DE3330987A1

DE3330987A1 - Fuel-injection device with pre-injection and main injection

Info

Publication number: DE3330987A1
Application number: DE19833330987
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Vogel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-08-27
Filing date: 1983-08-27
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Fuel-injection device with pre-injection and main injection in diesel internal-combustion engines, a high-pressure injection pump (10) feeding the main injection quantity to a main injection nozzle (21) and a hydraulic pre-injection auxiliary pump (18) being driven by the same pressure pulse. The pre-injection auxiliary pump (18) has a stepped piston (22), which is forced by a powerful return spring (24) into a starting position predetermined by a first stop adjustment arrangement (26); a second stop adjustment arrangement (27) determines the stroke covered under the action of the delivery pressure of the high pressure injection pump. By means of separate and where necessary common adjustments or stops co-ordinated with one another the pre-injection quantity and injection timing can be varied regardless of the load and engine speed. <IMAGE>

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Vor- und Haupteinspritzung Stand der TechnikState of the art fuel injection device with pilot and main injection

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung dieser Art (DE-OS 30 11 37 6) wird für den ausschließlichen Anwendungsfall,einerseits zündunwilligen, von einer Hochdruckeinspritzpumpe geförderten HauptkraftstoffThe invention is based on a fuel injection device according to the preamble of the main claim. In a known fuel injection device of this type (DE-OS 30 11 37 6) is for the exclusive application, on the one hand unwilling to ignite, Main fuel delivered by a high pressure injection pump

und andererseits von einer gesonderten Pumpe geförderten Zündkraftstoff über eine hydraulische Hilfspumpe separaten Einspritzdüsen für Hauptkraftstoff und Zündkraftstoff bei einem Dieselmotor zu- jand on the other hand, ignition fuel delivered by a separate pump Separate injection nozzles for main fuel and ignition fuel in a diesel engine via a hydraulic auxiliary pump

zuführen, inder Hilfspumpaein Voreinspritzkolben unter dem Förderdruck der Hochdruckeinspritzpumpe angetrieben und verdrängt eine Voreinspritzmenge aus einem ihm vorgelagerten Arbeitsraum zur separaten Düse für die Voreinspritzung. Um den Hubweg des die Voreinspritzmenge verdrängenden Voreinspritzkolbens und damit die Voreinspritzmenge selbst während des Betriebs der Brennkraftmaschine einstellen zu können, verfügt der Vo rein-supply, in the auxiliary pump a pre-injection piston under the delivery pressure driven by the high-pressure injection pump and displaces a pre-injection quantity from a working chamber upstream of it to the separate nozzle for the pre-injection. To the stroke of the preinjection piston displacing the preinjection quantity and thus the preinjection quantity itself during operation to be able to adjust the internal combustion engine, the Vo purely

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spritzkolben über eine schräge Steuerkante, die mit einem in der Kolbenführung starr angeordneten Anschlagstift in einstellbarer Weise dadurch zusammenwirkt., daß der Kolben selbst mittels einer Regelstange drehbar gelagert ist, wodurch sich der Anschlag-Abstand der kolbeneigenen Steuerkante zum stationären Anschlagstift verändern läßt. Bei dieser bekannten Einspritzeinrichtung wird ferner versucht, eine zeitliche Zuordnung zwischen Vor- und Haupteinspritzung dadurch zu erzielen, daß in der von der Hochdruck-Einspritzpumpe kommenden Druckleitung, dieinjection plunger over an inclined control edge, which is connected to one in the Piston guide rigidly arranged stop pin cooperates in an adjustable manner. That the piston itself by means of a Control rod is rotatably mounted, whereby the stop distance the piston-own control edge can be changed to the stationary stop pin. In this known injection device also tries to achieve a temporal association between pilot and main injection in that the high pressure injection pump coming pressure line that

einerseits zur Haupteinspritzdüse führt undon the one hand leads to the main injection nozzle and

andererseits den Druckraum, für den Voreinspritzkolben beaufschlagt, ein Entlastungsventil vorgesehen ist, in dem ein Drosselkanal für den Hauptkraftstoff vorgesehen ist. Es dürfte problematisch sein, mit einer Einspritzeinrichtung dieser Art eine phasenrichtige Zuordnung von Zu- und Haupteinspritzung zu erzielen, da Abhängigkeiten von der Drehzahl und der Last durch den dynamischen Einfluß der Leitungen und der Drosselkanäle nicht ausgeschlossen werden können; ferner" ist es nicht möglich, den Einspritzzeitpunkt für die Voreinspritzmenge gezielt und in seiner zeitlichen Zuordnung zur Haupteinspritzung zu verändern, bei gleichzeitiger Beibehaltung der VoreinspritzmengenbeStimmung.on the other hand, the pressure chamber for which the pre-injection piston is acted upon, a relief valve is provided in which a throttle channel is provided for the main fuel. It should With an injection device of this type, it can be problematic to assign the feed and main injection to the correct phase because there are no dependencies on the speed and the load due to the dynamic influence of the lines and the throttle channels can be excluded; furthermore "it is not possible to target the injection time for the preinjection quantity and in its to change the time allocation to the main injection, while maintaining the pre-injection quantity determination.

