EP0418800A2 - Fuel injection apparatus for an internal combustion engine - Google Patents

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EP0418800A2 EP90117905A EP90117905A EP0418800A2 EP 0418800 A2 EP0418800 A2 EP 0418800A2 EP 90117905 A EP90117905 A EP 90117905A EP 90117905 A EP90117905 A EP 90117905A EP 0418800 A2 EP0418800 A2 EP 0418800A2
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fuel
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    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/462—Delivery valves

Abstract

A fuel injection apparatus for the injection of an initial quantity and a main quantity of fuel has a hydraulically operated pre-injection piston which acts upon a pre-injection piston chamber. The pre-injection piston chamber is directly connected to a pre-injection line and via a connecting duct to a main injection line, the pre-injection piston closing off the connecting duct on completion of the pre-injection. This facilitates a structurally simple design of the fuel injection apparatus and the pre-injection piston chamber can be filled without a separate fuel feed pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe zur Förderung einer Haupt­einspritzmenge über eine Haupteinspritzleitung und einem mit einer Voreinspritzleitung gekoppelten Voreinspritzkolbenraum, der zur Ein­spritzung einer Voreinspritzmenge mit einem von der Einspritzpumpe gegen eine Federkraft hydraulisch beaufschlagten Voreinspritzkolben zusammenwirkt.The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine having an injection pump for delivering a main injection quantity via a main injection line and a pre-injection piston chamber coupled to a pre-injection line, which for the injection of a pre-injection quantity interacts with a pre-injection piston hydraulically actuated by the injection pump against a spring force.

Aus der DE-OS 30 02 851 ist eine gattungsgemäße Brennstoffeinspritz­vorrichtung bekannt, bei der ein zündunwilliger Hauptkraftstoff, bei­spielsweise Alkohol in einer Haupteinspritzung und ein anderer Zünd­kraftstoff in einer Voreinspritzung der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Es sind zwei getrennte Kraftstoffzuführungen, insbesondere zwei Kraftstofftanks und zwei Kraftstoffpumpen zum Betrieb der Brennkraft­maschine erforderlich. Die Voreinspritzung erfolgt dabei dadurch, daß der in der Einspritzpumpe dem zündunwilligen Kraftstoff aufgeprägte Druck den Voreinspritzkolben gegen dessen Federkraft bewegt, so daß die Voreinspritzleitung und eine Düse in einen Brennraum der Brenn­kraftmaschine gefördert wird. Der wesentliche Nachteil dieser Anord­nung ist darin zu sehen, daß für die Füllung des Voreinspritzkolben­raumes eine eigene Föderpumpe erforderlich ist.From DE-OS 30 02 851 a generic fuel injection device is known in which an ignition-resistant main fuel, for example alcohol in a main injection and another ignition fuel in a pre-injection of the internal combustion engine is supplied. Two separate fuel supply lines, in particular two fuel tanks and two fuel pumps, are required to operate the internal combustion engine. The pre-injection takes place in that the pressure impressed on the unwanted fuel in the injection pump moves the pre-injection piston against its spring force, so that the pilot injection line and a nozzle are conveyed into a combustion chamber of the internal combustion engine. The main disadvantage of this arrangement is the fact that a separate pump is required to fill the pre-injection piston chamber.

Die DE-OS 33 34 620 betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, bei der ein von einem Voreinspritzkolben verschlossener Voreinspritzkol­benraum hydraulisch von einem Treib-Ausweichkolben beaufschlagt wird, welcher wiederum hydraulisch von einer Hochdruckeinspritzpumpe betä­tigt wird. Der Druckraum zwischen den beiden Kolben ist dabei über geeignete durch den Treib-Ausweichkolben verschließbare Steuerbohrun­gen und -kanten entlastbar, so daß die Parameter des Voreinspritzver­laufes definiert einstellbar sind. Nachteilig bei dieser Ausführung wirkt sich ebenfalls aus, daß für die Förderung des Brennstoffs in den Voreinspritzkolbenraum eine eigene Niederdruckförderpumpe erforderlich ist, die neben der Einspritzpumpe für die Haupteinspritzung benötigt wird.DE-OS 33 34 620 relates to a fuel injection device in which a pre-injection piston chamber closed by a pre-injection piston is acted upon hydraulically by a drive-evasive piston, which in turn is actuated hydraulically by a high-pressure injection pump. The pressure space between the two pistons can be relieved via suitable control bores and edges which can be closed by the propelling / deflecting piston, so that the parameters of the pre-injection process can be set in a defined manner. Another disadvantage of this embodiment is that a separate low-pressure feed pump is required for the delivery of the fuel into the pre-injection piston chamber, which pump is required in addition to the injection pump for the main injection.

