FR2917789A1

FR2917789A1 - ARCHITECTURE AND METHOD FOR RECOVERING EXHAUST GAS

Info

Publication number: FR2917789A1
Application number: FR0704418A
Authority: FR
Inventors: Stephane Tondelli; Bertrand Gessier
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-12-26
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: FR2917789B1; WO2008155336A1

Abstract

Architecture et procédé de récupération de gaz d'échappement dans un moteur (100) à combustion interne, comprenant une pompe (10) de circulation pour au moins lesdits gaz d'échappement.Selon l'invention, un conduit (40) de récupération des gaz d'échappement est disposé entre un conduit (30) d'échappement du moteur et un conduit (20) d'admission d'air, ladite pompe (10) à membrane vibrante étant placée sur ledit conduit (20) d'admission en aval du débouché du conduit (40) de récupération dans le conduit (20) d'admission.An architecture and method for recovering exhaust gas in an internal combustion engine (100), comprising a circulating pump (10) for at least said exhaust gass.In accordance with the invention, a conduit (40) for recovering exhaust gas is disposed between an engine exhaust duct (30) and an air intake duct (20), said vibrating membrane pump (10) being placed on said intake duct (20). downstream of the outlet of the conduit (40) recovery in the conduit (20) intake.

Description

ARCHITECTURE ET PROCEDE DE RECUPERATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT La présenteARCHITECTURE AND METHOD OF RECOVERING EXHAUST GAS This