Allgemein ist es bekannt, daß unerwünschte Laufgeräusche bei Dieselmotoren auf die größere Wärmeentwicklung zu Beginn der Verbrennung zurückzuführen sind, so daß schon seit längerem ver- · sucht wird, die Verbrennung durch eine begrenzbare und zeitlich in wünschenswerter Weise zur Haupteinspritzung positionierbare Voreinspritzmenge einzuleiten und so die Verbrennungsgeschwin-It is generally known that undesirable running noises in diesel engines are due to the greater heat generation at the beginning of the Combustion are to be traced back, so that attempts have been made for a long time to reduce the combustion by means of a time limitable to initiate a pre-injection quantity that can be positioned in a desirable manner for the main injection and thus the combustion speed

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digkeit zu begrenzen, allgemein zu steuern. Die sich in diesem Zusammenhang anbietende Lösung der Anordnung von zwei kompletten, getrennten, parallel arbeitenden Einspritzsystemen ist aufwendig und nicht empfehlenswert, da zwei Pumpen, zwei Leitungen und zwei Düsen erforderlich sind, ferner die notwendigen Synchroni sie rungs mittel zwischen den beiden Systemen.ability to limit, to control in general. Which are in this The solution of the arrangement of two complete, separate, parallel working injection systems, which offers a connection, is complex and not recommended as two pumps, two lines and two nozzles are required, as well as the necessary synchronizers they mean between the two systems.

Es ist ferner bekannt, durch geeignete Dimensionierung einer normalen Einspritzanlage Voreinspritzeffekte zu erzielen; hierbei ist dann ein bestimmter Größen- und FunktionsZusammenhang von Vorhub, Leitungsdurchmesser, Düsenlöchern und Düsenfedern einzuhalten, dies führt jedoch zu einer nachteiligen Abhängigkeit von Last und Drehzahl und den sich ändernden dynamischen Einflüssen beim Betrieb der Brennkraftmaschine.It is also known by suitable dimensioning of a normal Injection system to achieve pre-injection effects; there is then a certain size and function relationship between The advance stroke, line diameter, nozzle holes and nozzle springs must be adhered to, but this leads to a disadvantageous dependency of load and speed and the changing dynamic influences when operating the internal combustion engine.

Es ist ferner eine bekannte Maßnahme, bei Einspritzpumpen zusätzliche Steuereinrichtungen sowie einen Zwischenspeicher vorzusehen, wodurch es gelingt, eine Herabsetzung der Fördergeschwindigkeit durch Drosselung bis in die Nähe von Null zu erzielen. Da sich-hierbei in der zur Düse laufenden Druckquelle eine Anfängsstufe ausbilden kann, kann man eine Art Voreinspritzung bei bestimmten Drehzahlen und Laststufen erreichen.It is also a known measure, additional in the case of injection pumps Provide control devices and an intermediate storage device, which makes it possible to reduce the conveying speed can be achieved by throttling down to the vicinity of zero. Since this is in the pressure source running to the nozzle can form an initial stage, a kind of pre-injection can be achieved at certain speeds and load levels.

Selbst wenn die Voreinspritzung in ihrer Dosierung und zeitlichen Position durch zwei Systeme mit zwei Einspritzpumpen vorgenommen wird, deren Nockenwellen miteinander gekuppelt sind, ergeben sich aber Schwierigkeiten in der phasenrichtigen Zuordnung von Vor- und Haupteinspritzung infolge der durch denEven if the pre-injection in its dosage and time position is carried out by two systems with two injection pumps whose camshafts are coupled to one another, however, difficulties arise in the correct phase assignment of pilot and main injection as a result of the

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dynamischen Einfluß der beiden Leitungen verursachten Abhängigkeit von Drehzahl und Last.dynamic influence of the two lines caused dependency of speed and load.

Zur Erzielung einer Vor- und Haupteinspritzung ist ferner eine Einrichtung bekannt (DE-PS 1 252 001), bei der ein separater kleiner Kolben für die Voreinspritzung achsparallel versetzt zu einem Belastungskolben für die Haupteinspritzung innerhalb eines Kraftstoffeinspritzventils angeordnet ist. Dabei entfällt eine getrennte Niederdruckversorgung und die Voreinspritzmenge wird aus der Kraftstoff zufuhr für die Haupte ins ρ ritz me η ge gewonnen, was eine nachteilige Beeinflussung des Standdrucks in der Druckleitung und damit bezüglich der Genauigkeit der Mengensteuerung nicht ausschließt.To achieve a pilot and main injection, a device is also known (DE-PS 1 252 001) in which a separate small piston for the pilot injection offset axially parallel to a loading piston for the main injection within a Fuel injection valve is arranged. There is no need for a separate low-pressure supply and the pre-injection quantity is no longer required obtained from the fuel supply for the main in the ρ ritz me η ge, which has an adverse effect on the static pressure in the pressure line and thus with regard to the accuracy of the quantity control does not exclude.

