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JP-2026076816-A - エンジン

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Abstract

【課題】吸気流路外に位置する部品への熱害の抑制と、逃がし弁の破損の抑制とを両立することができるエンジンを提供する。 【解決手段】エンジンは、吸気が流れる吸気流路と、吸気流路に設けられ、吸気を冷却するインタークーラと、吸気の一部をインタークーラ内から吸気流路外に逃がす逃がし弁と、を備える。逃がし弁は、インタークーラに取り付けられる。 【選択図】図９

Inventors

  • 平尾 友
  • 比嘉 伸元
  • 福井 一裕

Assignees

  • ヤンマーホールディングス株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (11)

  1. 吸気が流れる吸気流路と、 前記吸気流路に設けられ、前記吸気を冷却するインタークーラと、 前記吸気の一部を前記インタークーラ内から前記吸気流路外に逃がす逃がし弁と、を備え、 前記逃がし弁は、前記インタークーラに取り付けられる、エンジン。
  2. 前記インタークーラは、 前記吸気が流入する入口部と、 前記入口部と対向する対向面部と、を有し、 前記逃がし弁は、前記対向面部に取り付けられる、請求項１に記載のエンジン。
  3. 前記インタークーラは、 前記吸気と冷媒との間で熱交換する熱交換部と、 前記熱交換部を収容する筐体と、を有し、 前記筐体は、前記熱交換部に対して前記吸気の流れ方向の下流側に形成される膨出部を含み、 前記吸気の前記一部を大気中に逃がす前記逃がし弁は、前記膨出部に対して前記熱交換部とは反対側に配置される、請求項１に記載のエンジン。
  4. 前記膨出部は、 前記逃がし弁が取り付けられる取付部と、 前記取付部に対して前記流れ方向の上流側に位置する基部と、 前記基部から前記取付部に亘って湾曲する湾曲面部と、を含む、請求項３に記載のエンジン。
  5. 前記逃がし弁は、 前記吸気の前記一部を大気中に逃がすことを可能とする弁本体部と、 前記弁本体部を駆動する弁駆動部と、を有し、 前記弁本体部は、前記湾曲面部の一端側に配置され、 前記弁駆動部は、前記弁本体部から前記湾曲面部の他端側に向かって突出して配置される、請求項４に記載のエンジン。
  6. 前記逃がし弁は、前記インタークーラの上方に配置される、請求項１に記載のエンジン。
  7. 前記逃がし弁は、前記吸気の前記一部が流入する弁導入部を有し、 前記弁導入部は、前記吸気の前記一部を水平方向に含まれる一方向の少なくとも一方側に導く、請求項６に記載のエンジン。
  8. 前記インタークーラは、前記吸気のうち前記一部以外が流出する第１出口部および第２出口部を有し、 前記逃がし弁は、前記吸気の前記一部が流入する弁入口部を有し、 前記弁入口部は、前記第１出口部と前記第２出口部との間に配置される、請求項１に記載のエンジン。
  9. エンジン本体を備え、 前記エンジン本体は、クランク軸を有し、 前記クランク軸は、前記エンジン本体に対して前記クランク軸の軸方向一方側に位置する被駆動装置と連結され、 前記インタークーラは、前記クランク軸の軸方向における前記エンジン本体の中央付近に対して前記軸方向一方側に配置される、請求項１から８のいずれかに記載のエンジン。
  10. 前記逃がし弁は、前記吸気の前記一部を前記吸気流路外に放出する放出口部を有し、 前記放出口部は、前記軸方向一方側と前記クランク軸の軸方向他方側とのいずれかに向かって開口する、請求項９に記載のエンジン。
  11. 前記エンジン本体から排出される排気ガスを浄化する後処理装置を備え、 前記後処理装置は、前記排気ガスに含まれる窒素酸化物を選択的に還元する選択還元触媒を有する、請求項９に記載のエンジン。