invention concerne une architecture et un procédé de récupération de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne. L'invention trouve une application avantageuse dans le domaine de la récupération des gaz d'échappement dans les moteurs à combustion interne, particulièrement les moteurs diesel et les moteurs à essence à injection directe. La plupart des moteurs à combustion interne, et plus spécialement les moteurs diesel et les moteurs à injection directe, produisent des oxydes d'azote, désignés ensemble NOx, dont les effets sur l'environnement sont io particulièrement néfastes. Un moyen connu pour limiter la production d'oxydes d'azote consiste à recycler les gaz d'échappement. Selon cette technique, appelée EGR pour Exhaust Gas Recovery , au moins une partie des gaz d'échappement formés est prélevée sur le collecteur d'échappement et mélangée à l'air is d'admission en amont du répartiteur d'admission. Ce mélange est alors introduit dans la chambre de combustion du moteur. La présence de gaz d'échappement dans le mélange gazeux a pour effet de diminuer la température de combustion dans la chambre, et, comme la formation des NOx est fortement dépendante de la température, on comprend que la mise en 20 recirculation des gaz d'échappement contribue à réduire la quantité d'oxydes d'azote formés. Cet effet augmente avec la quantité de gaz d'échappement mélangés à l'air d'admission. Dans certaines architectures d'EGR connues, un conduit de récupération est disposé entre un conduit d'échappement en aval du 25 collecteur d'échappement et un conduit d'admission en amont du répartiteur d'admission. La circulation des gaz d'échappement dans le conduit de récupération résulte de la différence de pression existant entre l'entrée et la sortie du conduit. Une vanne réglable, appelée doseur , est placée sur le conduit d'admission d'air en amont de la sortie du conduit de récupération. Lorsque le doseur se ferme, une chute de pression est créée en sortie, ce qui augmente la différence de pression entre l'entrée et la sortie du conduit de récupération, d'où une augmentation simultanée du débit des gaz d'échappement récupérés. Cependant, la fermeture du doseur a également pour conséquence de réduire la quantité d'air à l'admission et de limiter la puissance disponible. Il est alors nécessaire de trouver un compromis entre puissance et pollution. io Le brevet américain n 6,062,026 fournit une solution à cette difficulté. Selon l'architecture décrite dans ce brevet, le conduit d'admission d'air comprend une vanne ajustable à double entrée dans laquelle débouche également le conduit de récupération des gaz d'échappement. Cette vanne ajustable est capable de faire varier dans des proportions variables la is composition du mélange air/gaz d'échappement en sortie de la vanne, laquelle est reliée au répartiteur d'admission par l'intermédiaire d'une pompe centrifuge. On comprend que cette architecture connue permet de satisfaire à la fois aux besoins de puissance et de réduction de la quantité d'oxydes d'azote 20 formés en adaptant au mode de fonctionnement du moteur la composition du mélange fournie par la vanne et le débit de la pompe centrifuge. Les pompes utilisées pour faire circuler les gaz d'échappement dans les architectures EGR connues, comme celle qui vient d'être décrite, sont pour la plupart des pompes centrifuges. Or, ce type de pompes présente un certain 25 nombre d'inconvénients qui en limitent les performances. En particulier, les pompes centrifuges sont sensibles à l'environnement acide agressif dû à la présence dans les gaz d'échappement des oxydes d'azote NOx mais également d'oxydes de soufre qui, en contact avec l'humidité ambiante, sont susceptibles de former des acides, nitrique ou 30 sulfurique. Ces produits acides attaquent alors les parties métalliques des pompes. The invention relates to an architecture and method for recovering exhaust gas in an internal combustion engine. The invention finds an advantageous application in the field of exhaust gas recovery in internal combustion engines, particularly diesel engines and direct injection gasoline engines. Most internal combustion engines, and more particularly diesel engines and direct injection engines, produce nitrogen oxides, referred to together as NOx, the effects of which are particularly harmful to the environment. One known way to limit the production of nitrogen oxides is to recycle the exhaust gas. According to this technique, called EGR for Exhaust Gas Recovery, at least a portion of the exhaust gas formed is taken from the exhaust manifold and mixed with the intake air upstream of the intake manifold. This mixture is then introduced into the combustion chamber of the engine. The presence of exhaust gas in the gaseous mixture has the effect of reducing the combustion temperature in the chamber, and since the formation of NOx is highly temperature dependent, it is understood that the recirculation of the gases of Exhaust helps reduce the amount of nitrogen oxides formed. This effect increases with the amount of exhaust gas mixed with the intake air. In some known EGR architectures, a recovery duct is disposed between an exhaust duct downstream of the exhaust manifold and an intake duct upstream of the intake manifold. The circulation of the exhaust gases in the recovery duct results from the pressure difference existing between the inlet and the outlet of the duct. An adjustable valve, called a metering device, is placed on the air intake duct upstream of the outlet of the recovery duct. When the dispenser closes, a pressure drop is created at the outlet, which increases the pressure difference between the inlet and the outlet of the recovery duct, resulting in a simultaneous increase in the flow rate of the exhaust gas recovered. However, closing the dispenser also reduces the amount of air intake and limit the available power. It is then necessary to find a compromise between power and pollution. US Patent No. 6,062,026 provides a solution to this difficulty. According to the architecture described in this patent, the air intake duct comprises an adjustable double-entry valve in which also opens the exhaust gas recovery duct. This adjustable valve is capable of varying in varying proportions the composition of the air / exhaust gas mixture at the outlet of the valve, which is connected to the intake manifold via a centrifugal pump. It will be understood that this known architecture makes it possible to satisfy both the power requirements and the reduction of the quantity of nitrogen oxides formed by adapting to the operating mode of the engine the composition of the mixture supplied by the valve and the flow rate of the the centrifugal pump. The pumps used to circulate exhaust gases in known EGR architectures, such as the one just described, are mostly centrifugal pumps. However, this type of pump has a number of disadvantages that limit its performance. In particular, the centrifugal pumps are sensitive to the aggressive acid environment due to the presence in the exhaust gases of nitrogen oxides NOx but also of sulfur oxides which, in contact with the ambient humidity, are susceptible to to form acids, nitric or sulfuric. These acidic products then attack the metal parts of the pumps.

