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EP0142631B1 - Fuel injection device for the predefined injection of internal-combustion engines - Google Patents

Fuel injection device for the predefined injection of internal-combustion engines Download PDF

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Publication number
EP0142631B1
EP0142631B1 EP84109736A EP84109736A EP0142631B1 EP 0142631 B1 EP0142631 B1 EP 0142631B1 EP 84109736 A EP84109736 A EP 84109736A EP 84109736 A EP84109736 A EP 84109736A EP 0142631 B1 EP0142631 B1 EP 0142631B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
injection
pressure
preinjection
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP84109736A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0142631A3 (en
EP0142631A2 (en
Inventor
Eberhard Hofmann
Helmut Dr. Dipl.-Phys. Pfeifle
Reinhard Dipl.-Ing. Schwartz
Helmut Dr. Dipl.-Ing. Tschöke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to AT84109736T priority Critical patent/ATE50027T1/en
Publication of EP0142631A2 publication Critical patent/EP0142631A2/en
Publication of EP0142631A3 publication Critical patent/EP0142631A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0142631B1 publication Critical patent/EP0142631B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load

Definitions

  • a known fuel injection device of this type (DE-A-3 002 851) comprises, however for the exclusive application, on the one hand willing ignition, promoted by a high pressure injection pump and on the other hand by one to supply separate low-pressure delivery pump-delivered ignition fuel via a hydraulic auxiliary pump to separate injection nozzles for the main fuel and the ignition fuel in a diesel engine, a piston slidably mounted in a bore of the auxiliary pump.
  • the piston is spring-biased (cf. FIG.
  • a device for pre-injection, which has a separate small piston in axially parallel displacement to a loading piston for the main injection within a fuel injection valve.
  • a separate low pressure supply is not provided in this known device; the pre-injection quantity is obtained from the fuel supply for the main injection.
  • the stand pressure in the pressure line and thus the accuracy of the quantity control is adversely affected.
  • a one-piece control slide which can be displaced against the force of a spring, is provided, which with significant intermediate relief in a memory via control edges provides the respective desired connections for and main injection.
  • the fuel for the pre-injection is branched off from the delivery quantity of the injection pump which also supplies the main injection quantity, so that the accuracy of the quantity control for the main injection quantity is also negatively influenced.
  • FIG. 1 shows a rough schematic representation of the basic embodiment of an auxiliary pump according to the invention with associated high-pressure and low-pressure feed pumps in an overall view
  • FIG. 2 shows the time course of the various strokes and injection processes as they are realized by the auxiliary pump according to the invention
  • plotted in the form 3 shows a detailed illustration of a cross section of the auxiliary pump according to the invention in box form and separately from the injection valves
  • FIG. 3a shows an enlarged partial sectional illustration of the area of the pilot injection piston control groove
  • FIG. 4 shows FIGS. 4a, 4b, 4c and 4d shows a further exemplary embodiment of the invention with an auxiliary pump integrated in a double needle nozzle holder in longitudinal section and in different cross sections.
  • the accumulator piston 22a is slidably mounted and pressed into the starting position shown in the drawing by means of a preload spring 25.
  • the bias spring 25 is supported on the shoulder 26 formed by the gradation of the bore 24.
  • the diameter of the accumulator piston 22a is noticeably larger than the diameter of the pre-injection piston 23 and, in the exemplary embodiment shown, is at least twice as large, so that a desired transmission ratio with regard to the injection pressures and the fuel quantities displaced or absorbed at the same displacement units results.
  • the pressure transmission ratios and the spring preload in the area of the hydraulic auxiliary pump 14 are dimensioned such that, when the delivery pressure of the high-pressure injection pump 13 acts, the accumulator piston 22a first performs a movement directed towards the pre-injection nozzle 21 and absorbs correspondingly delivered fuel quantities without the main injection nozzle 20 being associated with it Combustion chambers or inlet channels supplies fuel under high pressure, ie opens, the following mode of operation results, which is explained on the basis of the diagram in FIG.
  • the set screw 37 is screwed into a thread of a bore 39 of the connecting piece 34 which is closed by a screwed plug 38 and feeds the fuel delivered by the high pressure injection pump to the pressure side of the working or storage piston 22a 'via a longitudinal channel 17a'; the fuel delivered reaches the pressure outlet 36 leading to the main injection nozzle via an annular groove 40 in the adjusting screw 37.
  • the differential piston 22 ' can generally be supported by means of a stepped bore in a main body 41 comprising the hydraulic auxiliary pump 14'.
  • the main body 41 connected to the extension 34 has a continuously cylindrical inner bore 42 which receives tubular inserts which serve to support and guide the differential piston 22 'and to form the inflow and outflow channels.
  • the fuel for the pre-injection passes from the low-pressure connection 64 to a first ring channel 90 in the insert 66, which of course can also be formed by the ring part 79 and from there via “outer” channels 91 in or on the insert 66 and channels 92 in or on the insert 74 in Auxiliary pump area up to a second ring channel 93, which is connected via a transverse channel 94 to a working chamber 95 located upstream of the pre-injection piston 82.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Eine bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung dieser Art (DE-A-3 002 851) umfaßt, allerdings für den ausschließlichen Anwendungsfall, einerseits zündungwilligen, von einer Hochdruck- einspritzpumpe geförderten Hauptkraftstoff und andererseits von einer gesonderten Niederdruck-förderpumpe geförderten Zündkraftstoff über eine hydraülische Hilfspumpe separaten Einspritzdüsen für den Hauptkraftstoff und den Zündkraftstoff bei einem Dieselmotor zuzuführen, einen gleitverschieblich in einer Bohrung der Hilfspumpe gelagerten Kolben. Der Kolben ist federvorgespannt (vgl. die dortige Fig. 5) und auf seiner einen Seite vom Druck der Hochdruckeinspritzpumpe beaufschlagt, während der abgewandten Kolbenseite ein Arbeitsraum vorgelagert ist, dem von der Niederdruckförderpumpe in diesem Fall der Zündkraftstoff zugeführt ist. Der Kolben verfügt über eine eine Absteuerkante bildende Steuernut, deren Abstand vom dem Arbeitsraum zugewandten Kolbenende die Voreinspritzmenge des Zündkraftstoffes bestimmt.The invention is based on a fuel injection device according to the preamble of claim 1. A known fuel injection device of this type (DE-A-3 002 851) comprises, however for the exclusive application, on the one hand willing ignition, promoted by a high pressure injection pump and on the other hand by one to supply separate low-pressure delivery pump-delivered ignition fuel via a hydraulic auxiliary pump to separate injection nozzles for the main fuel and the ignition fuel in a diesel engine, a piston slidably mounted in a bore of the auxiliary pump. The piston is spring-biased (cf. FIG. 5 there) and is pressurized on one side by the pressure of the high-pressure injection pump, while on the opposite side of the piston there is a working chamber in front of which the ignition fuel is supplied by the low-pressure feed pump in this case. The piston has a control groove forming a control edge, the distance of which from the piston end facing the working space determines the pilot injection quantity of the ignition fuel.

Allerdings können als problematisch die sich überlappenden Zeiten für die Vor- und die Haupteinspritzung angesehen werden, da keine Möglichkeit besteht, die Vor- und die Haupteinspritzung in eine vorgegebene zeitliche Abfolge einzuordnen oder zwischen beiden eine definierte Speichermenge einzustellen, verursacht durch das Schluckvolumen des Kolbens. Es ist sogar nicht ausgeschlossen, daß beim weiteren Abwärtsgleiten des Kolbens unter dem Förderdruck des Hauptkraftstoffs die Voreinspritzung nochmals einsetzt. Eine wünschenswert genaue Steuerung der zeitlichen Abfolge zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung ist auch wegen der vorhandenen Toträume in der Vielzahl der Verbindungsleitungen schwierig und führt vor allem in Abhängigkeit zur Drehzahl zu Abweichungen vom vorgegebenen Ablauf.However, the overlapping times for the pre-injection and the main injection can be viewed as problematic, since there is no possibility to classify the pre-injection and the main injection in a predetermined time sequence or to set a defined amount of storage between the two, caused by the swallowing volume of the piston. It is not even ruled out that when the piston continues to slide down under the delivery pressure of the main fuel, the pilot injection starts again. Desirably precise control of the chronological sequence between the pre-injection and the main injection is also difficult because of the dead spaces present in the large number of connecting lines and leads, particularly as a function of the speed, to deviations from the specified sequence.