Description

本発明は、エンジンに関する。 吸気通路と、吸気通路に一端が取り付けられて吸気の一部を外部に逃がす逃がし弁と、を備えるディーゼルエンジンが従来技術として知られている（例えば特許文献１）。 特開２０１６－８９８０７号公報 本発明の実施の一形態に係るエンジンの概略の構成を示す右側面図である。上記エンジンの概略の構成を示す左側面図である。上記エンジンの概略の構成を示す背面図である。上記エンジンの後処理装置の構成を模式的に示すブロック図である。上記エンジンの吸気流路における吸気の流れを模式的に示すブロック図である。上記吸気流路に設けられるインタークーラおよび逃がし弁の構成を示す下面図である。上記インタークーラおよび上記逃がし弁の構成を示す正面図である。上記インタークーラおよび上記逃がし弁の構成を示す断面図である。上記インタークーラおよび上記逃がし弁の構成を示す右後方からの斜視図である。上記インタークーラおよび上記逃がし弁の構成を示す背面図である。 本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。 〔１．エンジンの概略構成〕 図１、図２、および図３は、本発明の実施の一形態に係るエンジン１の概略の構成を示す右側面図、左側面図、および背面図である。なお、図３では、便宜的に、発電機１０１の図示を省略している。 エンジン１は、例えば船舶に搭載される。エンジン１は、上記の船舶に搭載される被駆動装置１００としての発電機１０１と連結される。発電機１０１は、エンジン１の回転動力によって駆動され、発電を行う。発電機１０１によって発電された電力は、例えば船舶に搭載される電力使用機器（図示せず）に供給される。 なお、エンジン１は、船舶の他、コンバイン等の農業機械、油圧ショベル等の建設機械、等に搭載されてもよい。また、エンジン１と連結される被駆動装置１００は、発電機１０１に限定されない。例えば、被駆動装置１００は、エンジン１の回転動力によって船舶の推進力を発生させる（機械式の）推進装置であってもよい。 エンジン１は、エンジン本体２と、吸気流路３と、排気流路４と、ターボ過給機５と、後処理装置６と、を備える。エンジン本体２は、シリンダブロック２１と、シリンダヘッド２２と、クランク軸２３と、フライホイール２４と、オイルパン２５と、を有する。 ここで、本実施形態における方向を以下のように定義する。クランク軸２３の中心線２３Ｃが延びる方向（クランク軸２３の軸方向とも呼ぶ）を前後方向とし、シリンダブロック２１に対してフライホイール２４が位置する方向を「後」とし、その反対方向を「前」とする。また、シリンダブロック２１と、オイルパン２５とが並ぶ方向を上下方向とし、シリンダブロック２１に対してオイルパン２５が位置する方向を「下」とし、その反対方向を「上」とする。さらに、前後方向および上下方向に垂直な方向を左右方向とし、後方から前方に向かって見た場合に左となる側を「左」とし、右となる側を「右」とする。図面では、必要に応じて、前方を「Ｆ」、後方を「Ｂ」、左方を「Ｌ」、右方を「Ｒ」、上方を「Ｕ」、下方を「Ｄ」の記号で示す。 シリンダブロック２１は、前後方向に延びる金属部材で構成され、２つのシリンダ列２１１（後述する図５も参照）を有する。なお、シリンダ列２１１の個数は、２つに限定されず、例えば、１つであってもよいし、２つ以外の複数であってもよい。一方のシリンダ列２１１は、シリンダブロック２１の左上部に配置され、他方のシリンダ列２１１は、シリンダブロック２１の右上部に配置される。 各シリンダ列２１１は、前後方向に延びて位置する。より詳しくは、各シリンダ列２１１は、前後方向に並ぶ複数のシリンダ（図示せず）を含んで構成される。なお、エンジン１は、一例としてＶ型１２気筒エンジンである。したがって、シリンダの個数は１２個である。すなわち、各シリンダ列２１１には、６つのシリンダが含まれる。