De même, les gaz d'échappement chargés de suies peuvent encrasser les aubages des pompes dont on sait que les jeux de fonctionnement sont très faibles et sensibles à l'encrassement. De plus, l'excursion en température des pompes centrifuges est relativement faible, inférieure à 180 C en sortie, ceci à cause de leur mauvaise tenue mécanique et à la possibilité de fluage. Enfin, le temps de réponse assez long, de l'ordre de quelques centaines de millisecondes, de ce type de pompes est pénalisant lors des régimes transitoires du moteur, car il faut alors pouvoir faire varier très Io rapidement le taux de gaz d'échappement récupérés et/ou la quantité et le débit d'air à l'admission. Aussi, un but de l'invention est de proposer une architecture de récupération de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne, comprenant une pompe de circulation pour au moins lesdits gaz ls d'échappement, qui permettrait d'améliorer les performances de ladite architecture par rapport aux architectures connues à pompes centrifuges. Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que ladite pompe de circulation est une pompe à membrane vibrante. Les pompes de ce type sont décrites dans la demande internationale n 20 97/29282. La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une pompe à membrane conforme à la demande internationale précitée. La pompe de la figure 1 se compose d'un orifice 27 d'admission de fluide, d'un corps 28 de pompe et d'un orifice 29 de refoulement de fluide. Le 25 corps de pompe délimite entre les parois rigides 31, 32 un espace 30 de circulation dans lequel est logée une membrane déformable 33 en forme de disque. Cette membrane est réalisée par exemple en élastomère. Un organe moteur, non représenté, engendre une distribution cylindrique et symétrique de forces 34 d'excitation périodique appliquées à 30 l'extrémité périphérique 35 de la membrane 33 du côté de l'orifice 27 d'admission. Similarly, the exhaust gas loaded with soot can foul the blades of the pumps which are known that the operating clearances are very low and sensitive to fouling. In addition, the temperature excursion of the centrifugal pumps is relatively low, less than 180 C output, this because of their poor mechanical strength and the possibility of creep. Finally, the relatively long response time, of the order of a few hundred milliseconds, of this type of pump is penalizing during transient engine conditions, because it is then necessary to vary very quickly Io the rate of exhaust gas recovered and / or quantity and air flow at admission. Also, an object of the invention is to propose an exhaust gas recovery architecture in an internal combustion engine, comprising a circulation pump for at least said exhaust gases, which would make it possible to improve the performance of the engine. said architecture with respect to known architectures with centrifugal pumps. This object is achieved, according to the invention, because said circulation pump is a vibrating membrane pump. Pumps of this type are described in International Application No. 97/29282. Figure 1 is an exploded perspective view of a diaphragm pump according to the aforementioned international application. The pump of Figure 1 consists of a fluid inlet port 27, a pump body 28 and a fluid discharge port 29. The pump body defines between the rigid walls 31, 32 a circulation space 30 in which is housed a deformable diaphragm 33 in the form of a disc. This membrane is made for example of elastomer. A motor member, not shown, generates a cylindrical and symmetrical distribution of periodic excitation forces 34 applied to the peripheral end 35 of the membrane 33 on the side of the inlet orifice 27.

La membrane devient alors le support d'ondes concentriques qui se déplacent depuis le bord 35 vers le centre, ce déplacement s'accompagnant de l'amortissement des ondes et de la propulsion du fluide. Les avantages de ce type de pompes sont multiples. The membrane then becomes the support of concentric waves which move from the edge 35 towards the center, this displacement being accompanied by the damping of the waves and the propulsion of the fluid. The advantages of this type of pump are many.