Schließlich ist es noch bekannt (DE-OS 28 34 633), zur Steuerung der Voreinspritzung bei Brennkraftmaschinen einen einteiligen, entgegen der Kraft einer Feder verschiebbaren Steuerschieber vorzusehen, der mit deutlicher Zwischenentlastung in einen Speicher über Steuerkanten die jeweils gewünschten Verbindungen zur Vor- und Haupteinspritzung herstellt. Auch hier wird die Voreinspritzung von der Fördermenge der auch die Haupteinspritzmenge liefernden Einspritzpumpe abgezweigt, so daß die Genauigkeit der Mengensteuerung für die Haupteinspritzmenge eine negative Beeinflussung erfährt.Finally, it is also known (DE-OS 28 34 633) to control the pilot injection in internal combustion engines a one-piece, to provide sliding control slide against the force of a spring, which with significant intermediate relief in a Memory creates the required connections to the pilot and main injection via control edges. Again, the Pre-injection branched off from the delivery rate of the injection pump, which also delivers the main injection rate, so that the The accuracy of the quantity control for the main injection quantity is adversely affected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit definierter Beziehung zwischen Vor- und Haupteinspritzung zu schaffen, die kostengünstig auf der Ver-The invention is based on the object of a fuel injection device with a defined relationship between pilot and main injection, which is cost-effective on the

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Wendung nur einer Kraftstoffeinspritzpumpe beruht und bei der sowohl die Voreinspritzmenge als auch der Voreinspritzbeginn relativ und phasenrichtig zur Haupteinspritzung und unabhängig zueinander verändert werden kann, ferner unabhängig von Last und Drehzahl im jeweiligen Betriebszeitpunkt.Turn only one fuel injection pump is based and when both the pre-injection quantity and the start of pre-injection are relative and can be changed in phase with the main injection and independently of one another, furthermore independently of load and Speed at the respective time of operation.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs' und hat.gegenüber dem genannten Stand der Technik den Vorteil, daß eine Einstellung und Verstellung von Voreinspritzmenge, Voreinspritzzeitpunkt und die phasenrichtige Zuordnung von Voreinspritzung und Haupteinspritzung unabhängig zu den dynamischen Gegebenheiten der Brennkraftmaschine im jeweiligen Betriebspunkt, jedoch in Abhängigkeit zu den in diesem Betriebszeitpunkt vorliegenden Betriebsparametern vorgenommen werden kann.The fuel injection device according to the invention solves this Task with the characterizing features of the main claim and has the advantage over the stated prior art, that an adjustment and adjustment of the pre-injection quantity, pre-injection time and the in-phase assignment of pilot injection and main injection independent of the dynamic ones Conditions of the internal combustion engine at the respective operating point, however, depending on the operating time at this point in time present operating parameters can be made.

Dabei ist vorteilhaft, daß die auf den Voreinspritzkolben der hydraulischen Hilfspumpe einwirkende Rückholfeder - im Gegensatz zu der Vorspannungsfeder· bei der Hilfspumpe nach der bekannten Einspritzeinrichtung entsprechend DE-OS 30 11 376, bei der die Vorspannungsfeder auf der mit der Hochdruck-Einspritzpumpe verbundenen Druckseite des Voreinspritzkolbens und damit gleichwirkend mit dieser angeordnet ist - , bei der Erfindung der Druckwirkung der Hochdruck-Einspritzpumpe entgegenwirkend im Arbeitsraum des Voreinspritzkolbens angeordnet und im übrigen so kräftig ausgelegt, daß das Entstehen des Voreinspritzdrucks ohneIt is advantageous that the hydraulic A return spring acting on the auxiliary pump - in contrast to the preload spring · in the case of the known auxiliary pump Injection device according to DE-OS 30 11 376, in which the Pre-tensioning spring on the pressure side of the pre-injection piston connected to the high-pressure injection pump and thus acting in the same way is arranged with this -, in the invention, the pressure effect of the high pressure injection pump counteracting in the working space of the pre-injection piston arranged and otherwise designed so powerful that the emergence of the pre-injection pressure without

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wesentlichen Einfluß auf die Hubbewegung des Voreinspritzkolbens ist. Es ist daher möglich, durch entsprechende Einbeziehung der Rückholfeder-Vorspannung durch die beiderseits möglichen Anschlagverstellungen das Gesamtsystem so auszulegen, daß die Förderung der Voreinspritzmenge durch die hydraulische Hilfspumpe erst dann beginnt, wenn der Druck in der Haupteinspritzleitung die Vorspannung der Rückholfeder überwunden hat. Um bei der möglichen Verlegung des Einspritzzeitpunktes für die Voreinspritzung die Voreinspritzmenge dennoch konstant halten zu können, brauchen bei vorliegender Erfindung lediglich die beiden Verstellmöglichkeiten für die Anschläge gleichzeitig bewegt zu werden.significant influence on the stroke movement of the pre-injection piston is. It is therefore possible, by appropriately including the return spring preload, through the stop adjustments that are possible on both sides to design the overall system in such a way that the preinjection quantity is conveyed by the hydraulic auxiliary pump only begins when the pressure in the main injection line has overcome the bias of the return spring. To deal with the possible shifting of the injection timing for the pre-injection In the present invention, only the two adjustment options are required to be able to keep the pre-injection quantity constant for the stops to be moved at the same time.