ただし、エンジン１は、Ｖ型１２気筒エンジンに限定されない。例えば、エンジン１は、単気筒エンジンであってもよいし、直列型（すなわち単一のシリンダ列２１１）の多気筒エンジンであってもよい。各シリンダ内には、円柱状の金属部材で構成されるピストン（図示せず）が摺動可能に配置される。各シリンダの上方には、シリンダヘッド２２が配置される。 各シリンダヘッド２２は、燃焼室に吸気を供給するための吸気ポート（図示せず）と、燃焼室から排気ガスを排出するための排気ポート（図示せず）とを有する。上記の燃焼室は、ピストンの天面と、シリンダの内周面と、シリンダヘッド２２の底面とで構成される。 各シリンダヘッド２２には、インジェクタ（図示せず）が取り付けられる。より詳しくは、上記のインジェクタは、先端部が燃焼室に位置するようにシリンダヘッド２２に取り付けられる。インジェクタは、先端部に設けられる噴射口から、燃料を所定のタイミングで燃焼室に噴射する。本実施形態では、上記の燃料は軽油である。ただし、燃料は軽油に限定されず、例えば、重油、バイオ燃料、および水素ガス等の気体燃料、等であってもよい。燃焼室に噴射された燃料の燃焼により生じる力によって、ピストンが往復運動を行う。このピストンの往復運動は、クランク軸２３によって回転運動に変換される。 なお、インジェクタへの燃料の供給は、燃料供給装置（図示せず）によって行われる。上記の燃料供給装置は、例えば左側のシリンダ列２１１と、右側のシリンダ列２１１との左右方向における間に配置される。 クランク軸２３は、シリンダブロック２１の内部に回転可能に配置され、各ピストンと連結される。クランク軸２３により、エンジン１の回転動力の取り出しが可能となる。クランク軸２３の後端は、フライホイール２４を介して発電機１０１と連結される。すなわち、クランク軸２３は、被駆動装置１００（本実施形態では発電機１０１）と連結される。フライホイール２４は、エンジン１の回転変動の吸収と、ねじり振動等の防止のために設けられる。 なお、発電機１０１は、エンジン本体２の後方に配置される。すなわち、被駆動装置１００（本実施形態では発電機１０１）は、エンジン本体２に対してクランク軸２３の軸方向一方側（本実施形態では後方）に位置する。 オイルパン２５は、少なくとも上面が開口する箱状の金属部材で構成される。オイルパン２５は、エンジン本体２の各部の潤滑に用いられる潤滑油を貯留する。 吸気流路３は、吸気管３１と、インタークーラ３２と、逃がし弁３３と、吸気マニホールド３４と、を有する。すなわち、エンジン１は、吸気管３１と、インタークーラ３２と、逃がし弁３３と、吸気マニホールド３４と、を備える。また、吸気管３１、インタークーラ３２、逃がし弁３３、および吸気マニホールド３４は、吸気流路３に設けられる。なお、逃がし弁３３の構成については後述する。 吸気管３１および吸気マニホールド３４は、２つのシリンダ列２１１に対応して設けられる。すなわち、吸気管３１と、吸気マニホールド３４とは、２つずつ設けられる。一方の吸気管３１は、エンジン本体２の左後方に配置され、他方の吸気管３１は、エンジン本体２の右後方に配置される。 各吸気管３１は、管状の金属部材で構成される。各吸気管３１は、一端部が吸気消音器３１ａを介して大気中に開口し、他端部がインタークーラ３２と接続される。吸気消音器３１ａは、各吸気管３１が空気を吸入する際に発生する音量の低減および吸入する空気に含まれる塵等の除去のために設けられる。 インタークーラ３２は、エンジン本体２の後上方に配置される。すなわち、インタークーラ３２は、クランク軸２３の軸方向（本実施形態では前後方向）におけるエンジン本体２の中央付近に対して軸方向一方側（本実施形態では後方）に配置される。インタークーラ３２の構成については後述する。 各吸気マニホールド３４は、前後方向に延びて位置する。