Aus der DE-OS-33 34 619 ist schließlich eine weitere Brennstoffein­spritzvorrichtung bekannt geworden, bei der ein Voreinspritzkolben koaxial und gleitverschieblich in einem den Beginn der Haupteinsprit­zung bestimmenden Speicherkolben gelagert ist. Auch diese Anordnung benötigt funktionsnotwendig eine getrennte Niederdruckförderpumpe für den der Voreinspritzung bestimmten Brennstoff.Finally, from DE-OS-33 34 619 a further fuel injection device has become known, in which a pre-injection piston is mounted coaxially and slidably in a storage piston which determines the start of the main injection. This arrangement also requires a separate low-pressure feed pump for the fuel intended for the pre-injection.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, mittels der eine getrennte Vor- und Haupteinspritzung von Brennstoff erzielbar ist, ohne daß eine separate Niederdruckeinspritzpumpe für die Voreinspritzmengeerforderlich ist. Weiterhin soll eine konstruk­tiv möglichst einfache Ausführung geschaffen werden.Proceeding from this, it is an object of the present invention to provide a fuel injection device of the generic type, by means of which separate pre-injection and main injection of fuel can be achieved without the need for a separate low-pressure injection pump for the pre-injection quantity. Furthermore, the design should be as simple as possible in terms of construction.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Hauptdruck­ventil zwischen Einspritzpumpe und der Haupteinspritzleitung vorgese­hen ist, wobei die Haupteinspritzleitung über einen Verbindungskanal mit dem Voreinspritzkolbenraum verbunden ist, ferner die Sitzgeometrie und Federkraft des Voreinspritzkolbens so bemessen ist, daß die Voreinspritzung vor Öffnung des Hauptventiles eingeleitet ist, wobei der Voreinspritzkolben bei Beendigung der Voreinspritzung die Verbin­dung zwischen Hauptund Voreinspritzleitung unterbricht.According to the invention, the object is achieved in that a main pressure valve is provided between the injection pump and the main injection line, the main injection line being connected to the pre-injection piston chamber via a connecting channel, and the seat geometry and spring force of the pre-injection piston being dimensioned such that the pre-injection is initiated before the main valve opens , wherein the pre-injection piston interrupts the connection between the main and pre-injection line when the pre-injection ends.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Brennstoffversorgung des Voreinspritzkolbenraumes auf einfache Weise über den Verbindungskanal aus dem in der Hauptein­spritzleitung befindlichen Brennstoffvolumen erfolgt, wenn das Haupt­ventil nach Beendigung der Haupteinspritzung verschlossen ist. Dadurch erübrigt sich vorteilhafterweise eine separate Niederdruckförderpumpe für die Voreinspritzmenge des Brennstoffes, denn die Auffüllung des Voreinspritzkolbenraumes erfolgt über die in der Haupteinspritzleitung befindliche Brennstoffmenge.A major advantage of the device according to the invention is that the fuel supply to the pre-injection piston chamber is provided in a simple manner via the connecting channel from the fuel volume in the main injection line when the main valve is closed after the main injection has ended. This advantageously eliminates the need for a separate low-pressure feed pump for the pre-injection quantity of the fuel, since the pre-injection piston chamber is filled via the quantity of fuel located in the main injection line.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist eine Druckleitung vom Pumpenraum der Einspritzpumpe zur pumpenraumseitigen Stirnfläche des Voreinspritzkolbens vorgesehen. Diese Stirnfläche ist vorzugsweise größer als der Dichtungsquerschnitt der Druckleitung. Hierdurch wird bewirkt, daß bei Erreichen eines bestimmten Schwellendruckes im Pum­penraum, der den Voreinspritzkolben entgegen dessen Federkraft und dem Standdruck im Voreinspritzkolbenraum in Bewegung setzt, der Pumpen­raumdruck nach geringfügigem Anheben des Druckventilkolbens schlagar­tig auf die größere Fläche des Druckventilkolbendurchmessers wirkt. Durch das hierdurch bewirkte schlagartige Anwachsen der Drucckraft springt der Voreinspritzkolben auf und erzeugt eine Druckwelle, die sich über die Voreinspritzleitung bis zur Voreinspritzdüse fort­ pflanzt. Dieses Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet den wesentlichen Vorteil der Erfindung: Die Erzeugung einer Druckwelle bestimmter Höhe in der Voreinspritzleitung fast unabhängig von der Drehzahl der Einspritzpumpe.In a preferred development of the invention, a pressure line is provided from the pump chamber of the injection pump to the end face of the pilot injection piston on the pump chamber side. This end face is preferably larger than the sealing cross section of the pressure line. This has the effect that when a certain threshold pressure is reached in the pump chamber, which sets the pre-injection piston against its spring force and the standing pressure in the pre-injection piston chamber, the pump chamber pressure acts suddenly on the larger area of the pressure valve piston diameter after the pressure valve piston has been slightly raised. As a result of the sudden increase in the pressure force, the pre-injection piston springs open and generates a pressure wave that continues through the pre-injection line to the pre-injection nozzle plants. This feature of the device according to the invention includes the essential advantage of the invention: the generation of a pressure wave of a certain height in the pre-injection line almost independent of the speed of the injection pump.

