出し、左側面の突出部にはフライホイール３６とプーリ３７ａが、右側面の突出部にはプーリ３７ｂが回転可能に装着されている。フライホイール３６の上部には排気ガス再生循環用のＥＧＲクーラ３８が配置されている。ＥＧＲクーラ３８は、ＥＧＲバルブ６５と共にＥＧＲ装置を構成する。ＥＧＲクーラ３８は、エンジンブロック２９の左側面であり、フライホイール３６上部の脱穀部５側に配置されている。ＥＧＲ装置は、排気マニホールド３３と吸気マニホールド３４の間に設置され、排気マニホールド３３からの再循環排気ガスを冷却して吸気マニホールド３４に供給する。
【００３４】
基台４４は、エンジンブロック２９前方の機体フレーム２に設置されている。基台４４の上端部にはプーリが軸支され、Ｖベルトによりプーリ３７ａと連結してディーゼルエンジンの回転を伝達可能に構成されている。
【００３５】
シリンダブロック３１の前面上部には過給機４０が固設されている。過給機４０は、ブロイラホイールを内蔵するコンプレッサケース４２と、タービンホイールを内蔵するタービンケース４３とを備え、シリンダブロック３１に対してコンプレッサケース４２が左側、タービンケース４３が右側に配置されている。過給機４０は、排気ガス圧を利用して吸気ガスを加圧する。
【００３６】
コンプレッサケース４２に接続される第一吸気管５３はエアクリーナ５２に連通し、更に吸気ダクト５１を介してプレクリーナ５０に連通する。第一吸気管５３及びエアクリーナ５２は冷却ユニット３０の左側面外方、即ち脱穀部５側に設置されている。タービンケース４３に排気ガス取入管５９と排気管５７ａが接続されている。排気ガス取入管５９は排気マニホールド３３に連通し、ディーゼルエンジンの排気ガスを取り出す。排気管５７ａには、ディーゼルパティキュレートフィルタを内蔵するＤＰＦケース５８が連通し、更に排気管５７ｂを介してマフラー５６、更にテールパイプ５５に連通する。ＤＰＦケース５８は冷却ユニット３０の前方外側面に設置され、マフラー５６は、エアクリーナ５２の上部であり、冷却ユニット３０の左側面と脱穀部５との間に設置されている。なお、ＤＰＦケース５８は、マフラー５６により置き換えることができる。
【００３７】
排気マニホールド３３からの排気は、排気ガス取入管５９を通して過給機４０のタービン側に導入される。過給機４０から排出される排気ガスは、排気管５７ｂを介してＤＰＦケース５８に導入され、排気管５７ａ、マフラー５６及びテールパイプ５５を介して大気に放出される。吸気ガス（大気）は、プレクリーナ５０、吸気ダクト５１、エアクリーナ５２、第一吸気管５３を介して過給機４０のタービン側に導入される。
【００３８】
次に、冷却ユニット３０の構成について説明する。
冷却ユニット３０はエンジンブロック２９の上部の箱型架台２８に設置されている。箱型架台２８は、左右側を開放した四辺枠体より構成されており、四辺枠体内の空間に冷却ユニット３０を収納してエンジンブロック２９より区画した冷却空間を形成している。
【００３９】
冷却ユニット３０は、冷却ファン６６、ラジエータ６８、インタークーラ６２、オイルクーラ７１、燃料クーラ４９を備えている。冷却ファン６６は冷却ユニット３０の左側、つまり脱穀部５側に配置されている。ラジエータ６８は、冷却ファン６６の右側に対面して配置されている。オイルクーラ７１はラジエータ６８の右側面の上部に対面して設置されている。インタークーラ６２はオイルクーラ７１の右側面の下方前方に対面して配置されている。燃料クーラ４９は、オイルクーラ７１の右側面の下方後方に対面し、インタークーラ６２と並列に配置されている。
【００４０】
これらの各種冷却手段は、エンジンカバー８１、冷却ユニット３０の上下面及び左側面に設置した冷却部カバー６７により囲まれている。エンジンカバー８１は、冷却ユニット３０の右側面の対応する箇所に外気取入口８２が開口し、冷却部カバー６７は、冷却ファン６６の対応する箇所に冷却風放出口７６が開口している。
【００４１】
冷却ファン６６は、箱型架台２８の上部左側面に設けた梁部に回転可能に軸支されている。冷却ファン６６は、ファン側プーリ４８と基台４４の上端部に設置した基台プーリ４６間に設けたＶベルト、及び、基台４４のプーリ４６とクランク軸３２のプーリ３７ａ間に設けたＶベルト４５を介してエンジンブロック２９からの回転動力により回転する。冷却ファン６６の回転により、エンジンカバー８１に設けた外気取入口８２から空気を吸引し、図６に示すようにこの吸引した空気が冷却部カバー６７に案内されて各種冷却手段を冷却し、左側面に設けた冷却風放出口７６から放出される。更に、放出された冷却風は脱穀部５とエンジン装置９の間隙を通して機体下部に導かれる。
【００４２】