En premier lieu, on retiendra que les pompes à membrane étant réalisées dans un matériau plastique, elles résistent beaucoup mieux à l'environnement acide agressif que les pompes centrifuges principalement métalliques. Elles présentent également une sensibilité moins importante à la température. io D'autre part, les jeux de fonctionnement étant plus grands, les particules de suie par exemple peuvent traverser la pompe sans y être retenues, ce qui évite tout risque d'encrassement. II n'y a donc pas de nécessité à utiliser des systèmes de filtration de particules (filtres à particules, etc.). Cet avantage est augmenté du fait que le mouvement oscillatoire de la 15 membrane peut conférer à la pompe un caractère auto-nettoyant. Il est même possible dans ces conditions de prévoir des cycles de nettoyage. On notera également que les pièces en mouvement des pompes à membrane présentent une faible inertie, ce qui se traduit par le fait que la puissance à développer au démarrage, ou puissance de pic, est plus faible. Le 20 prélèvement de puissance sur le réseau de bord à la mise en service de la pompe n'affecte donc pas l'alimentation électrique d'autres organes du véhicule. De même, les pompes à membrane vibrante ont un temps de réponse plus court, de l'ordre de quelques dizaines de milliseconde, avec tous les 25 avantages que cela représente en régime transitoire. Enfin, sur le plan mécanique, les pompes à membrane comportent moins de pièces, ce qui en améliore la fiabilité. Selon un mode de réalisation où la pompe à membrane est dédiée à la fonction de récupération des gaz d'échappement, ladite pompe à membrane 30 vibrante est placée sur un conduit de récupération des gaz d'échappement disposé entre un conduit d'échappement du moteur et un conduit d'admission d'air. Firstly, it should be noted that diaphragm pumps being made of a plastic material, they are much more resistant to the aggressive acid environment than the mainly metallic centrifugal pumps. They also have a lower sensitivity to temperature. On the other hand, the operating clearances being greater, soot particles for example can pass through the pump without being held there, which avoids any risk of fouling. There is therefore no need to use particle filtration systems (particulate filters, etc.). This advantage is increased by the fact that the oscillatory movement of the membrane can give the pump a self-cleaning character. It is even possible under these conditions to provide cleaning cycles. It should also be noted that the moving parts of the diaphragm pumps have a low inertia, which means that the power to be developed at startup, or peak power, is lower. The power take-off on the on-board network at the commissioning of the pump therefore does not affect the power supply of other vehicle components. Similarly, the vibrating membrane pumps have a shorter response time, of the order of a few tens of milliseconds, with all the advantages that this represents in the transient regime. Finally, mechanically, diaphragm pumps have fewer parts, which improves its reliability. According to an embodiment where the diaphragm pump is dedicated to the exhaust gas recovery function, said vibrating membrane pump is placed on an exhaust gas recovery pipe disposed between an exhaust pipe of the engine. and an air intake duct.