Bekannt ist ferner eine Einrichtung (DE-B-1 252 001) zur Voreinspritzung, die einen separaten kleinen Kolben in achsparalleler Versetzung zu einem Belastungskolben für die Haupteinspritzung innerhalb eines Kraftstoffeinspritzventils aufweist. Eine getrennte Niederdruckversorgung ist bei dieser bekannten Einrichtung nicht vorgesehen; die Voreinspritzmenge wird aus der Kraftstoffzufuhr für die Haupteinspritzung gewonnen. Hierdurch wird der Standdruck in der Druckleitung und damit die Genauigkeit der Mengensteuerung ungünstig beeinflußt.Also known is a device (DE-B-1 252 001) for pre-injection, which has a separate small piston in axially parallel displacement to a loading piston for the main injection within a fuel injection valve. A separate low pressure supply is not provided in this known device; the pre-injection quantity is obtained from the fuel supply for the main injection. As a result, the stand pressure in the pressure line and thus the accuracy of the quantity control is adversely affected.

Schließlich ist bei einer weiteren bekannten Einrichtung (DE-A-2 834 633) zur Steuerung der Voreinspritzung bei Brennkraftmaschinen ein einteiliger, entgegen der Kraft einer Feder verschiebbarer Steuerschieber vorgesehen, der mit deutlicher Zwischenentlastung in einen Speicher über Steuerkanten die jeweils gewünschten Verbindungen zur Vor- und Haupteinspritzung herstellt. Auch hier wird der Kraftstoff für die Voreinspritzung von der Fördermenge der auch die Haupteinspritzmenge liefernden Einspritzpumpe abgezweigt, so daß ebenfalls die Genauigkeit der Mengensteuerung für die Haupteinspritzmenge negativ beeinflußt wird.Finally, in a further known device (DE-A-2 834 633) for controlling the pre-injection in internal combustion engines, a one-piece control slide, which can be displaced against the force of a spring, is provided, which with significant intermediate relief in a memory via control edges provides the respective desired connections for and main injection. Here, too, the fuel for the pre-injection is branched off from the delivery quantity of the injection pump which also supplies the main injection quantity, so that the accuracy of the quantity control for the main injection quantity is also negatively influenced.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine definierte zeitliche Trennung zweier Teileinspritzungen, einer Vor- und einer Haupteinspritzung, mit unterschiedlichen, ebenfalls unabhängig voneinander vorgebbaren Mengen realisiert werden kann. Man erzielt hierdurch eine Verringerung des Verbrennungsdruckanstiegs und eine hierdurch bewirkte Geräuschminderung und kann die Verbrennung insgesamt so steuern, daß der Schadstoffgehalt im Abgas und der Verbrauch gering bleiben.The fuel injection device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a defined temporal separation of two partial injections, a pre-injection and a main injection, can be realized with different, likewise independently predeterminable quantities. This results in a reduction in the increase in combustion pressure and a reduction in noise caused thereby, and the combustion can be controlled overall so that the pollutant content in the exhaust gas and the consumption remain low.

Die Erfindung ermöglicht es, zwischen dem Förderbeginn der Voreinspritzung bzw. dem Ende der Voreinspritzung und dem Förderbeginn der Haupteinspritzung eine definierte Pause von je nach Wunsch mehreren °NW einzuschalten durch entsprechende Ausbildung, Lagerung und Wegbegrenzung des auf den Voreinspritzkolben einwirkenden Speicherkolbens, so daß die von der Hochdruckeinspritzpumpe kontinuierlich gelieferte Fördermenge aufgenommen werden kann, die während der Förderpause zugeführt wird. Dazu ist besonders vorteilhaft die Ausbildung von Voreinspritzkolben und Speicherkolben als Differenzkolben unterschiedlichen Durchmessers und mit entsprechender Übersetzung, und durch die Kombination der Haupt- und Voreinspritzdüse mit der den Differenzkolben enthaltenden Hilfspumpe mittels eines Doppelnadeldüsenhalters zu einer Doppelnadeldüse ergeben sich besonders kleine Leitungstoträume und die Möglichkeit, lediglich einen Federraum in der Hilfspumpe vorzusehen bei gleichachsig angeordnetem Differenzkolben.The invention makes it possible to switch between the start of delivery of the pre-injection or the end of the pre-injection and the start of delivery of the main injection a defined pause of several ° NW as desired by appropriate training, storage and travel limitation of the piston acting on the pre-injection piston, so that the the high-pressure injection pump can be delivered continuously delivered flow, which is supplied during the break. For this purpose, the design of pilot injection pistons and storage pistons as differential pistons of different diameters and with appropriate ratios is particularly advantageous, and the combination of the main and pilot injection nozzles with the auxiliary pump containing the differential pistons by means of a double needle nozzle holder to form a double needle nozzle results in particularly small line dead spaces and the possibility, merely to provide a spring chamber in the auxiliary pump with the differential piston arranged coaxially.

Im einzelnen ermöglicht die Erfindung

  • 1. einen einstellbaren Förderbeginn für die Haupteinspritzung über eine vorzunehmende Volumenänderung vor dem Speicherkolben;
  • 2. die Abstands- oder Pausenveränderung zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung durch Wegbegrenzung des Speicherkolbens;
  • 3. eine Veränderung des Förderbeginns der Voreinspritzmenge durch Verstellen der Ausgangslage des Voreinspritzkolbens, wobei
  • 4. die durch die Lage der Steuerkante am Voreinspritzkolben festlegbare Voreinspritzmenge erhalten bleibt.
In particular, the invention enables
  • 1. an adjustable start of delivery for the main injection via a volume change to be made in front of the accumulator piston;
  • 2. the change in distance or pause between the pilot injection and the main injection by limiting the displacement of the accumulator piston;
  • 3. a change in the start of delivery of the pre-injection quantity by adjusting the starting position of the pre-injection piston, wherein
  • 4. The pre-injection quantity that can be determined by the position of the control edge on the pre-injection piston is retained.