ラジエータ６８は、エンジンブロック２９の周囲を循環する冷却水の熱を放出する。エンジンブロック２９の右側面の中央上部には冷却水を吐出するための冷却水吐出口７４が設置されている。冷却水第一配管６９は、一端を冷却水吐出口７４に連結し他端をラジエータ６８上部の冷却水取入口に連結している。冷却水第二配管７０は、一端をラジエータ６８下部の冷却水取出し口に連結し、他端をエンジンブロック２９の右側面の中央部に設けられた冷却水流入口７７に連結している。冷却水第一配管６９は、冷却ユニット３０の前方内側面に沿って立設し、上面近傍で屈曲して後方に延長し、ラジエータ６８上部の冷却水取入口に連通している。
【００４３】
オイルクーラ７１は、各種の油圧シリンダ用オイルからなる作動油を冷却する。オイルクーラ７１は、作動油取入口７３から加熱した作動油を流入し、冷却された作動油を作動油排出口７２から排出する。作動油取入口７３及び作動油排出口７２はオイルクーラ７１の前方端面に設置されている。
【００４４】
インタークーラ６２は、過給機４０により圧縮された吸気と排気の混合ガスを冷却して吸気マニホールド３４へ供給する。第一過給管６１は、一端を過給機４０のコンプレッサケース４２に連結し、他端をインタークーラ６２の混合ガス流入口に連結する。第一過給管６１は、コンプレッサケース４２から冷却ユニット３０とエンジンブロック２９との間をエンジンブロック２９の左側面から右側面方向に水平に延長し、インタークーラ６２の前方底部に設けられた混合ガス流入口に連結する。
【００４５】
第二過給管６３は、一端をインタークーラ６２の底部に設けられた混合ガス排出口に連結し、屈曲して冷却ユニット３０とエンジンブロック２９との間を後方水平方向に延長し、更に下方に屈曲してＥＧＲ装置の混合ガス流入口に連結する。
【００４６】
燃料クーラ４９は、コモンレール３５に供給する燃料を冷却する。図示しないフィードポンプは、燃料タンクから燃料を汲み上げて燃料クーラ４９に送出する。燃料クーラ４９は、後側面の下部に設置された燃料流入口７８から燃料を流入し、後方の側面上部に設置された燃料送出口７９から燃料を流出させる。
【００４７】
以上のとおり、本発明においては、エンジンブロック２９の一側方にコモンレール３５を配置したエンジン装置９において、エンジンブロック２９の上方に各種冷却手段を集中して配設している。これにより、各種冷却手段とエンジンブロック２９が上下に仕切られた状態となり、エンジンブロック２９からの放熱を可及的に帯びないようにして集中的に冷却風を通過させることができ、放熱効率を向上させることができる。
【００４８】
更に、必要に応じてエンジンブロック２９とその上方に集中的配設した各種冷却手段との間に断熱手段を介在させることができるので、より冷却手段の冷却効率を向上させることができる。更に、冷却手段を集中的に配置したので、冷却手段の占める体積を縮小させることができる。
【００４９】
また、各種冷却手段として、エンジンに供給する空気を空冷するインタークーラ６２やエンジン用燃料を冷却する燃料クーラやラジエータ６８、各種の油圧シリンダ用オイルを冷却するオイルクーラ７１等から構成した。
【００５０】
各種冷却手段を個別に設ける場合これにより、冷却手段とは別途に設ける吸引風路形成手段は、エンジンブロック２９の上方で集中的に吸引風路を形成するのみでよいために、吸引風路による冷却機能を向上することができ、更には、エンジンブロック２９の上方の空間に冷却効率が最適の配置で各種冷却手段を配設することができる。
【００５１】
また、各種冷却手段からの吸引風路を形成する冷却ファン６６は冷却手段よりも機体内側に配設した。これにより、冷却ファン６６による吸引風路は、機体外側から機体内側に向けて形成されることになり、機体外側の冷却空気を十分に吸引して、その途中で各種冷却手段を空冷することができ、冷却効率を向上できる効果がある。
【００５２】
しかも、冷却ファン６６が機体内側に配設されることにより、原動機部とその横側方に配設されている脱穀選別部との間から機体下方に抜けて行くことになり、耐熱は威風型の機器部材に悪影響を及ぼすことがない効果を有する。
【符号の説明】
【００５３】
１  コンバイン
２  機体フレーム
３  走行部
４  刈取部
５  脱穀部
６  選別部
７  穀粒貯留部
８  排藁処理部
９  エンジン装置
１０  操縦部
２９  エンジンブロック
３０  冷却ユニット
３５  コモンレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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