Vorzugsweise sind die Voreinspritzleitung und die Haupteinspritzlei­tung hinsichtlich ihrer Länge zur Erzielung einer gewünschten Sprei­zung zwischen Vor- und Haupteinspritzung aufeinander abgestimmt.The length of the pre-injection line and the main injection line are preferably matched to one another in order to achieve a desired spread between the pre-injection and the main injection.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Öffnungsdrücke des Voreinspritzventils und des Haupteinspritzventils zur Erzielung einer gewünschten Spreizung zwischen Vor- und Hauptein­spritzung aufeinander abgestimmt sind.Another advantageous embodiment of the invention provides that the opening pressures of the pre-injection valve and the main injection valve are matched to one another in order to achieve a desired spread between the pre-injection and the main injection.

Weiterhin von Vorteil ist, daß die Einspritzpumpe, das Hauptdruckven­til und der Voreinspritzkolbenraum eine kompakte bauliche Einheit bilden. Somit läßt sich die Anzahl und Größe der am Motor anzu­bauenden Vorrichtungen weitestgehend minimieren. Insbesondere sind statt der bisher verwendeten drei Bauteile - Hochdruckeinspritzpumpe, Niederdruckförderpumpe und Kraftstoffeinspritzvorrichtung - nur noch eine einzige, alle drei Funktionen ausführende Vorrichtung erforder­lich. Dadurch werden weiterhin die Längen der benötigten Zuleitungen minimiert. Ferner wird der Herstellungs-, Einbau- und Wartungsaufwand gegenüber den bekannten Vorrichtungen reduziert.Another advantage is that the injection pump, the main pressure valve and the pre-injection piston chamber form a compact structural unit. The number and size of the devices to be attached to the motor can thus be minimized as far as possible. In particular, instead of the three components used hitherto - high-pressure injection pump, low-pressure feed pump and fuel injection device - only a single device performing all three functions is required. This further minimizes the lengths of the supply lines required. Furthermore, the manufacturing, installation and maintenance costs are reduced compared to the known devices.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. Dabei zeigt:

  • Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Brennstoff­einspritzvorrichtung nebst Einspritzventilen,
  • Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Brennstoffein­spritzvorrichtung.
The invention is further explained below with reference to the accompanying drawing. It shows:
  • 1 is a schematic view of the fuel injection device according to the invention together with injection valves,
  • Fig. 2 shows a schematic longitudinal section through the fuel injection device.