Aus der US-A-2 537 087, Figur 3, ist wohl ein Anschlag für einen eine Voreinspritzung steuernden Ausweichkolben bekannt, und der dort in Figur 4 gezeigte, einen Drosselkanal steuernde Ausweichkolben ist auch mit einer Ringnut versehen, aber er arbeitet bezüglich seiner Anordnung und Funktion und dem Ergebnis völlig anders als der erfindungsgemäße Voreinspritzkolben. Wie aus Figur 1 der vorgenannten US-PS zu ersehen ist, wird mit den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausweichkolben lediglich eine sogenannte «angelagerte» Voreinspritzung (zwischen den Punkten a und b in Figur 1) gesteuert, d. h. es wird bewußt auf eine Unterbrechung der Einspritzungen verzichtet.From US-A-2 537 087, Figure 3, a stop is known for an escape piston controlling a pre-injection, and the escape piston controlling a throttle channel shown in Figure 4 is also provided with an annular groove, but it works with regard to its arrangement and function and the result completely different from the pre-injection piston according to the invention. As can be seen from Figure 1 of the aforementioned US-PS, the one shown in Figures 3 and 4 Diverter pistons only control a so-called “attached” pilot injection (between points a and b in FIG. 1), ie the injections are deliberately not interrupted.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen möglich.Advantageous further developments and improvements of the fuel injection devices specified in claim 1 are possible through the measures listed in the subclaims.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 in grob schematischer Darstellung die prinzipielle Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hilfspumpe mit zugeordneten Hochdruck-und Niederdruck-Förderpumpen in einer Gesamtdarstellung, Figur 2 den zeitlichen Verlauf der verschiedenen Hübe und Einspritzvorgänge so, wie sie durch die erfindungsgemäße Hilfspumpe realisiert werden, aufgetragen in Form eines Kurvenverlaufs über dem Nockenwellenwinkel, Fig. 3 eine detaillierte Darstellung eines Querschnittes der erfindungsgemäßen Hilfspumpe in Kastenform und separat zu den Einspritzventilen, Fig. 3a eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des Bereichs der Voreinspritzkolben-Steuernut und Fig. 4 mit den Figuren 4a, 4b, 4c und 4d ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit in einem Doppelnadeldüsenhalter integrierter Hilfspumpe im Längsschnitt sowie in verschiedenen Querschnitten.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. 1 shows a rough schematic representation of the basic embodiment of an auxiliary pump according to the invention with associated high-pressure and low-pressure feed pumps in an overall view, FIG. 2 shows the time course of the various strokes and injection processes as they are realized by the auxiliary pump according to the invention, plotted in the form 3 shows a detailed illustration of a cross section of the auxiliary pump according to the invention in box form and separately from the injection valves, FIG. 3a shows an enlarged partial sectional illustration of the area of the pilot injection piston control groove, and FIG. 4 shows FIGS. 4a, 4b, 4c and 4d shows a further exemplary embodiment of the invention with an auxiliary pump integrated in a double needle nozzle holder in longitudinal section and in different cross sections.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Fig. 1 ist mit 10 eine aus einem Tank oder Vorratsbehälter 11 Kraftstoff mit vorgegebenem Druck (beispielsweise 2 bar) über eine Zufuhrleitung 12 einer Hochdruck-Einspritzpumpe 13 sowie einer hydraulischen Hilfspumpe 14 zuführende Niederdruck-Förderpumpe bezeichnet. Die Zufuhrleitung 12 ist über ein Druckregelventil 15 zum Tank 11 abgesichert; die Hochdruck-Einspritzpumpe 13 kann von üblicher, bekannter Bauart sein. Ein nockenwellengesteuerter Pumpenkolben 13a preßt aus einem Saugraum 13b und einer Steuerbohrung 16 zugeflossenen Kraftstoff von der Niederdruck-Förderpumpe 10 unter hohem Druck in eine Druckleitung 17, in welche zwei parallel angeordnete, gegenläufig arbeitende Rückschlagventile 18a, 18b eingeschaltet sind, die ein sogenanntes Gleichdruckentlastungsventil 18 bilden. Die Druckleitung 17 führt über eine bei 19 angedeutete Verzweigung zu einer Haupteinspritzdüse 20 und über die Zweigleitung 17a zur hydraulischen Hilfspumpe 14. Die hydraulische Hilfspumpe 14 ist generell so aufgebaut, daß sie unter dem Hochdruckeinfluß der Haupteinspritzmenge eine vorgegebene, konstante Voreinspritzmenge zu einer Voreinspritzdüse 21 fördert. Aus der stark schematisierten Darstellung der hydraulischen Hilfspumpe 14 in Fig. 1 ist erkennbar, daß die hydraulische Hilfspumpe 14 über einen Differenzkolben 22 verfügt, bestehend aus einem ersten Speicherkolben 22a und einem diesem in Wirkungsrichtung nachgeschalteten und von ihm mindestens mittelbar angetriebenen Voreinspritzkolben 23, der im verjüngten Teil 24a einer Stufenbohrung 24 der hydraulischen Hilfspumpe 14 gleitet. Im demgegenüber vergrößerten Bohrungsteil 24b der Stufenbohrung ist der Speicherkolben 22a gleitverschieblich gelagert und über eine Vorspannungsfeder 25 in die in der Zeichnung dargestellte Ausgangsposition gedrückt. Die Vorspannungsfeder 25 stützt sich an der durch die Abstufung der Bohrung 24 gebildeten Schulter 26 ab. Der Durchmesser des Speicherkolbens 22a ist merklich größer als der Durchmesser des Voreinspritzkolbens 23 und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens doppelt so groß, so daß sich ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis bezüglich der Einspritzdrücke und der bei gleichen Wegeinheiten verdrängten bzw. aufgenommenen (Schluckvolumen) Kraftstoffmengen ergibt.In FIG. 1, 10 denotes a fuel from a tank or storage container 11 having a predetermined pressure (for example 2 bar) via a feed line 12 to a high-pressure injection pump 13 and a hydraulic auxiliary pump 14. The supply line 12 is secured to the tank 11 via a pressure control valve 15; the high-pressure injection pump 13 can be of a conventional, known type. A camshaft-controlled pump piston 13a presses fuel that has flowed in from a suction chamber 13b and a control bore 16 from the low-pressure feed pump 10 under high pressure into a pressure line 17, into which two parallel, opposing check valves 18a, 18b are connected, which form a so-called constant pressure relief valve 18 . The pressure line 17 leads via a branch indicated at 19 to a main injection nozzle 20 and via the branch line 17a to the hydraulic auxiliary pump 14. The hydraulic auxiliary pump 14 is generally constructed in such a way that it delivers a predetermined, constant pre-injection quantity to a pre-injection nozzle 21 under the high pressure influence of the main injection quantity . From the highly schematic representation of the hydraulic auxiliary pump 14 in FIG. 1 it can be seen that the hydraulic auxiliary pump 14 has a differential piston 22, consisting of a first accumulator piston 22a and a pre-injection piston 23 which is connected downstream in the direction of action and at least indirectly driven by it tapered part 24a of a stepped bore 24 of the hydraulic auxiliary pump 14 slides. In contrast, in the enlarged bore part 24b of the stepped bore, the accumulator piston 22a is slidably mounted and pressed into the starting position shown in the drawing by means of a preload spring 25. The bias spring 25 is supported on the shoulder 26 formed by the gradation of the bore 24. The diameter of the accumulator piston 22a is noticeably larger than the diameter of the pre-injection piston 23 and, in the exemplary embodiment shown, is at least twice as large, so that a desired transmission ratio with regard to the injection pressures and the fuel quantities displaced or absorbed at the same displacement units results.

Die Stufenbohrung 24 bildet einen dem Voreinspritzkolben 23 vorgelagerten Arbeitsraum 27, der vom Voreinspritzkolben 23 beaufschlagt ist und dem über eine Ringnut 28 und eine Verzweigungsleitung 12a von der Zufuhrleitung 12 von der Niederdruck-Förderpumpe 10 geförderter Kraftstoff zugeführt ist. Der öldicht in seinem Bohrungsteil 24a geführte Voreinspritzkolben 23 hat im vorgegebenen Abstand zum Kolbenende eine Ringnut 29, die beispielsweise über eine Querbohrung 29a und eine Kolbenlängsbohrung 29b mit dem Arbeitsraum 27 in Verbindung steht. Die bei einer in der Zeichenebene nach rechts gerichteten Bewegung des Voreinspritzkolbens 23 nach Abschluß der Ringnut 28 aus dem Arbeitsraum 27 verdrängte Voreinspritz-Kraftstoffmenge gelangt über einen im Bohrungsgrund des Arbeitsraums 27 angeschlossenen Druckkanal 31 und ein zwischengeschaltetes Rückschlagventil 30 zur Voreinspritzdüse 21.The stepped bore 24 forms a working space 27 upstream of the pre-injection piston 23, which is acted upon by the pre-injection piston 23 and to which fuel supplied by the low-pressure feed pump 10 is fed from the feed line 12 via an annular groove 28 and a branch line 12a. The oil-tight pilot injection piston 23 guided in its bore part 24a has an annular groove 29 at a predetermined distance from the piston end, which is connected to the working chamber 27, for example, via a transverse bore 29a and a piston longitudinal bore 29b. The amount of pre-injection displaced from the working space 27 when the pre-injection piston 23 is moved to the right in the plane of the drawing after the annular groove 28 has been closed passes via a pressure channel 31 connected in the bottom of the bore of the working space 27 and an intermediate check valve 30 to the pre-injection nozzle 21.

Da die Druckübersetzungsverhältnisse und die Federvorspannung im Bereich der hydraulischen Hilfspumpe 14 so bemessen sind, daß bei einwirkendem Förderdruck der Hochdruck-Einspritzpumpe 13 zunächst der Speicherkolben 22a eine zur Voreinspritzdüse 21 gerichtete Bewegung durchführt und entsprechend geförderte Kraftstoffmengen aufnimmt, ohne daß die Haupteinspritzdüse 20 den ihr zugeordneten Brennräumen oder Einlaßkanälen Kraftstoff unter hohem Druck zuführt, d.h. öffnet, ergibt sich folgende Wirkungsweise, die anhand der Diagrammdarstellung der Fig. 2 erläutert wird.Since the pressure transmission ratios and the spring preload in the area of the hydraulic auxiliary pump 14 are dimensioned such that, when the delivery pressure of the high-pressure injection pump 13 acts, the accumulator piston 22a first performs a movement directed towards the pre-injection nozzle 21 and absorbs correspondingly delivered fuel quantities without the main injection nozzle 20 being associated with it Combustion chambers or inlet channels supplies fuel under high pressure, ie opens, the following mode of operation results, which is explained on the basis of the diagram in FIG.