Vorteilhaft ist ferner, daß der Voreinspritzkolben ausgeprägt als Stufenkolben mit erheblich unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet ist, so daß auch noch bei niedrigem Druck in der Haupteinspritzleitung ein ausreichend hoher Voreinspritzdruck erzeugt werden kann, der eine gute Zerstäubung gewährleistet.It is also advantageous that the pre-injection piston is designed as a stepped piston with considerably different diameters is, so that a sufficiently high pre-injection pressure is generated even at low pressure in the main injection line can be that ensures good atomization.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Verstellung eines ersten Anschlags durch die Verdrehbarkeit einer Buchse über eine von außen angreifende Zahn- oder Regelstange, wobei die Buchse sich über einen Schrägkanteneingriff an einem stationären Teil in der zylinderartigen Führung des Voreinspritzkolbens abstützt, während der zweite Anschlag durch eine Verdrehung des Voreinspritzkolbens verstellt werden kann, wodurch sich die RelativpositionThe measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the fuel injection device specified in the main claim are possible. The adjustment of a first stop by the rotatability of a bushing via a bushing that acts from the outside is particularly advantageous Toothed rack or control rod, the bushing via a bevel edge engagement on a stationary part in the cylinder-like Guide of the pre-injection piston is supported, while the second stop is supported by a rotation of the pre-injection piston can be adjusted, whereby the relative position

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einer Schrägkante am Kolben gegenüber einem stationärena beveled edge on the piston versus a stationary one

Anschlag verändern läßt.Can change the stop.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in stark schematisierter Vereinfachung Haup einspritzdüse und Voreinspritzdüse, die über kurze Leitungen mit diesen verbundene, hydraulische Hilfspumpe sowie die Anschiußverbindungen zur Hochdruckeinspritzpumpe und Niederdruckförde rpumpe.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. The drawing shows the main in a highly schematic simplification Injection nozzle and pre-injection nozzle, the hydraulic auxiliary pump connected to them via short lines and the connection connections for high pressure injection pump and low pressure feed pump.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, für den unter dem Förderdruck der Hochdruck-Einspritzpumpe in seiner Führung verschiebbaren Voreinspritzkolben zwei verstellbare Anschläge, einen oberen und einen unteren Anschlag vorzusehen, die jeweils für sich und je nach Wunsch auch im aufeinander abgestimmten Ablauf verstellt werden können, so daß gezielte Veränderungen von Voreinspritzmenge und Voreinspritzzeitpunkt, unabhängig von Last und Drehzahl und sonstigen dynamischen Gegebenheiten, möglich sind.The basic idea of the present invention is for the under the delivery pressure of the high pressure injection pump in its Guide displaceable pre-injection piston to provide two adjustable stops, an upper and a lower stop, each individually and, if desired, also in coordinated form Sequence can be adjusted so that specific changes in the pre-injection quantity and pre-injection time, regardless of load and speed and other dynamic conditions, possible are.

In der Zeichnung ist die Niederdruck-Förderpumpe mit 10 bezeichnet; sie fördert aus einem Tank 11 in eine erste Druckleitung 12 Kraftstoff mit geringerem Druck, der über eine Leitungs-In the drawing, the low-pressure feed pump is denoted by 10; it conveys fuel at a lower pressure from a tank 11 into a first pressure line 12, which via a line

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verzweigung bei 13 und einen zwischengeschalteten Dämpfungs-· speicher 14 sowohl in einen Pumpenarbeitsraum 15a der Hochdruck-Einspritzpumpe 15 als auch über eine weiterführende Leitung 12a und ein Rückschlagventil 16 in einen Arbeitsraum 17 der hydraulischen, insgesamt mit 18 bezeichneten Hilfspumpe für die Voreinspritzung gelangt. Da die Leitungssysteme für die Vor- und die Hauptein spritzung., wie aus der Zeichnung ersichtlich., in allen Bereichen voneinander getrennt sind, versteht es sich und liegt daher innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens, diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung auch zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit zwei unterschiedlichen Arten von Kraftstoff zu verwenden, beispielsweise Zündkraftstoff für die Voreinspritzung und zündunwilligen Hauptkraftstoff, der vom Druckauslaß 15b der Hochdruckeinspritzpumpe 15 hinter einem Rückschlagventil 19 über eine zweite Druckleitungjder Haupteinspritzleitung 20_;zur Haupteinspritzdüse 21 gelangt. Aufbau und Funktion sowohl der Niederdruckpumpe 10 als auch der Hochdruck-Einspritzpumpe 15, schließlich der getrennten oder auch in einer Doppeldüse zusammengefaßten Haupteinspritzdüse 21 und einer Voreinspritzdüse 25 sind für sich gesehen bekannt und, da nicht Gegenstand vorliegender Erfindung, im folgenden auch nicht im einzelnen erläutert.junction at 13 and an interposed damping accumulator 14 both in a pump working chamber 15a of the high pressure injection pump 15 and via a further line 12a and a check valve 16 in a working chamber 17 of the hydraulic auxiliary pump, designated 18 as a whole, for the preinjection. Since the line systems for the pre-injection and the main injection, as can be seen from the drawing, are separated from each other in all areas, it goes without saying and is therefore within the scope of the invention, this fuel injection device also for supplying an internal combustion engine with two different types of To use fuel, for example ignition fuel for the pre-injection and ignition-unwilling main fuel, which is supplied from the pressure outlet 15b of the high-pressure injection pump 15 downstream of a check valve 19 via a second pressure line of the main injection line 20 _; reaches the main injection nozzle 21. The structure and function of both the low-pressure pump 10 and the high-pressure injection pump 15, and finally the main injection nozzle 21, either separate or combined in a double nozzle, and a pre-injection nozzle 25 are known per se and, since they are not the subject of the present invention, are not explained in detail below .