In Fig. 1 ist schematisch die Brennstoffeinspritzvorrichtung 1 ge­zeigt, die im wesentlichen aus einer Einspritzpumpe 2 und einem an diesen angeflanschten Einspritzmengenverteilkopf 3 besteht. Mit diesen verbunden ist einerseits eine Haupteinspritzleitung 4, die mit einem Haupteinspritzventil 5 kommuniziert. Weiterhin zweigt vom Einspritz­verteilkopf 3 eine Voreinspritzleitung 6 ab, die wiederum mit einem Voreinspritzventil 7 gekoppelt ist.1 schematically shows the fuel injection device 1, which essentially consists of an injection pump 2 and an injection quantity distribution head 3 flanged onto it. A main injection line 4, which communicates with a main injection valve 5, is connected to these on the one hand. Furthermore, a pre-injection line 6 branches off from the injection distributor head 3, which in turn is coupled to a pre-injection valve 7.

In Fig. 2 ist die aus der Einspritzpumpe 2 und dem darin angebrachten Einspritzverteilkopf 3 bestehende Brennstoffeinspritzvorrichtung 1 im schematischen Längsschnitt zu sehen. Die Einspritzpumpe 2 besteht aus einem Pumpengehäuse 8, in dem eine Kolbenführung 9 eingepaßt ist. Zwischen Pumpengehäuse 8 und Kolbenführung 9 ist ein ringförmiger Saugraum 10 eingelassen, der mit einem nicht dargestellten Brennstoff­vorratsbehälter kommuniziert. Die Kolbenführung 9 weist einen zentra­len Pumpenraum 11 auf, in dem ein Pumpenkolben 12 oszillierend beweg­bar ist. Der Pumpenkolben 12 wird über eine nicht dargestellte Nocken­kinematik oszillierend bewegt.2 shows the fuel injection device 1 consisting of the injection pump 2 and the injection distributor head 3 mounted therein in a schematic longitudinal section. The injection pump 2 consists of a pump housing 8 in which a piston guide 9 is fitted. Between the pump housing 8 and the piston guide 9, an annular suction space 10 is let in, which communicates with a fuel reservoir, not shown. The piston guide 9 has a central pump chamber 11, in which a pump piston 12 can be moved in an oscillating manner. The pump piston 12 is moved in an oscillating manner via cam kinematics (not shown).

Der Pumpenraum 11 steht über Steuerbohrungen 13 mit dem Saugraum 10 in Verbindung, wobei Brennstoff bei einer abwärtigen Bewegung des Pumpenkolbens 12 aus dem Saugraum 10 über die Steuerbohrungen 13 in den Pumpenraum 11 angesaugt wird. Der Pumpenkolben 12 weist Steuerkan­ten 14 und 15 auf, mittels denen in bekannter Weise Beginn und Ende des Druckhubes steuerbar sind. Hierzu ist in bekannter Weise der Pum­penkolben 12 in Umfangsrichtung um einen gewissen Winkel drehbar.The pump chamber 11 is connected to the suction chamber 10 via control bores 13, fuel being sucked out of the suction chamber 10 into the pump chamber 11 via the control bores 13 when the pump piston 12 moves downward. The pump piston 12 has control edges 14 and 15, by means of which the start and end of the pressure stroke can be controlled in a known manner. For this purpose, the pump piston 12 can be rotated in the circumferential direction by a certain angle in a known manner.

Der Pumpenraum 11 steht über eine Hauptbohrung 16 mit einer Haupteinspritzleitung 4 in Verbindung, wobei zwischen Hauptboh­rung 16 und Haupteinspritzleitung 4 ein Hauptventil 18 vorgese­hen ist, das einen Schließzylinder 19 aufweist, der durch eine Druckfeder 20 gegen eine ringförmige Dichtschulter 21 zum Ver­schließen der Hauptbohrung 16 gedrückt ist.The pump chamber 11 is connected via a main bore 16 to a main injection line 4, a main valve 18 being provided between the main bore 16 and the main injection line 4, which has a lock cylinder 19 which is pressed by a compression spring 20 against an annular sealing shoulder 21 to close the main bore 16 is.