Bis zum Förderbeginn durch die Hochdruck- Einspritzpumpe 13 vergeht zunächst ein vorgegebener Zeitraum, bedingt durch den Umstand, daß die Förderkante des Pumpenkolbens 13a zunächst die Steuerbohrung 16 schließen muß. Im Diagramm der Fig. 2 können die auf der Abszisse angegebenen Bezugsgrößen x,... xe als Angaben in °NW oder auch als Zeitangaben entsprechend dem Nockenhub-Kurvenverlauf im Diagramm verstanden werden; vertikal ist der Hub H als Wegeinheit aufgezeichnet, der von dem Pumpenkolben 13a zurückgelegt wird. Im Diagramm ist von x1―x2 zunächst der Einspritzpumpen-Vorhub VHEP dargestellt, der bis zum effektiven Förderbeginn und dem entsprechenden Druckanstieg in der Druckleitung 17 vom Pumpenkolben 13a der Hochdruck-Einspritzpumpe 13 zurückgelegt wird. Anschließend ergibt sich zunächst eine weitere, einspritzfreie Hubbewegung, die als Voreinspritz-Vorhub VHVE bezeichnet ist und die mit dieser Bezeichnung auch der Darstellung der Fig. 1 entnommen werden kann; dieser Vorhub der Voreinspritzung entspricht der Dauer oder den Nockenwellen-Winkelgraden x2―x3 bis zum Förderbeginn FB1 der Voreinspritzung, zu welchem Zeitpunkt die von der mit 23b bezeichneten Stirnfläche gebildete Förderkante des Voreinschubkolbens 23 den Ringkanal 28 verschlossen hat. Es ergibt sich dann von x3―x4 der Voreinspritz-Förderhub FHVE, der dann beendet ist (Voreinspritz-Förderende FE1), wenn eine vordere Ringkante 29c der Ringnut 29 am Voreinspritzkolben 23 die Absteuer-Randkante 28a des Ringkanals 28 erreicht und den Arbeitsraum 27 in die Leitung 12a druckentlastet. Man erkennt, daß sich auf diese Weise, nämlich durch den Abstand der vorderen Ringkante 29c am Voreinspritzkolben 23 mit Bezug auf die Kolbenstirnfläche 23b und die Absteuer-Randkante 28a des Ringkanals 28 die Voreinspritzmenge bestimmen läßt. In gleicher Weise kann der Voreinspritz-Vorhub VHVE durch Abstandsänderungen zwischen der Stirnfläche 23b des Voreinspritzkolbens 23 und dem Ringkanal 28 eingestellt werden. Die Druckentlastung des Arbeitsraums 27 bestimmt bei X4 das Förderende FE1 der Voreinspritzung und hieran schließt sich dann ein insgesamt einspritzungsfreier Distanzhub DH an, dessen Dauer sich beispielsweise aus dem Zeitraum bestimmt, den das vordere Kolbenende benötigt, bis es im Bohrungsgrund des Arbeitsraums 27 oder an einem dort angebrachten Anschlag 27a anschlägt. Es versteht sich, daß hier auch andere Anschläge, die etwa auf den Speicherkolben 22a direkt einwirken (siehe dazu Anschlag 56 in Fig. 3), vorgesehen sein können. Sobald der Speicherkolben 22a seine unter dem Hochdruck des geförderten Kraftstoffs erfolgende Verschiebebewegung aufgrund der Anschlagmittel einstellt, ist der Distanzhub DH beendet und die hydraulische Hilfspumpe 14 nimmt keine weiteren Speichermengen des geförderten Kraftstoffs mehr auf. Die sich durch den Distanzhub von x4―x5 ergebende Förderpause zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung ist beendet, und es schließt sich dann von xs-x, im Diagramm der Fig. 2 der Haupteinspritzungs-Förderhub FHHE an, wobei die zur Haupteinspritzung gelangende Kraftstoffmenge sich in bekannter Weise durch die auf die jeweils gegebenen Brennkraftmaschinenparameter bezogene Einstellung der Hochdruck- Einspritzpumpe 13 bestimmt.A predetermined period of time elapses before the start of delivery by the high-pressure injection pump 13, due to the fact that the delivery edge of the pump piston 13a must first close the control bore 16. In the diagram in FIG. 2, the reference variables x,... X e indicated on the abscissa can be understood as information in ° NW or as time information corresponding to the cam stroke curve profile in the diagram; vertically, the stroke H is recorded as a path unit, which is from the pump piston 13a is replaced. The diagram shows the injection pump advance stroke VH EP of x 1 ―x 2 , which is covered by the pump piston 13a of the high-pressure injection pump 13 until the effective start of delivery and the corresponding pressure increase in the pressure line 17. This is followed by a further, injection-free stroke movement, which is referred to as a pre-injection pre-stroke VH VE and which can also be seen from this in the illustration in FIG. 1; this pre-stroke of the pre-injection corresponds to the duration or the camshaft angular degrees x 2 ―x 3 until the start of delivery FB1 of the pre-injection, at which time the delivery edge of the pre-insertion piston 23 formed by the end face designated 23b has closed the annular channel 28. The pre-injection delivery stroke FH VE results from x 3 ―x 4 , which is then ended (pre-injection delivery end FE1) when a front ring edge 29c of the annular groove 29 on the pre-injection piston 23 reaches the control edge 28a of the ring channel 28 and that Workspace 27 relieved of pressure in line 12a. It can be seen that the pre-injection quantity can be determined in this way, namely by the distance of the front ring edge 29c on the pre-injection piston 23 with reference to the piston end face 23b and the control edge 28a of the ring channel 28. In the same way, the pre-injection pre-stroke VH VE can be adjusted by changing the distance between the end face 23b of the pre-injection piston 23 and the annular channel 28. At X4, the pressure relief of the working chamber 27 determines the delivery end FE1 of the pre-injection and this is followed by an overall injection-free distance stroke DH, the duration of which is determined, for example, from the time it takes for the front piston end to reach the bottom of the working chamber 27 or at one abuts there stop 27a. It goes without saying that other stops which act directly on the accumulator piston 22a (see stop 56 in FIG. 3) can also be provided here. As soon as the storage piston 22a stops its displacement movement under the high pressure of the delivered fuel due to the sling means, the distance stroke DH is ended and the hydraulic auxiliary pump 14 no longer takes up any further storage quantities of the delivered fuel. The delivery pause between the pre-injection and the main injection resulting from the distance stroke of x 4 ―x 5 has ended, and the main injection delivery stroke FHHE then follows from x s- x in the diagram of FIG. 2, the amount of fuel reaching the main injection is determined in a known manner by the setting of the high-pressure injection pump 13 related to the given internal combustion engine parameters.

Man erkennt, daß die vorliegende Erfindung eine saubere und definierte Trennung zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung sicherstellt, wobei der Speicherkolben 22a die Fördermenge aufnimmt, die während der sich durch den Distanzhub DH ergebenden Förderpause von der Hochdruck-Einspritzpumpe 13 gefördert wird. Durch Verändern der den Distanzhub DH bestimmenden Anschläge für den Differenzkolben 22 läßt sich der Spritzbeginnabstand ASB zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung entsprechend Δ°NW vom Förderbeginn der Voreinspritzung zum Förderbeginn der Haupteinspritzung variieren. Die sich aus dem Voreinspritzung-Förderhub FHvE ergebende Voreinspritzung-Kraftstoffmenge QVE ist konstant, aber ebenfalls auslegbar.It can be seen that the present invention ensures a clean and defined separation between the pre-injection and the main injection, the accumulator piston 22a receiving the delivery quantity which is delivered by the high-pressure injection pump 13 during the delivery break resulting from the distance stroke DH. By changing the stops determining the distance stroke DH for the differential piston 22, the injection start distance ASB between the pre-injection and the main injection can be varied according to Δ ° NW from the start of delivery of the pre-injection to the start of delivery of the main injection. The pre-injection fuel quantity Q VE resulting from the pre-injection delivery stroke FH vE is constant, but can also be designed.

Das in Fig. 3 und 3a gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt eine auch die Leitungsverzweigung 19' umfassende Hilfspumpe 14' in Block- oder Kastenform, die, falls gewünscht, in beliebiger Weise vom Düsenhalter für die Voreinspritzdüse und/oder Haupteinspritzdüse getrennt angeordnet werden kann. Es versteht sich aber, daß die erfindungsgemäße Hilfspumpe auch Bestandteil einer oder beider Düsen sein kann, insbesondere dann, wenn Haupt- und Voreinspritzdüse als Doppelnadeldüse kombiniert sind (siehe dazu Fig. 4 mit ihren Querschnittsdarstellungen in den Fig. 4a bis 4d).The exemplary embodiment of the invention shown in FIGS. 3 and 3a shows an auxiliary pump 14 ', which also includes the line branch 19', in block or box form, which, if desired, can be arranged in any way separately from the nozzle holder for the pre-injection nozzle and / or main injection nozzle. However, it goes without saying that the auxiliary pump according to the invention can also be part of one or both nozzles, in particular when the main and pre-injection nozzles are combined as a double needle nozzle (see FIG. 4 with their cross-sectional representations in FIGS. 4a to 4d).