一方の（左側の）吸気マニホールド３４は、左側のシリンダ列２１１に寄せて配置され、他方の（右側の）吸気マニホールド３４は、右側のシリンダ列２１１に寄せて配置される。具体的には、一方の（左側の）吸気マニホールド３４は、左側のシリンダ列２１１の右上方に配置され、他方の（右側の）吸気マニホールド３４は、右側のシリンダ列２１１の左上方に配置される。吸気流路３における吸気の流れの詳細については後述する。 排気流路４は、排気マニホールド４１と、排気管４２と、を有する。排気マニホールド４１は、吸気マニホールド３４と同様に、２つのシリンダ列２１１に対応して設けられる。すなわち、排気マニホールド４１は、２つ設けられる。各排気マニホールド４１は、前後方向に延びて位置する。 一方の（左側の）排気マニホールド４１は、左側のシリンダ列２１１に寄せて配置され、他方の（右側の）排気マニホールド４１は、右側のシリンダ列２１１に寄せて配置される。具体的には、一方の（左側の）排気マニホールド４１は、左側のシリンダ列２１１の左下方に配置され、他方の（右側の）排気マニホールド４１は、右側のシリンダ列２１１の右下方に配置される。 各排気マニホールド４１は、各燃焼室から排出された排気ガスをまとめて排気管４２に排出する。排気管４２は、各排気マニホールド４１でまとめられた排気ガスを、後処理装置６を介してエンジン１の外部に排出する。排気ガスには、一酸化窒素等の窒素酸化物、一酸化炭素、および煤等のＰＭ（Particulate Matter；粒子状物質）、等が含まれている。 ターボ過給機５は、各燃焼室に供給される吸気量の増大を可能とする。より詳しくは、ターボ過給機５は、吸気管３１に設けられるコンプレッサ５１と、排気管４２に設けられるタービン５２と、を有する。タービン５２は、排気管４２を流れる排気ガスが当たることで回転する。コンプレッサ５１は、コンプレッサ５１と、タービン５２とを連結する連結軸（図示せず）を介して伝達されるタービン５２の回転動力によって駆動され、エンジン１の外部から吸入される空気（吸気）を圧縮する。これにより、各燃焼室に供給される吸気量が増大する。 なお、エンジン１は、ターボ過給機５が取り除かれる構成であってもよい。また、エンジン１は、ターボ過給機５に代えて、ターボ過給機５以外の過給機構を備える構成であってもよい。 後処理装置６は、エンジン本体２から排出される排気ガスを浄化する。より詳しくは、以下の通りである。図４は、後処理装置６の構成を模式的に示すブロック図である。なお、図４では、排気の流れを実線矢印で示し、尿素水の供給を破線矢印で示している。後処理装置６は、尿素水噴射装置６１と、選択還元触媒６２と、を有する。 尿素水噴射装置６１は、エンジン本体２から排出され、排気流路４を通過した排気ガスに尿素水を噴射する。噴射された尿素水からは、アンモニアが生成される。生成されたアンモニアは、排気ガスとともに選択還元触媒６２に向かって流れる。 選択還元触媒６２は、アンモニアの存在する環境下で、排気ガスに含まれる窒素酸化物を選択的に還元する。具体的には、窒素酸化物は、窒素と水とに還元される。選択還元触媒６２は、ＳＣＲケース６２Ｃに収容される。なお、ＳＣＲケース６２Ｃには、上記の還元において用いられることなく流れたアンモニアを酸化して窒素、一酸化窒素、水、等に変化させることにより、エンジン１の外部へのアンモニアの放出を防止する触媒（図示せず）がさらに収容される。 〔２．吸気流路における吸気の流れ〕 図５は、吸気流路３における吸気の流れを模式的に示すブロック図である。なお、図５では、吸気の流れを実線矢印で示している。吸気は、吸気流路３を流れる。より詳しくは、吸気管３１がエンジン１の外部から空気を吸入することで、空気が吸気流路３（吸気管３１）に流入する。吸気管３１に吸入された空気、すなわち吸気は、コンプレッサ５１により圧縮されて、高温高圧となり、インタークーラ３２内に流入する。 インタ