Die der Voreinspritzung und deren Verstellmöglichkeiten dienende hydraulische Hilfspumpe 18 umfaßt einen in einer als Kolbenführung dienenden abgestuften Bohrung 23 gleitverschieblich gelagerten Stufenkolben 22. Der Stufenkolben 22 ist unterteilt in einen Treibkolbenteil 22a, der mit seiner Druckseite unmittelbar dem von der Hochdruck-Einspritzpumpe 15 stammenden Förderdruck ausgesetzt ist, und einen Einspritzkoibenteil 22b, wobei der DurchmesserThe hydraulic auxiliary pump 18, which serves for the pre-injection and its adjustment possibilities, comprises one in a piston guide serving stepped bore 23 slidably mounted stepped piston 22. The stepped piston 22 is subdivided into a drive piston part 22a, the pressure side of which is directly from the High-pressure injection pump 15 is exposed to delivery pressure originating from, and an injection cylinder part 22b, the diameter

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des Treibkolbenteils 22a merklich größer als der des Einspritzkolbenteils 22b ist, vorzugsweise doppelt so groß oder größer, so daß sich eine wirksame Druckflächenuntersetzung ergibt, die sicherstellt, daß auch bei noch niedrigem Druck in der Haupteinspritzleitung 20, je nach der Abstimmung und insbesondere der Auslegung einer Rückholfeder 24, ein ausreichend hoher Voreinspritzdruck zur Voreinspritzdüse 25 erzeugt und somit eine ,gute Zerstäubung durch diese gewährleistet ist. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang die Auslegung der hydraulischen Hilfspumpe 18, wobei insbesondere die sich am Bohrungsgrund des Arbeitsraums 17, aus'welchem der Einspritzkolbenteil 22b des Stufenkolbens 22 die Voreinspritzmenge zur Voreinspritzdüse 25 verdrängt, abstützende Rückholfeder 24 von Bedeutung ist. Es ist ein Merkmal vorliegender Erfindung, bezüglich der Verstellbarkeit des Voreinspritzzeitpunktes auf die Vorspannung der Rückholfeder 24 abzustellen. Diese Vorspannung läßt sich durch die Ausgangsposition des Stufenkolbens 22 mit Voreinspritzkolbenteil 22b bestimmen. Hierzu und zur Veränderung der Voreinspritzmenge - sowie letztlich zur phasenrichtigen Zuordnung von Vor- zu Haupteinspritzung unabhängig von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine ,-sind zwei Anschlagverstellanordnungen 26 und 27 vorgesehen, die Hub und Lage des Stufenkolbens 22 vorgeben, durch welche während des Betriebs der Brennkraftmaschine, also während des Arbeitens der hydraulischen Hilfspumpe 18 Verstellungen vorgenommen werden können und die für den Stufenkolben 22 insoweit einen oberen und unteren Anschlag für die Hubbewegung bilden.of the drive piston part 22a is noticeably larger than that of the injection piston part 22b is, preferably twice as large or larger, so that there is an effective pressure area reduction that ensures that even when the pressure in the main injection line 20 is still low, depending on the vote and in particular the design of a Return spring 24 generates a sufficiently high pre-injection pressure to the pre-injection nozzle 25 and thus good atomization is guaranteed by this. In this context, the design of the hydraulic auxiliary pump 18 is essential, with in particular which is located at the bottom of the hole in the working space 17, from which the injection piston part 22b of the stepped piston 22 the pilot injection amount displaced to the pre-injection nozzle 25, supporting return spring 24 is important. It is a feature of the present Invention to focus on the preload of the return spring 24 with regard to the adjustability of the pre-injection time. These Preload can be adjusted through the starting position of the stepped piston 22 with pre-injection piston part 22b. For this and for changing the pre-injection quantity - and ultimately for in-phase assignment of pilot to main injection independent of the load and speed of the internal combustion engine, -are two Stop adjustment arrangements 26 and 27 are provided, which specify the stroke and position of the stepped piston 22, through which during the Operation of the internal combustion engine, so 18 adjustments are made while the hydraulic auxiliary pump is working can and form an upper and lower stop for the stroke movement for the stepped piston 22.