Die Hilfspumpe 14' stellt eine praxisgerechte Ausführungsform dar und umfaßt ein über Befestigungsmittel (Schrauben 33, 34a) seitlich angeflanschtes Anschlußstück 34, das hauptsächlich für die Leitungsverzweigung 19' (entsprechend Verzweigungspunkt 19 in Fig. 1) zuständig ist; der Einlaß für die von der nicht dargestellten Hochdruck-Einspritzpumpe kommende Druckleitung 17' ist mit 35 bezeichnet, der weiterführende Auslaß zur Haupteinspritzdüse mit 36. Die Leitungsverzweigung erfolgt hier innerhalb eines Einstellmittels, vorzugsweise einer Stellschraube 37, durch welche, wie weiter unten noch erläutert wird, der Zeitpunkt für den Förderbeginn der Voreinspritzung bestimmt werden kann. Die Stellschraube 37 ist in ein Gewinde einer von einem aufgeschraubten Stopfen 38 verschlossenen Bohrung 39 des Anschlußstückes 34 eingeschraubt und führt über einen Längskanal 17a' den von der Hochdruckeinspritzpumpe geförderten Kraftstoff der Druckseite des Arbeits- oder Speicherkolbens 22a' zu; dabei gelangt der geförderte Kraftstoff über eine Ringnut 40 in der Stellschraube 37 auch zum zur Haupteinspritzdüse führenden Druckauslaß 36. Die Lagerung des Differenzkolbens 22' kann allgemein mittels einer abgestuften Bohrung in einem die hydraulische Hilfspumpe 14' umfassenden Hauptkörper 41 erfolgen. Entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt der mit dem Ansatz 34 verbundene Hauptkörper 41 über eine durchgehend zylindrische Innenbohrung 42, die rohrförmige Einsatzstücke aufnimmt, die der Lagerung und Führung des Differenzkolbens 22' sowie der Bildung der Zu- und Abflußkanäle dienen.The auxiliary pump 14 'represents a practical embodiment and comprises a connecting piece 34 flanged laterally via fastening means (screws 33, 34a), which is mainly responsible for the line branch 19' (corresponding to branch point 19 in FIG. 1); the inlet for the pressure line 17 'coming from the high-pressure injection pump (not shown) is designated 35, the further outlet to the main injection nozzle 36. The line branching takes place here within an adjusting means, preferably an adjusting screw 37, through which, as will be explained further below , the time for the start of delivery of the pilot injection can be determined. The set screw 37 is screwed into a thread of a bore 39 of the connecting piece 34 which is closed by a screwed plug 38 and feeds the fuel delivered by the high pressure injection pump to the pressure side of the working or storage piston 22a 'via a longitudinal channel 17a'; the fuel delivered reaches the pressure outlet 36 leading to the main injection nozzle via an annular groove 40 in the adjusting screw 37. The differential piston 22 'can generally be supported by means of a stepped bore in a main body 41 comprising the hydraulic auxiliary pump 14'. According to the exemplary embodiment shown, the main body 41 connected to the extension 34 has a continuously cylindrical inner bore 42 which receives tubular inserts which serve to support and guide the differential piston 22 'and to form the inflow and outflow channels.

Es ist ein erstes rohrförmiges Einsatzstück 43 vorgesehen mit einer entsprechend großen Innenbohrung zur gleitverschieblichen Aufnahme des Speicherkolbens 22a' angrenzend an die Einmündung des Kraftstoffs unter hohem Druck zuführenden Längskanals 17a' in der Stellschraube 37. Nach rechts in der Zeichenebene schließt sich an dieses erste Einsatzstück 43 ein zweites, der Lagerung und Führung des Voreinspritzkolbens 23' dienendes Einsatzstück 44 an mit einer abgestuften Innenbohrung bei 45, die mit erweitertem Durchmesser zunächst angrenzend zum Speicherkolben 22a' einen Federraum 46 für diesen bildet, in welchem eine Vorspannungsfeder 47 eine kolbenstangenartige Verlängerung 23a' des Voreinspritzkolbens 23' umgibt und sich einerseits über zwischengelegte Federteller 48 an der durch die Abstufung der Innenbohrung 45 gebildeten Schulter und andererseits an Federtellern 49 abstützt, die an der Kolbenstange 23a' befestigt sind. Der Speicherkolben 22a' erfährt hierdurch eine Vorspannung in Richtung auf den von der Hochdruckeinspritzpumpe geförderten Kraftstoff, was auch auf den Voreinspritzkolben 23' zutrifft, der vorzugsweise mittels der Kolbenstange 23a' am Speicherkolben 22a' kraftschlüssig anliegt und mit diesem den einheitlichen Differenzkolben 22' bildet. Die weitere Ausbildung des Voreinspritzkolbens 23' ist dann so wie weiter vorn zu Fig. 1 schon beschrieben. Das zweite Einsatzstück 44 führt über eine mit einem Druckeinlaß 50 für von der Niederdruck-Förderpumpe geförderten Kraftstoff verbundene Ringausnehmung 51 und entsprechende Querkanäle dem den Voreinspritzkolben 23' vorgelagerten Arbeitsraum 27' und dem Federraum 46 (zu dessen Druckentlastung) den unter niederem Druck stehenden Kraftstoff zu. Das Auslaß-Rückschlagventil 30' befindet sich schon in einem in die Bohrung 42 des Hauptkörpers 41 eingeschraubten Verschlußstopfen 52, der auch den Auslaßanschluß 53 weiterführend zur Voreinspritzdüse bildet.A first tubular insert 43 is provided with a correspondingly large inner bore for slidably receiving the storage piston 22a 'adjacent to the longitudinal channel 17a' supplying the fuel under high pressure in the adjusting screw 37. To the right in the plane of the drawing, this first insert 43 is adjoined by a second insert 44, which serves to support and guide the pre-injection piston 23 ', with a stepped inner bore at 45 which, with an enlarged diameter, initially forms a spring chamber 46 adjacent to the storage piston 22a' , in which a biasing spring 47 surrounds a piston rod-like extension 23a 'of the pre-injection piston 23' and is supported on the one hand by means of intermediate spring plates 48 on the shoulder formed by the gradation of the inner bore 45 and on the other hand on spring plates 49 which are fastened to the piston rod 23a '. As a result, the accumulator piston 22a 'is pretensioned in the direction of the fuel delivered by the high-pressure injection pump, which also applies to the pre-injection piston 23', which preferably rests on the accumulator piston 22a 'by means of the piston rod 23a' and forms the uniform differential piston 22 'with it. The further design of the pre-injection piston 23 'is then as described earlier in FIG. 1. The second insert 44 leads via an annular recess 51 connected to a pressure inlet 50 for fuel delivered by the low-pressure feed pump and corresponding transverse channels to the working chamber 27 'upstream of the pre-injection pistons 23' and the spring chamber 46 (to relieve its pressure) of the fuel, which is under low pressure . The outlet check valve 30 'is already in a screw plug 52 screwed into the bore 42 of the main body 41, which also forms the outlet connection 53 continuing to the pre-injection nozzle.