Im Einspritzverteilkopf 3 ist ferner ein Voreinspritzkolbenraum 22 vorgesehen, der gegenüber dem Druckpumpenraum 11 durch den Vorein­spritzkolben 23 verschlossen ist. Der Voreinspritzkolben 23 ist über die Druckfeder 24 gegen eine zweite Dichtschulter 25 gedrückt. Die mit dem Pumpenraum 11 verbundene Druckleitung 26 weist dabei einen gerin­geren Durchmesser und somit eine geringere Fläche auf als die Stirn­fläche des Voreinspritzkolbens 23.In the injection distributor head 3, a pre-injection piston chamber 22 is also provided, which is closed off from the pressure pump chamber 11 by the pre-injection piston 23. The pre-injection piston 23 is pressed against a second sealing shoulder 25 via the compression spring 24. The pressure line 26 connected to the pump chamber 11 has a smaller diameter and thus a smaller area than the end face of the pre-injection piston 23.

Der Voreinspritzkolbenraum 22 steht ferner einerseits mit einer Vor­einspritzleitung 6 in Verbindung, die, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mit dem Voreinspritzventil 7 gekoppelt ist. Außerdem steht der Vorein­spritzkolbenraum 22 über den Verbindungskanal 27 mit der Hauptein­spritzleitung 4 in Verbindung.The pre-injection piston chamber 22 is also connected on the one hand to a pre-injection line 6, which, as can be seen from FIG. 1, is coupled to the pre-injection valve 7. In addition, the pre-injection piston chamber 22 is connected to the main injection line 4 via the connecting channel 27.

Der Pumpenraum 11 ist ferner über eine Überdruckbohrung 28 mit einem antiparallel zum Hauptventil 18 geschalteten Überdruckven­til 29 verbunden, wobei die Druckseite des Überdruckventils 29 mittels der Leitung 30 mit der Haupteinspritzleitung 4 kommuni­ziert.The pump chamber 11 is also connected via an overpressure bore 28 to an overpressure valve 29 connected antiparallel to the main valve 18, the pressure side of the overpressure valve 29 communicating with the main injection line 4 by means of the line 30.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung ist wie folgt: Der Pumpenkolben 12 befinde sich - wie in Fig. 2 darge­stellt - in seinem unteren Totpunkt. Der Füllungsvorgang von Brenn­stoff aus dem Saugraum 10 über die Steuerbohrungen 13 in den Pumpen­ raum 11 ist abgeschlossen, d. h., dieser ist mit Brennstoff gefüllt. Der Pumpenkolben 12 bewegt sich anschließend wieder in den Pumpenraum 11 hinein, wobei solange kein Druckaufbau im Pumpenraum 11 stattfin­det, bis die vordere Steuerkante 14 des Pumpenkolbens 12 die Steuer­bohrungen 13 verschlossen haben. Bis zu diesem Zeitpunkt fließt ein Teil des Brennstoffes wieder in den Saugraum 10 ab. Der Schließzylin­der 19 des Hauptventiles 18 sowie der Voreinspritzkolben 23 werden währenddessen durch den gemeinsamen Standdruck in den Einspritzleitun­gen 4 und 6 sowie durch die Federkraft der Druckfedern 20 und 24 in ihrer unteren Endlage gehalten, wobei der Schließzylinder 19 die Hauptbohrung 16 entlang der Dichtschulter 21 gegenüber der Hauptein­spritzleitung 4 abdichtet.The mode of operation of the fuel injection device according to the invention is as follows: The pump piston 12 is - as shown in FIG. 2 - at its bottom dead center. The filling process of fuel from the suction chamber 10 via the control bores 13 in the pumps room 11 is closed, ie it is filled with fuel. The pump piston 12 then moves back into the pump chamber 11, with no pressure building up in the pump chamber 11 until the front control edge 14 of the pump piston 12 has closed the control bores 13. Up to this point, part of the fuel flows back into the suction chamber 10. The lock cylinder 19 of the main valve 18 and the pre-injection piston 23 are meanwhile held in their lower end position by the common stand pressure in the injection lines 4 and 6 and by the spring force of the compression springs 20 and 24, the lock cylinder 19 facing the main bore 16 along the sealing shoulder 21 Main injection line 4 seals.