Die Anschlagverstellanordnung 27 für den unteren Anschlag, anThe stop adjustment arrangement 27 for the lower stop on

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welchen der Stufenkolben 22 bei Einwirken des Förderdrucks von der Hochdruck-Einspritzpumpe 15 läuft und der daher letztendlich. die Voreinspritzmenge festlegt, besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem quer im verjüngten Voreinspritzkolbenteil 22b angeordneten Anschlagstift 28 oder einem entsprechend-ausgebildeten Bund oder radialen Vorsprung. Der Anschlagstift 28 schlägt an die Stirnfläche einer insoweit zunächst als stationär anzunehmenden Buchse 29 an; allerdings kann diese Buchse ihre axiale Position mit Bezug auf den Querstift 28 dadurch verändern, daß eine an ihrer anderen Endfläche vorgesehene Schrägfläche mit einer passenden schrägen Gegenfläche im Gehäuse der hydraulischen Hilfspumpe zusammenwirkt. Es ist daher möglich, durch Verdrehen der Buchse 29 diese durch das schraubenähnliche, eine Steigung vermittelnde Auf ein andergleiten der Schrägflächen in ihrer Axialposition und damit die Anschlaghöhe für den Querstift 28 ζμ verändern. In der Zeichnung ist die schräge stationäre Gegenfläche des Gehäuses mit 30 bezeichnet; diese-kann separat eingelegt sein und stützt sich dann an einer Innenschulter 31 der als Kolbenführung dienenden Bohrung 2 3 ab. Die Verdrehung der Buchse 29 kann von außen und während des Betriebs der hydraulischen Hilfspumpe mit Hilfe einer Zahnstange 32 als Regelstange bewirkt werden, die in eine Außen verzahnung am Umfang der Buchse 29 eingreift. Es ist auch möglich, die Buchse 29 als Ritzel auszulegen und deren Verdrehung durch einen Schnecken/Spindeltrieb zu bewirken.which the stepped piston 22 runs when the delivery pressure from the high-pressure injection pump 15 acts, and which therefore ultimately. defines the pre-injection quantity, exists in the illustrated embodiment from a stop pin 28 arranged transversely in the tapered pre-injection piston part 22b or a correspondingly designed one Collar or radial projection. The stop pin 28 strikes the end face of what is initially assumed to be stationary in this respect Socket 29 on; however, this bushing can change its axial position with respect to the transverse pin 28 in that one on its other End surface provided inclined surface cooperates with a matching inclined counter surface in the housing of the hydraulic auxiliary pump. It is therefore possible, by rotating the bushing 29, this through the screw-like, a slope mediating on another slide of the inclined surfaces in their axial position and thus the Change the stop height for the cross pin 28 ζμ. In the drawing, the inclined stationary counter surface of the housing is designated by 30; this can be inserted separately and is then supported an inner shoulder 31 of the bore 2 3 serving as a piston guide. The rotation of the socket 29 can from the outside and during the Operation of the hydraulic auxiliary pump with the help of a rack 32 can be effected as a control rod, which is in an external toothing engages the circumference of the socket 29. It is also possible to design the socket 29 as a pinion and to rotate it to effect a worm / spindle drive.

Der obere Anschlag, der dann insoweit die Ausgangsposition des Stufenkolbens 22 beim Voreinspritz-Förderhub bestimmt und damit auch die bei der jeweiligen Ausgangsposition wirksame Rückhol-The upper stop, which is then the starting position of the stepped piston 22 during the pre-injection delivery stroke and thus also the return force effective at the respective starting position

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feder-Vorspannung festlegt, erfolgt bei dem in der Zeichnungspring preload is done with the one in the drawing

dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Stufenkolben 22 und damit auch der Voreinspritzkolbenteil 22b mittels einer weiteren Zahnstange 33 auch noch um seine eigene Achse gedreht werden kann, indem diese Zahnstange 33 in eine Umfangsverzahnung 34 am Stufenkolben eingreift. Hierdurch erfährt eine vordere Schrägkante 35 einer Ringnut 36 am Stufenkolben 22 eine Winkelverdrehung gegenüber einem ortsfesten zweiten Anschlagstift 37. Gegen diesen Anschlagstift 37 wird die Schrägfläche 35 des Stufenkolbens 22 von der Rückholfeder 24 gedrückt.illustrated embodiment in that the stepped piston 22 and thus the pre-injection piston part 22b can also be rotated about its own axis by means of a further toothed rack 33 can by this rack 33 in a circumferential toothing 34 on Stepped piston engages. As a result, a front inclined edge 35 of an annular groove 36 on the stepped piston 22 experiences an angular rotation with respect to a stationary second stop pin 37. The inclined surface 35 of the stepped piston 22 rests against this stop pin 37 pressed by the return spring 24.