Die Darstellung der Fig. 3a verdeutlicht nochmals die Beziehungen der unter dem Förderdruck der Hochdruck-Einspritzpumpe von dem Voreinspritzkolben 23' der so gebildeten hydraulischen Hilfspumpe 14' durchgeführten Hubwege, wobei der Abstand von einer Absteuerkante 54 einer Querbohrung 55 (entsprechend Ringkanal 28 und Absteuer-Randkante 28a in Fig. 1) zur Vorderkante 29c der Ringnut 29' am Voreinspritzkolben 23' die Summe aus Vorhub + Förderhub der Voreinspritzung angibt und, wie in Fig. 1 auch, mit VHVE + FHvE bezeichnet ist. Der bis zum Hubende sich ergebende Speicherhub ist wiederum als Distanzhub DH bezeichnet; das Hubende bestimmt sich bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch, daß zwischen dem Einsatzstück 43 und dem Einsatzstück 44 in vorgegebener Menge Distanzstücke, Beilegscheiben o. dgl., die mit 56 bezeichnet sind, eingelegt werden, wodurch sich für den Speicherkolben 22a' je nach Anzahl der eingelegten Beilegscheiben ein früherer oder späterer Anschlag ergibt, der auch den Beginn des Förderhubs der Haupteinspritzung bestimmt.3a again illustrates the relationships of the stroke paths carried out under the delivery pressure of the high-pressure injection pump by the pre-injection piston 23 'of the hydraulic auxiliary pump 14' thus formed, the distance from a control edge 54 of a transverse bore 55 (corresponding to ring channel 28 and control valve). Edge 28a in FIG. 1) to the front edge 29c of the annular groove 29 'on the pre-injection piston 23' indicates the sum of the pre-stroke + delivery stroke of the pre-injection and, as also in FIG. 1, is denoted by VH VE + FH vE . The storage stroke that results up to the end of the stroke is again referred to as the distance stroke DH; the stroke end is determined in this embodiment by inserting spacers, washers or the like, which are denoted by 56, between the insert 43 and the insert 44 in a predetermined quantity, as a result of which, depending on the number of inserted, the piston 22a ' Washer results in an earlier or later stop, which also determines the start of the delivery stroke of the main injection.

Man erkennt ferner, das durch stärkeres oder schwächeres Einschrauben der Stellschraube 37 die Ausgangsposition des Differenzkolbens 22' (Speicherkolben 22a' und Voreinspritzkolben 23') vorgegeben werden kann, wodurch sich der Zeitpunkt für den Förderbeginn der Voreinspritzung bestimmen läßt. Die Dauer der Voreinspritzung und damit die Menge ergibt sich, wie schon erwähnt, aus dem Abstand der Vorderkante 29c der Ringnut 29' am Voreinspritzkolben 23' zur Absteuerkante 54 der Kraftstoff von der Niederdruckförderpumpe zuführenden Querbohrung 55. Die Breite der Ringnut 29' am Voreinspritzkolben 23' ist so zu wählen, daß während des ganzen, durch entsprechende mechanische Anschläge vorgegebenen Distanzhubs der dem Voreinspritzkolben 23' vorgelagerte Arbeitsraum 27' druckentlastet bleibt, damit es nicht zu einer erneuten Voreinspritzung kommt. (Dies gilt sinngemäß auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.)It can also be seen that the starting position of the differential piston 22 '(accumulator piston 22a' and pre-injection piston 23 ') can be predetermined by tightening the adjusting screw 37 more or less, as a result of which the point in time for the start of delivery of the pre-injection can be determined. As already mentioned, the duration of the pre-injection results from the distance from the front edge 29c of the annular groove 29 'on the pre-injection piston 23' to the control edge 54 of the transverse bore 55 supplying fuel from the low-pressure feed pump. The width of the annular groove 29 'on the pre-injection piston 23 'is to be selected so that the entire working stroke 27' upstream of the pre-injection piston 23 'remains relieved of pressure during the entire distance stroke predetermined by appropriate mechanical stops, so that there is no renewed pre-injection. (This also applies analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 1.)

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Hilfspumpe 59 zur Voreinspritzung in einer Ausführungsform eines Doppelnadeldüsenhalters integriert ist, wobei die Fig. 4a den Querschnitt längs der Linie 1-1, die Fig. 4b längs der Linie 11-11, die Fig. 4c längs der Linie 111-111 und die Fig. 4d längs der Linie IV-IV des in Fig. 4 dargestellten Einspritzventils 60 eine Doppelnadeldüse mit integrierter Voreinspritz-Hilfspumpe 59 darstellen. Das Einspritzventil 60 umfaßt ein Anschlußstück 61, welches mit einem Hilfspumpen-Zwischenstück 62 verbunden ist und einen Druckleitungsanschluß 63 zur Hochdruckeinspritzpumpe und einen Niederdruckanschluß 64 aufweist, der mit der Niederdruck-Kraftstofförderpumpe verbunden ist. Das Anschlußstück 61 besteht im einzelnen aus einem inneren, zylinderförmigen Einsatz 66 mit abgestuften Außendurchmessern und ist bei 65 in das Zwischenstück 62 eingeschraubt. Unter Zwischenlegung geeigneter Dichtungen 67, 68 ist dann auf den Einsatz zunächst ein Ringteil 69 mit dem Niederdruckanschluß 64 aufgeschoben, welches durch eine auf den Einsatz 66 aufgeschraubte Überwurfmutter 70 gehalten ist. Ein Druckkanal 71 für den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff durchsetzt den Einsatz 66 im wesentlichen zentral vom Leitungsanschluß 63 aus und mündet in eine eine Druckleitungsverzweigung 72 bildende Ausnehmung im Einsatz 66.FIG. 4 shows an embodiment in which the auxiliary pump 59 for pre-injection is integrated in one embodiment of a double needle holder, FIG. 4a the cross section along line 1-1, FIG. 4b along line 11-11, and FIG 4c along line 111-111 and FIG. 4d along line IV-IV of the injection valve 60 shown in FIG. 4 represent a double needle nozzle with an integrated pilot injection auxiliary pump 59. The injection valve 60 comprises a connection piece 61 which is connected to an auxiliary pump intermediate piece 62 and has a pressure line connection 63 to the high pressure injection pump and a low pressure connection 64 which is connected to the low pressure fuel delivery pump. The connecting piece 61 consists in particular of an inner, cylindrical insert 66 with stepped outer diameters and is screwed into the intermediate piece 62 at 65. With suitable seals 67, 68 interposed, an annular part 69 with the low-pressure connection 64 is then pushed onto the insert, which is held by a union nut 70 screwed onto the insert 66. A pressure channel 71 for the high-pressure fuel passes through the insert 66 essentially centrally from the line connection 63 and opens into a recess in the insert 66 forming a pressure line branch 72.

Das sich an das Anschlußstück 61 anschließende Zwischenstück 62 ist aus einem tragrohrähnlichen Hauptkörper 73 gebildet, der mit einem Innengewinde den Einsatz 66 des Anschlußstückes 61 aufnimmt, in seinem Inneren ein Hilfspumpen-Einsatzstück 74 enthält und an dessen anderes Ende ein in der Zeichnung der Fig. 4 nur teilweise dargestellter Düsenhalter 75 mit dem Druckkanal 76 für den unter Niederdruck stehenden Voreinspritz-Kraftstoff und Druckkanal 77 für den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff sowie dem bei 78 nur schematisch angedeuteten Federraum angesetzt ist. Beim Ausführungsbeispiel ist der Düsenhalter 75 in ein Innengewinde des tragenden Hohlzylinders 73, wie bei 79 angedeutet, geschraubt und hält so auch, über ein zwischengelegtes, abdichtendes und Druckkanäle fortsetzendes sowie zugleich als Anschlag für den Differenzkolben dienendes Zwischenelement 80 das Hilfspumpen-Einsatzstück 74 im Anschlag an den Einsatz 66 des Anschlußstückes 61. Das Einsatzstück 74 ist zweiteilig ausgeführt.The connecting piece 61 adjoining the connecting piece 61 is formed from a main body 73 similar to a supporting tube, which receives the insert 66 of the connecting piece 61 with an internal thread, contains an auxiliary pump insert 74 in its interior, and at the other end thereof an insert in the drawing of FIG. 4 only partially shown nozzle holder 75 with the pressure channel 76 for the low-pressure pre-injection fuel and pressure channel 77 for the high-pressure fuel and the spring chamber, which is only schematically indicated at 78, is attached. In the exemplary embodiment, the nozzle holder 75 is screwed into an internal thread of the supporting hollow cylinder 73, as indicated at 79, and thus also holds the auxiliary pump insert 74 at the stop via an interposed, sealing and pressure channels which also serves as a stop for the differential piston to the insert 66 of the connector 61. The insert 74 is made in two parts.