Etwa zum Zeitpunkt des Verschließens der Steuerbohrungen 13 durch die Steuerkante 14 des Pumpenkolbens 12 wird im Pumpenraum 11 derjenige Förderdruck erreicht, der die den Voreinspritzkolben 23 zuhaltenden Kräfte überwindet.At about the time the control bores 13 are closed by the control edge 14 of the pump piston 12, the delivery pressure is reached in the pump chamber 11 which overcomes the forces to be held by the pre-injection piston 23.

Der zum Öffnen des Voreinspritzkolbens 23 erforderliche Druck im Pumpenraum wirkt nur auf die vom Dichtungsquerschnitt der Drucklei­tung 26 gebildete Fläche und muß deshalb größer sein als der Standdruck der Einspritzleitungen 4 und 6, welcherauf die größere Fläche der Dichtschulter 25 wirkt und zusätzlich noch durch die Kraft der Druckfeder 24 unterstützt wird.The pressure in the pump chamber required to open the pre-injection piston 23 only acts on the area formed by the sealing cross-section of the pressure line 26 and must therefore be greater than the standing pressure of the injection lines 4 and 6, which acts on the larger area of the sealing shoulder 25 and additionally by the force of the Compression spring 24 is supported.

Hat sich der Voreinspritzkolben 23 durch diesen ausreichenden Druck im Pumpenraum 11 geringfügig angehoben, dann ist die Dichtung am Dichtdurchmesser der Druckleitung 26 nicht mehr wirksam, und der Pumpenraumdruck wirkt nun schlagartig auf die größere Stirnfläche des Voreinspritzkolbens 23, nachdem dieser von der zweiten Dichtschul­ter 25 abgehoben hat.If the pre-injection piston 23 has risen slightly as a result of this sufficient pressure in the pump chamber 11, the seal on the sealing diameter of the pressure line 26 is no longer effective, and the pump chamber pressure now acts suddenly on the larger end face of the pre-injection piston 23 after it has been lifted off the second sealing shoulder 25 Has.

Der Voreinspritzkolben 23 springt auf und erzeugt eine Druckwelle, die sich über die Voreinspritzleitung 6 bis zum Voreinspritzven­til 7 fortpflanzt. Der Voreinspritzkolben 23 bewegt sich entgegen der Kraft der Druckfeder 24 unter Verdrängung des im Voreinspritz­kolbenraum 22 befindlichen Brennstoffes vornehmlich in die Vorein­spritzleitung 6 solange, bis dessen ringförmiger Dichtflansch 31 an der Dichtfläche 32 des Einspritzverteilkopfes 3 anliegt. Da­durch wird der Verbindungskanal 27 verschlossen, so daß die Vor­einspritzleitung 6 gegenüber der Haupteinspritzleitung 4 abgedich­tet ist. Die Brennstoffmenge der Voreinspritzung wird durch den Hub des Voreinspritzkolbens 23 bestimmt.The pre-injection piston 23 jumps up and generates a pressure wave that propagates via the pre-injection line 6 to the pre-injection valve 7. The pre-injection piston 23 moves against the force of the compression spring 24, displacing the fuel located in the pre-injection piston chamber 22, primarily into the pre-injection line 6 until its annular sealing flange 31 bears against the sealing surface 32 of the injection distributor head 3. As a result, the connecting channel 27 is closed, so that the pre-injection line 6 is sealed off from the main injection line 4. The fuel quantity of the pre-injection is determined by the stroke of the pre-injection piston 23.