Es versteht sich, daß die oberen und/oder unteren Anschlagmittel für den Stufenkolben auch durch andere Verstellelemente realisiert werden können; so ist es beispielsweise möglich, die Nut 36 im Stufenkolben als Ringnut konstanter Breite· auszulegen und den Anschlagstift 37 dadurch axial zu verlagern, daß er exzentrisch an einem stationären Drehteil, dieses gelagert im Gehäuse der hydraulischen Hilfspumpe, angeordnet ist, welches Drehteil seinerseits eine entsprechende Verdrehung über eine Regelstange o. dgl. erfährt. In allen Fällen ergibt sich so für den Stufenkolben der hydraulischen Hilfspumpe ein oberer und unterer Anschlag mit folgender Funktion.It goes without saying that the upper and / or lower stop means for the stepped piston are also implemented by other adjusting elements can be; For example, it is possible to design the groove 36 in the stepped piston as an annular groove of constant width and the To move the stop pin 37 axially in that it is eccentric on a stationary rotating part, this mounted in the housing of the hydraulic auxiliary pump, is arranged, which rotary part in turn a corresponding rotation via a control rod or the like. In all cases, this also results in an upper and lower stop for the stepped piston of the hydraulic auxiliary pump following function.

Ein konstanter vorderer Anschlag, in der Zeichenebene also die linke Anschlagverstellanordnung 2 6, sorgt dafür, daß der Förderdruck der Hochdruck-Einspritzpumpe 15 jeweils eine auf konstante Federvorspannung der Rückholfeder 24 zurückgehende Gegenkraft vorfindet, so daß sich der jeweilige Einspritzzeitpunkt darausA constant front stop, that is to say the left stop adjustment arrangement 26 in the plane of the drawing, ensures that the delivery pressure of the high-pressure injection pump 15 each to a constant Spring bias of the return spring 24 finds a decreasing counterforce, so that the respective injection time is derived from it

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bestimmt, wann der Förderdruck so weit angestiegen ist, daß die Vorspannung der Rückholfeder 24 bei dieser vorderen Anschlagposition von ihm überwunden wird. Mit anderen Worten, die Förderung der Hilfspumpe 18 beginnt erst dann (Einspritzzeitpunkt derdetermines when the delivery pressure has risen so far that the bias of the return spring 24 at this front stop position is overcome by him. In other words, the delivery of the auxiliary pump 18 begins only then (injection time of the

Voreinspritzung) j wenn der Druck in der Haupteinspritzleitung 20 die Vorspannung der Rückholfeder 24 überwindet. Eine bei konstantem vorderen Anschlag vorgenommene Verstellung des hinteren Anschlags, in der Zeichenebene rechts realisiert durch die Anschlagverstellanordnung 27, bewirkt dann eine Änderung der Voreinspritzmenge, wie ohne weiteres ersichtlich, denn je weiter der Vo reinspritzkolbenteil 22b in seiner Führung nach links gedrückt werden kann, bevor der Anschlagzapfen 28 auf die Gegenfläche der Hülse · 29 auftrifft, umso mehr Kraftstoffmenge wird aus dem Arbeitsraum 17 verdrängt.Pilot injection) j when the pressure in the main injection line 20 the bias of the return spring 24 overcomes. An adjustment of the rear stop carried out with a constant front stop, Realized in the plane of the drawing on the right by the stop adjustment arrangement 27, then causes a change in the pre-injection quantity, as can be seen without further ado, because the further the pre-injection piston part 22b can be pressed to the left in its guide before the stop pin 28 hits the opposite surface of the sleeve 29 occurs, the more fuel is displaced from the working chamber 17.

Andererseits läßt sich durch eine unterschiedliche Ausgangsposition des Stufenkolbens 22, realisiert durch die Einstellung der vorderen Anschlagverstellanordnung 26, der Einspritzzeitpunkt für die Voreinspritzung entsprechend variieren, je nachdem, wie weit die Rückholfeder 24 durch diese Ausgangsposition noch zusammengepreßt ist und welche Vorspannung daher jeweils-vorliegt. Der beschriebene Zusammenhang ergibt sich in bekannter Weise daraus, daß eine Feder bei beispielsweise konstant vorausgesetzter Federkonstante eine wegabhängige Federkraft entwickelt, angewendet auf die vorliegende Erfindung also eine lagenabhängige und daher veränderbare Vorspannung auf den Stufenkolben 22 ausübt.On the other hand, you can use a different starting position of the stepped piston 22, realized by setting the front stop adjustment arrangement 26, the injection time for the preinjection vary accordingly, depending on how far the return spring 24 is still compressed by this starting position and which preload is therefore present in each case. The one described Relationship arises in a known manner from the fact that a spring with a constant assumed spring constant, for example a path-dependent spring force developed, so applied to the present invention, a position-dependent and therefore changeable Exerts preload on the stepped piston 22.

Es versteht sich, daß bei einer gewünschten Veränderung desIt goes without saying that if you want to change the

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Voreinspritzzeitpunktes daniij wenn gleichzeitig die Voreinsprüzmenge konstant bleiben soll., beide Anschlagverstellanordnungen 2 6, 27 eine Verstellung erfahren müssen, was durch eine entsprechende, gegenseitige Abstimmung problemlos möglich ist.Pre-injection time daniij if the pre-injection quantity is at the same time should remain constant., both stop adjustment arrangements 2 6, 27 have to experience a misrepresentation, which is caused by a corresponding, mutual coordination is possible without any problems.