Die Hilfspumpe 59 ist im Hilfspumpen-Einsatzstück 74 exzentrisch aus der Mitte heraus angeordnet und umfaßt im wesentlichen eine Stufenbohrung 81a, 81b, wobei die erste Bohrung 81a einen Voreinspritzkolben 82 für die Voreinspritzung und die zweite Bohrung 81b einen Arbeits-oder Speicherkolben 83 gleitverschieblich lagert. Der Speicherkolben 83 steht dabei unter der sich in der Ausnehmung 72 des Einsatzes 66 ergebenden hohen Kraftstoffdruck von der Hochdruck- Einspritzpumpe und überträgt seine Wirkung auf den Voreinspritzkolben 82 mit entsprechender Übersetzung. Die beiden Kolben 82 und 83 der Voreinspritz-Hilfspumpe können dabei einstückig ausgebildet sein oder als getrennte Teile ineinandergreifen; sie bewegen sich gemeinsam unter der Wirkung von bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise lediglich einer einzigen Vorspannungsfeder 84, die in einem Federraum 85 angeordnet ist, der sich als Ringbohrung 85a nach unten, die Lagerbohrung 81a für den Voreinspritzkolben 82 dabei umgebend, fortsetzt. Auf diese Weise ist eine größere Anzahl von Federwindungen frei wählbar, so daß die Federcharakteristik je nach Wunsch ausgelegt werden kann.The auxiliary pump 59 is arranged eccentrically from the center in the auxiliary pump insert 74 and essentially comprises a stepped bore 81a, 81b, the first bore 81a slidably supporting a pre-injection piston 82 for the pre-injection and the second bore 81b a working or storage piston 83. The accumulator piston 83 is under the high fuel pressure from the high-pressure injection pump which results in the recess 72 of the insert 66 and transmits its effect to the pre-injection piston 82 with a corresponding transmission ratio. The two pistons 82 and 83 of the pilot injection auxiliary pump can be formed in one piece or interlock as separate parts; they move together under the action of, for example, only a single pretensioning spring 84, which is arranged in a spring chamber 85, which continues downward as an annular bore 85a, thereby surrounding the bearing bore 81a for the pre-injection piston 82. In this way, a larger number of spring windings can be freely selected, so that the spring characteristic can be designed as desired.

Der Verbindungsbereich zwischen dem Voreinspritzkolben 82 und dem Speicherkolben 83, der in Fig. 4 allgemein mit 86 bezeichnet ist, kann in an sich beliebiger Weise ausgebildet sein und bildet jedenfalls einen Federteller 87, an welchem sich die Vorspannungsfeder 84 abstützt, wobei sie auf der anderen Seite im Bohrungsgrund der Ringbohrung 85a aufliegt.The connection area between the pre-injection piston 82 and the storage piston 83, which is generally designated 86 in FIG. 4, can be designed in any way per se and in any case forms a spring plate 87, on which the biasing spring 84 is supported, on the other Side rests in the bottom of the bore 85a.

Die Kraftstoffzufuhr für die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung verläuft dabei wie folgt. Der unter dem hohen Druck der Haupteinspritzung stehende Kraftstoff gelangt vom Hochdruckanschluß 63 über den schon erwähnten Druckkanal 71 zur Ausnehmung 72 und verläuft dann durch den geradlinigen Druckkanal 88, der exzentrisch im Hilfspumpen-Einsatzstück 74 angeordnet ist, bis er über eine Öffnung 89 im Zwischenelement 80 zum Druckkanal 77 im Düsenhalter 75 und von dort weiter zur Haupteinspritzdüse gelangt, deren Bereich mit E2 bezeichnet ist.The fuel supply for the pre-injection and the main injection is as follows. The fuel, which is under the high pressure of the main injection, passes from the high-pressure connection 63 via the already mentioned pressure channel 71 to the recess 72 and then runs through the straight-line pressure channel 88, which is arranged eccentrically in the auxiliary pump insert 74, until it has an opening 89 in the intermediate element 80 to the pressure channel 77 in the nozzle holder 75 and from there to the main injection nozzle, the area of which is designated E2.

Der Kraftstoff für die Voreinspritzung gelangt vom Niederdruckanschluß 64 zu einem ersten Ringkanal 90 im Einsatz 66, der natürlich auch vom Ringteil 79 gebildet sein kann und von dort über «äußere» Kanäle 91 im oder am Einsatz 66 und Kanäle 92 im oder am Einsatzstück 74 im Hilfspumpenbereich bis zu einem zweiten Ringkanal 93, der über einen Querkanal 94 mit einem dem Voreinspritzkolben 82 vorgelagerten Arbeitsraum 95 verbunden ist. Durch Verdrängung aus dem Arbeitsraum 95 gelangt der Voreinspritz-Kraftstoff über ein hier mit einer Kugel 96a versehene Rückschlagventil 96 zum Druckkanal 76 im Düsenhalter 75 und von dort zum Voreinspritzbereich E1 der hier nicht näher dargestellten Voreinspritzdüse 21.The fuel for the pre-injection passes from the low-pressure connection 64 to a first ring channel 90 in the insert 66, which of course can also be formed by the ring part 79 and from there via “outer” channels 91 in or on the insert 66 and channels 92 in or on the insert 74 in Auxiliary pump area up to a second ring channel 93, which is connected via a transverse channel 94 to a working chamber 95 located upstream of the pre-injection piston 82. As a result of displacement from the working space 95, the pre-injection fuel reaches the pressure channel 76 in the nozzle holder 75 via a check valve 96, which is provided with a ball 96a, and from there to the pre-injection area E1 of the pre-injection nozzle 21, which is not shown here.

Die den unter Niederdruck stehenden Kraftstoff zum Arbeitsraum 95 der Hilfspumpe 59 führenden Kanäle 91; 92, 92' sind deshalb als sogenannte äußere Kanäle bezeichnet worden, weil sie bei dem in der Darstellung der Fig. 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel als äußere Längsrillen in den Einsätzen 66, 74 ausgebildet sind und die Kanalform durch die Umschließung oder Einfassung durch den Hohlzylinder 73 erreicht wird. Überhaupt verlaufen nahezu sämtliche Kanäle, Bohrungen, Speicher-, Druck- und Arbeitsräume unter Vermeidung von Schrägbohrungen, so daß sich eine kostengünstige Herstellung mit geringem Aufwand verbindet, denn ein weiterer, wesentlicher Vorteil des integrierten Doppeldüsensystems besteht darin, daß auf Lecköl-Rückführbohrungen und Aufnahmeräume völlig verzichtet wird und das Lecköl intern über das Niederdrucksystem der Voreinspritzung zurückgeführt wird. Es werden daher auch nur die beiden äußeren Leitungsanschlüsse 63 und 64 benötigt, so daß es gelingt, unter Beibehaltung der radialen Außenabmessungen die Voreinspritz-Hilfspumpe 59 im Doppelnadeldüsenhalter mit anzuordnen und insgesamt kompakt und mit geringem Aufwand zu bauen. Bei der Darstellung der Fig. 4 sei noch darauf hingewiesen, daß die den Kanal 92 für den Voreinspritz-Kraftstoff bildende Nut um 90° versetzt dargestellt ist, was aus der Betrachtung der Schnittbilder der Fig. 4a bis 4d erkennbar ist, auf die im folgenden eingegangen wird; dabei münden die Kanäle 92 und ergänzend 92' in einem dritten Zwischenringraum, der bei 97 im Übergang zwischen dem Einsatz 66 und dem Einsatzstück 74 gebildet ist.The channels 91; leading the low pressure fuel to the working space 95 of the auxiliary pump 59; 92, 92 'have been referred to as so-called outer channels because, in the preferred exemplary embodiment shown in the illustration in FIG. 4, they are designed as outer longitudinal grooves in the inserts 66, 74 and the channel shape is formed by the encircling or bordering by the hollow cylinder 73 is achieved. In general, almost all channels, bores, storage, pressure and work spaces avoid oblique bores, so that inexpensive production can be combined with little effort, because a further, essential advantage of the integrated double nozzle system is that leakage oil return bores and receiving spaces is completely dispensed with and the leakage oil is returned internally via the low pressure system of the pre-injection. Therefore, only the two outer line connections 63 and 64 are required, so that it is possible to arrange the pilot injection auxiliary pump 59 in the double needle nozzle holder while maintaining the radial outer dimensions and to build it overall compactly and with little effort. In the illustration of FIG. 4, it should also be pointed out that the groove forming the channel 92 for the pre-injection fuel is shown offset by 90 °, which can be seen from the consideration of the sectional images of FIGS. 4a to 4d, to the following is received; channels 92 and 92 'open into a third intermediate annular space, which is formed at 97 in the transition between insert 66 and insert 74.