Die Brennstoffmenge im Pumpenraum 11 besitzt im Zeitpunkt der Vor­einspritzung noch keine Abflußmöglichkeit, so daß sich der Druck im Pumpenraum 11 noch weiter aufbaut. Dies geschieht solange, bis der Förderdruck auch die am Schließzylinder 19 anstehenden Gegenkräfte aus Standdruck in der Haupteinspritzleitung 4 und Federkraft der Druckfeder 20 überwindet. Sodann bewegt sich der Schließzylin­der 19 nach oben an seinen oberen Anschlag 33 und die Förderung der Haupteinspritzmenge erfolgt aus dem Pumpenraum 11 über die Hauptbohrung 16 und ein Kanalsystem 34 im Inneren des Schließzy­linders zur Haupteinspritzleitung 4, von der die Einspritzung über das Haupteinspritzventil 5 erfolgt. Die Haupteinspritzung erfolgt nach Abschluß der Voreinspritzung und Aufwärtsbewegung des Schließzy­linders 19 solange, bis die hintere Steuerkante 15 des Pumpenkol­bens 12 den Pumpenraum 11 wieder mit der Steuerbohrung 13 ver­bindet, so daß der verbleibende Kraftstoff wieder in den Saugraum 10 entweicht.The amount of fuel in the pump chamber 11 does not yet have a drain option at the time of the pre-injection, so that the pressure in the pump chamber 11 builds up even further. This continues until the delivery pressure also overcomes the counterforces at the lock cylinder 19 from stand pressure in the main injection line 4 and spring force of the compression spring 20. The lock cylinder 19 then moves upwards to its upper stop 33 and the main injection quantity is delivered from the pump chamber 11 via the main bore 16 and a channel system 34 in the interior of the lock cylinder to the main injection line 4, from which the injection takes place via the main injection valve 5. The main injection takes place after completion of the pre-injection and upward movement of the lock cylinder 19 until the rear control edge 15 of the pump piston 12 connects the pump chamber 11 to the control bore 13 again, so that the remaining fuel escapes into the suction chamber 10 again.

Die Druckdifferenz zwischen dem Pumpenraum 11 und der Haupteinspritz­leitung 4 ist durch das antiparallel zum Hauptventil 18 eingebaute Überdruckventil 29 einstellbar. Nach einem gewissen Druckabfall durch die Öffnung der Steuerbohrungen 13 bewegt sich der Schließzylinder 19 nach unten und dichtet die Haupteinspritzleitung 4 gegenüber dem Pum­penraum 11 an der Dichtschulter 21 ab. Bis sich der Standdruck in den Einspritzleitungen 4 und 6 eingestellt hat, ist der Voreinspritzkolben 23 durch die Kraftwirkung der Druckfeder 24 und der Druckdifferenz zwischen den Einspritzleitungen 4 und 6 und dem Pumpenraum 11 in seine untere Endlage zurückgekehrt.The pressure difference between the pump chamber 11 and the main injection line 4 can be set by the pressure relief valve 29 installed antiparallel to the main valve 18. After a certain pressure drop through the opening of the control bores 13, the lock cylinder 19 moves downward and seals the main injection line 4 against the pump chamber 11 on the sealing shoulder 21. Until the static pressure in the injection lines 4 and 6 has set, the pilot injection piston 23 has returned to its lower end position due to the force of the compression spring 24 and the pressure difference between the injection lines 4 and 6 and the pump chamber 11.

Der Voreinspritzkolbenraum 22 füllt sich mit Brennstoff, der über den Verbindungskanal 27 aus der Haupteinspritzleitung 4 in den Voreinspritzkolbenraum 22 zufließt. Parallel fließt Brennstoff aus der Haupteinspritzleitung 4 bis zum Erreichen des eingestellten Standdruckes am Überdruckventil 29 über die Überdruckbohrung 28 zurück in den Pumpenraum 11. Durchfährt der Pumpenkolben 12 seinen oberen Totpunkt, beginnt der Saughub. Der Pumpenraum 11 füllt sich dabei mit Kraftstoff aus dem Saugraum 10, sofern die Steuerbohrun­gen 13 nicht gerade vom Pumpenkolben 12 verschlossen sind. Nach Durchfahren des unteren Totpunktes durch den Pumpenkolben 12 ist die Brennstoffeinspritzvorrichtung 1 bereit für einen neuen Einspritz­vorgang.The pre-injection piston chamber 22 fills with fuel that flows from the main injection line 4 into the pre-injection piston chamber 22 via the connecting channel 27. In parallel, fuel flows out of the main injection line 4 until the set stand pressure at the pressure relief valve 29 is reached via the pressure relief hole 28 back into the pump chamber 11. When the pump piston 12 passes its top dead center, the suction stroke begins. The pump chamber 11 fills with fuel from the suction chamber 10, provided the control bores 13 are not exactly closed by the pump piston 12. After passing through the bottom dead center by the pump piston 12, the fuel injection device 1 is ready for a new injection process.