Der Erfindung gelingt es. daher, sowohl die Voreinspritzmenge als auch den Voreinspritzbeginn relativ und in entsprechend gewünschter phasenrichtiger Zuordnung zur Haupteinspritzung zu verändern, und zwar unabhängig von Last und Drehzahl. In diesem Zusammenhang ist auch darauf zu achten, daß die hydraulische Hilfspumpe 18 möglichst in Nähe der beiden Düsen unter Vermeidung langer Leitungen angeordnet wird; es liegt daher auch innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens, sowohl Hauptdüse als auch Voreinspritzdüse zu einer Doppeldüse zusammenzufassen als auch die hydraulische Hilfspumpe mit ihren wenigen Bauelementen entweder als separaten Block angrenzend zur Doppeldüse oder als unmittelbaren Teil derselben, befestigt beispielsweise am Düsenhalter, auszubilden.The invention succeeds. therefore, both the pilot injection amount and also to change the start of pre-injection in relation to the main injection and in a correspondingly desired phase-correct assignment, regardless of load and speed. In this context, it must also be ensured that the hydraulic auxiliary pump 18 is arranged as close as possible to the two nozzles, avoiding long lines; it is therefore also within the scope of the invention Framework to combine both the main nozzle and the pre-injection nozzle into a double nozzle, as well as the Hydraulic auxiliary pump with its few components either as a separate block adjacent to the double nozzle or as an immediate one Part of the same, for example, attached to the nozzle holder to form.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander eriindungswesentlich sein.All of the features shown in the description, the following claims and the drawing can be used individually as well as be essential to the invention in any combination.

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Claims

lj Fuel injection device with pilot and main injection in internal combustion engines; in particular diesel internal combustion engines., with a main injection nozzle supplied with a main injection quantity by a high pressure injection pump and a hydraulic auxiliary pilot pump driven by the delivery pressure of the high pressure injection pump, which has a piston and a working space upstream of this, supplied with fuel by a low-pressure feed pump. holds, from which the preinjection quantity is displaced to a preinjection nozzle, furthermore with means for adjusting the stroke of the piston and thus for changing the preinjection quantity during operation, characterized in that for the supplementary, in-phase allocation of the preinjection quantity and the main injection quantity as well as for changing the injection time for the Vo reins ρ scoring the piston (22) of the auxiliary pilot pump (18) is assigned both an upper and a lower stop which can be adjusted during operation.

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2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that that the piston (22) is designed as a stepped piston for pressure intensification and from one of the delivery pressure of the High-pressure injection pump exposed drive piston part (22a) and a pre-injection piston part (22b), on which a attack upper and a lower stop adjustment arrangement (2 6, 27).

3. Fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that one of the stepped piston of the hydraulic A return spring (24) which presses the auxiliary pump (18) into an initial position is provided, the spring force of which is so dimensioned that, depending on the axial starting position of the Stepped piston (22) a correspondingly variable injection time that can be changed by the front stop adjustment arrangement (26) results for the preinjection at the point in time at which the pressure in the main injection line (20) the preload the return spring (24) overcomes.

4. Fuel injection device according to claim 3, characterized in that that the return spring (24) is arranged in the working space (17) facing away from the pressure side of the drive piston part (22a), from which the injection piston part (22b) displaces the pre-injection quantity to the pre-injection nozzle (25).

5 .. fuel injection device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the effective pressure areas and / or the total by shifting the axial expansion

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initial position of the stepped piston (22) of the hydraulic auxiliary pump (18) determinable spring preload are dimensioned so that the promotion of the preinjection quantity by the second stop adjustment (27) variable stroke stop of the stepped piston (22) is ended before the delivery pressure of the The high-pressure injection pump opens the main injection nozzle (21).

6. Fuel injection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that. the pressure transmission through the stepped piston (22) of the hydraulic auxiliary pump (18) is dimensioned so that "even when the pressure in the main injection line is still low (20), based on the preload of the return spring (24), a high pre-injection pressure and thus good atomization is achievable.

7. Fuel injection device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lower one, which limits the stroke of the stepped piston (22) and thus determines the preinjection quantity Stop adjustment arrangement (27) consisting of one on a radial projection (28) on the pre-injection piston part (22b) of the stepped cavity (2 attacking, variable in its axial position stop surface exists.

3. Kraitstorieinspritzeinrichtung according to claim 1, characterized in that the axiai displaceable stop surface for the stroke adjustment from the end face of a bushing (29) is formed, the opposite end surface designed as an inclined surface and in such a way cooperates with a complementary inclined Getjenfläche (30) on the housing, that when turning cer

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Sleeve (29) the axial displacement of its stop surface takes place.

9. Fuel injection device according to claim 7 or 8, characterized characterized in that a toothed rack (32) is provided for rotating the sleeve (29), with which a toothing on the outer circumference of the sleeve combs.

10. Fuel injection device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the setting the front stop adjustment arrangement (2 6) serving the spring preload of the return spring from one in the piston guide mounted, stationary stop pin (37) is formed against which, depending on the angular position of the stepped piston (22) an inclined inner edge (35) formed by an annular groove (36) runs up on the stepped piston (22) and that for rotating the Stepped piston a further toothed rack (33) is provided, which with an outer surface toothing (34) on the stepped piston (22) combs. ,