Die vorteilhafte Kombination der Leckölrückführung mit dem Niederdrucksystem der Voreinspritzung geht am besten aus den Schnittbildern der Fig. 4a bis 4d hervor; man erkennt in der Darstellung der Fig. 4d, daß diametral gegenüberliegend zwei der seitlich von Nuten oder Rillen gebildeten Kanäle 92, 92', ausgehend vom dritten Ringraum 97 im Hilfspumpen-Einsatzstück 74, vorgesehen sind, die mit dem Federraum 85 für die einen Differenzkolben bildenden Kolben 82 und 83 über Querbohrungen 98a, 98b verbunden sind.The advantageous combination of the leakage oil return with the low pressure system of the pre-injection can best be seen from the sectional diagrams of FIGS. 4a to 4d; 4d that diametrically opposite two of the channels 92, 92 'formed laterally by grooves or grooves, starting from the third annular space 97 in the auxiliary pump insert 74, are provided, which have the spring space 85 for the one differential piston forming pistons 82 and 83 are connected via transverse bores 98a, 98b.

Der weiter unten liegende Schnitt entsprechend der Fig. 4c läßt die Querbohrung 94 aus dem Ringraum 93 zum Arbeitsraum 95 erkennen sowie einen weiteren Axialkanal 99, der in dieser Höhe beginnen kann und über einen Querkanal 100 mit dem Ringraum 93 verbunden ist. Dieser Axialkanal 99 dient der Leckölrückführung aus dem Federraum 78 des Düsenhalters 75 und ist dort mit den gleichen Bezugszeichen angedeutet. Man erkennt, daß sich durch diesen einen zusätzlichen Längskanal 99 und einige Querbohrungen eine vollständige Leckölrückführung, eingegliedert in das Niederdrucksystem der Voreinspritzung ergibt, wobei die beiden äußeren Leitungsanschlüsse am gleichen Anschlußstück 61, axial und radial wegführend, angeordnet sein können.4c shows the cross bore 94 from the annular space 93 to the working space 95 and a further axial channel 99, which can start at this height and is connected to the annular space 93 via a transverse channel 100. This axial channel 99 serves to return oil from the spring chamber 78 of the nozzle holder 75 and is indicated there with the same reference numerals. It can be seen that an additional longitudinal channel 99 and a few transverse bores result in a complete leakage oil return, incorporated in the low-pressure system of the pre-injection, whereby the two outer line connections can be arranged on the same connector 61, axially and radially leading away.

Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel des die integrierte Voreinspritz-Hilfspumpe 59 enthaltenden Kombinations-Einspritzventils entsprechend Fig. 4 sichert die gleichen Einstellmöglichkeiten, wie weiter vorn anhand der Darstellung der Fig. 2 ausführlich erläutert, also entsprechende Pausen- und Mengeneinstellungen, wobei der vom Speicherkolben 83 zurückgelegte Hub mit A bezeichnet ist. Die Wirkungsweise im Hilfspumpenbereich ist ähnlich wie weiter vorn schon erläutert; der Hub endet, wenn das vordere Kolbenende des Voreinspritzkolbens 82 am Bohrungsgrund des Arbeitsraums 95, hier also am Zwischenelement 80 anschlägt; das Ende der Voreinspritzung ergibt sich allerdings wie weiter vorn schon erläutert durch die Wirkung der von der Querbohrung 94 gebildeten Absteuerkante. Der vom Speicherkolben 83 dann noch fortgesetzte Hub ist der freie Distanzhub, bis die Haupteinspritzung einsetzt.The previously described embodiment of the combination injection valve containing the integrated pilot injection auxiliary pump 59 in accordance with FIG. 4 ensures the same setting options as explained in detail above with reference to the illustration in FIG. 2, that is to say they correspond de Pause and quantity settings, the stroke covered by the storage piston 83 being designated A. The mode of operation in the auxiliary pump area is similar to that already explained above; the stroke ends when the front piston end of the pre-injection piston 82 strikes the bottom of the bore of the working space 95, that is to say here the intermediate element 80; however, the end of the pilot injection results, as already explained further above, by the action of the control edge formed by the transverse bore 94. The stroke which is then continued by the accumulator piston 83 is the free distance stroke until the main injection begins.

Claims (8)

1. Fuel injection device for the predefined pre-and main injection of internal-combustion diesel engines, comprising a main injection nozzle (20) supplied with a main injection volume from a high-pressure injection pump (13) via a pressure line (17), a hydraulic auxiliary pump (14) which is connected to the pressure line (17) at the drive side and which contains a piston (22), driven by the delivery pressure of the high-pressure injection pump (13), with diverting edge (29c) formed by an annluar groove (29) for dimensioning the preinjection volume supplied to a preinjection nozzle (21), and comprising a low-pressure feed pump (10) which supplies fuel for the preinjection to a work space (27) preceding the piston (22) of the auxiliary pump (14), characterized in that the piston is constructed as a differential piston (22; 22') comprising a storage piston (22a; 22a'; 83) and a preinjection piston (23; 23'; 82), which is at least indirectly driven by the former, with a diameter which is smaller compared with the storage piston, and is arranged in such a manner that a stroke of the storage piston (22a; 22a'; 83) results by means of which a storage volume of fuel determining the beginning of delivery (FB2) of the main injection (HE) is absorbed, in that furthermore the end of an injection-free spacing stroke (DH) defining a delivery pause between the end of delivery (FE1) of the preinjection (VE) and the beginning of delivery (FB2) of the main injection (HE) and, correspondingly, the beginning of delivery (FB2) of the main injection is determined by a stop (27a; 56; intermediate element 80) for the preinjection piston (23; 82) or the storage piston (22a'; 83), in that, furthermore, the width of the annular groove (29; 29') at the preinjection piston (23, 23'; 82) is constructed to be of such a width that the work space (27; 27'; 95) preceding the preinjection piston (23; 23'; 82), remains pressure-relieved during the entire stroke (DH) predetermined by the stop (27a; 56; intermediate element 80), and in that the main and preinjection nozzle (20, 21) and the auxiliary pump (14, 14'; 59) are combined to form one double needle nozzle by means of a nozzle holder (75) which is common to both nozzles.
2. Fuel injection device according to Claim 1, characterized in that inserts (43, 44; 74) having different inside holes for accommodating the differential piston (22') formed by the preinjection piston (23'; 82) and storage piston (22a'; 83) are arranged in a hole (42) of a main body (41; 73) and in that a connecting piece (34; 61) accommodating the pressure line branch (19'; 72) is attached to the main body (41; 73).
3. Fuel injection device according to Claim 2, characterized in that in the connecting piece (34) an adjusting screw (37) is arranged which, as mechanical stop for the storage piston (22a'), determines the starting position of the differential piston (22') and, atthe same time, supplies the fuel delivered by the high-pressure injection pump to the pressure side of the storage piston (22a') via a central longitudinal duct (17a') and forms by means of an annular duct (40) a line branch (19') to the outlet (36) leading to the main injection nozzle.
4. Fuel injection device according to Claim 2 or 3, characterized in that a connecting plug (52) with check valve (30') and outlet connection (53) leading to the preinjection nozzle (21) is screwed into the end of the main body (41) of the auxiliary pump (14'), forming a separate function block with the connecting piece (34) accommodating the line branch (19').
5. Fuel injection device according to Claim 2, characterized in that between the connecting piece (61) on the injection pump side and the nozzle holder (75), an intermediate piece (62) containing the auxiliary pump (59) for the preinjection and the required pressure lines and ducts and the main body (73) and the auxiliary pump insets (74) is arranged, retaining the radial outside dimensions of the adjoining components.
6. Fuel injection device according to Claim 5, characterized in that the intermediate piece (62) only contains low-pressure and high-pressure lines, ducts and pressure spaces coming from the connecting piece (61), omitting leakage oil return lines, the leakage oil being introduced into the ducts (92, 92', 93), connecting the low-pressure feed pump (10) to the work space (95) of the preinjection piston (82), of the low-pressure preinjection line system.
7. Fuel injection device according to Claim 5 or 6, characterized in that the intermediate piece (62) forms sliding bearing guides for the storage piston (83) and the preinjection piston (82) in an eccentric stepped inside hole (81a, 81b) and within the two- part inset (74) comprises a single spring space (85) for only a single pretension spring (84) used as restoring spring for preinjection piston (82) and storage piston (83).
8. Fuel injection device according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the preinjection nozzle duct or ducts (92, 92', 91) are constructed in an inset (66) of the connecting piece (61) and/or in the inset (74) of the intermediate piece (62) as outer grooves which in each case connect annular spaces (90, 97, 93) and are connected via transverse ducts (98a, 98b, 100) to the spring space (85) of the auxiliary pump (59) and at least indirectly to the spring space (98) of the nozzle holder (75) for returning the leakage oil.
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