Claims (8)

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe zur Förderung einer Haupteinspritzmenge über eine Haupteinspritzleitung und mit einem mit einer Voreinspritz­leitung gekoppelten Voreinspritzkolbenraum, in dem ein von der Einspritzpumpe gegen eine Federkraft hydraulisch beaufschlagter Voreinspritzkolben arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptventil (18) zwischen Einspritzpumpe (2) und der Hauptein­spritzleitung (4) vorgesehen ist, wobei die Haupteinspritzleitung (4) über einen Verbindungskanal (27) mit dem Voreinspritzkolben­raum (22) verbunden ist, und die Sitzgeometrie und Federkraft des Voreinspritzkolbens (23) so bemessen ist, daß die Förderung der Voreinspritzmenge vor Öffnung des Hauptventils (18) erfolgt und der Voreinspritzkolben (23) bei Beendigung der Voreinspritzung die Verbindung zwischen Haupt- und Voreinspritzleitung unterbricht.1.Fuel injection device for an internal combustion engine with an injection pump for delivering a main injection quantity via a main injection line and with a pre-injection piston chamber coupled to a pre-injection line, in which a pre-injection piston operated hydraulically by the injection pump against a spring force, characterized in that a main valve (18) between the injection pump (2) and the main injection line (4) is provided, the main injection line (4) being connected via a connecting channel (27) to the pre-injection piston chamber (22), and the seat geometry and spring force of the pre-injection piston (23) being dimensioned such that the delivery the pre-injection quantity takes place before the main valve (18) opens and the pre-injection piston (23) interrupts the connection between the main and pre-injection lines when the pre-injection has ended. 2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß eine Druckleitung (26) vom Pumpenraum (11) der Einspritzpumpe (2) zur pumpenraumseitigen Stirnfläche des Vor­einspritzkolbens (23) führt.2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that a pressure line (26) from the pump chamber (11) of the injection pump (2) leads to the pump chamber end face of the pre-injection piston (23). 3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die pumpenraumseitige Stirnfläche des Voreinspritz­kolbens (23) größer ist als der Dichtungsquerschnitt der Drucklei­tung (26).3. Fuel injection device according to claim 2, characterized in that the end face of the pre-injection piston (23) on the pump chamber side is larger than the sealing cross section of the pressure line (26). 4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreinspritzleitung (6) und die Haupteinspritzleitung (4) hinsichtlich ihrer Länge zur Erzielung einer gewünschten Spreizung zwischen Vor- und Hauptein­spritzung aufeinander abgestimmt sind.4. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the pre-injection line (6) and the main injection line (4) are matched to one another with respect to their length to achieve a desired spread between the pre-injection and the main injection. 5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsdrücke des Vor­einspritzventils (7) und des Haupteinspritzventils (5) zur Erzie­lung einer gewünschten Spreizung zwischen Vor- und Hauptein­spritzung aufeinander abgestimmt sind.5. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the opening pressures of the pre-injection valve (7) and the main injection valve (5) are coordinated with one another in order to achieve a desired spread between the pre-injection and the main injection. 6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß ein Überdruckventil (29) antiparallel zum Hauptven­til (18) vorgesehen ist.6. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that a pressure relief valve (29) is provided antiparallel to the main valve (18). 7. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (18) einen federgespannten Schließzylinder (19) aufweist, der in seiner Druchflußstellung den Verbindungskanal (27) sperrt.7. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the main valve (18) has a spring-loaded lock cylinder (19) which blocks the connecting channel (27) in its flow position. 8. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (2), das Hauptventil (18) und der Voreinspritzkolbenraum (22) eine kompakte bauliche Einheit bilden.8. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the injection pump (2), the main valve (18) and the pre-injection piston chamber (22) form a compact structural unit.
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