Avantageusement, afin de pouvoir régler le débit des gaz récupérés, une vanne de contrôle de débit des gaz d'échappement est placée sur ledit conduit de récupération, en série avec la pompe à membrane vibrante. De même, l'invention prévoit qu'un doseur de débit d'air est placé sur ledit conduit d'admission d'air en amont du débouché dudit conduit de récupération dans le conduit d'admission, ceci afin de permettre le contrôle du débit d'air d'admission à l'entrée du moteur. Enfin, selon l'invention, un court-circuit est placé en parallèle avec la pompe à membrane vibrante, une vanne de commutation étant apte à io sélectionner un trajet traversant ledit court-circuit ou un trajet traversant la pompe. Cette disposition a l'avantage de pouvoir court-circuiter la pompe lorsqu'elle ne fonctionne pas et ainsi d'éviter les pertes de charges inutiles qu'elle pourrait introduire. Cependant, l'architecture, objet de l'invention, n'est pas limitée à la 15 seule récupération des gaz d'échappement. Elle peut en effet être également utilisée pour réaliser une suralimentation du moteur. Dans ce cas, il est prévu par l'invention que la pompe à membrane vibrante est apte à augmenter le débit massique de gaz d'admission dans le moteur. Selon un deuxième mode de réalisation où la pompe à membrane est 20 susceptible d'assurer à la fois les fonctions de récupération des gaz d'échappement et de suralimentation du moteur, un conduit de récupération des gaz d'échappement étant disposé entre un conduit d'échappement du moteur et un conduit d'admission d'air, ladite pompe à membrane vibrante est placée sur ledit conduit d'admission en aval du débouché du conduit de 25 récupération dans le conduit d'admission. Dans ce deuxième mode de réalisation, l'invention prévoit également qu'une vanne de contrôle de débit des gaz d'échappement est placée sur ledit conduit de récupération. Ainsi, en fonctionnement, la pompe en combinaison avec la vanne de contrôle permet à la fois de régler la quantité totale des gaz 30 en circulation, air et gaz d'échappement récupérés, introduite au niveau du répartiteur d'entrée du moteur, et d'en modifier la composition en faisant varier le rapport entre la quantité des gaz d'échappement et la quantité d'air admis. En substance, un débit massique d'air plus important augmente le couple disponible, tandis qu'une augmentation de la quantité de gaz d'échappement récupérés limite la pollution par formation de NOx, réduit la consommation, mais diminue le couple. Par ailleurs, comme pour le premier mode de réalisation, un doseur de débit d'air est placé sur ledit conduit d'admission d'air en amont du débouché dudit conduit de récupération dans le conduit d'admission. Il faut noter dans ce cas que le doseur a non seulement pour fonction de contrôler le débit massique de l'air d'admission mais également de faire varier la pression de sortie du conduit d'EGR. En particulier, comme cela a été expliqué plus haut, lo la fermeture du doseur, en diminuant la pression de sortie, augmente la chute de pression dans le conduit de récupération et augmente ainsi le débit des gaz d'échappement récupérés. De plus, les turbulences créées par le doseur permettent de mélanger l'air d'admission et les gaz récupérés. is De même que pour le premier mode de réalisation et dans le but de contourner la pompe lorsque cela est nécessaire, il est prévu qu'un court-circuit est placé en parallèle avec la pompe à membrane vibrante, une vanne de commutation étant apte à sélectionner un trajet traversant ledit court-circuit ou un trajet traversant la pompe. La vanne de commutation permet de 20 sélectionner le trajet suivi par les gaz. Le trajet à travers la pompe est choisi afin d'éviter le retour des gaz par le court-circuit quand la pompe est en marche. Dans le cas contraire, le trajet à travers le court-circuit est sélectionné. L'invention s'applique de manière tout à fait avantageuse au moteur 25 disposant d'un turbocompresseur. Deux formes de mise en oeuvre sont alors possibles Selon une première forme de mise en oeuvre, la pompe à membrane vibrante est disposée en série avec un compresseur d'un turbocompresseur. Selon une deuxième forme de mise en oeuvre, la pompe à membrane 30 vibrante est disposée en parallèle avec un compresseur d'un turbocompresseur. L'invention concerne également un procédé de récupération de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne, procédé dans lequel on réalise une circulation desdits gaz d'échappement d'une ligne d'échappement dudit moteur à une ligne d'admission d'air dudit moteur. Selon l'invention, on utilise une pompe à membrane vibrante pour assurer ladite circulation. Des exemples de réalisation de l'une et l'autre de ces formes de mise en oeuvre seront décrits en détail plus loin. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 2 est un schéma d'une architecture de récupération de gaz to d'échappement conforme à l'invention. La figure 3 est un schéma d'une architecture de récupération de gaz d'échappement avec suralimentation, conforme à l'invention La figure 4 est un schéma de l'architecture de la figure 3 comprenant un doseur. 15 La figure 5a est un schéma de l'architecture de la figure 4 comprenant un premier type de court-circuit de la pompe à membrane. La figure 5b est un schéma de l'architecture de la figure 4 comprenant un deuxième type de court-circuit de la pompe à membrane. Les figures 6a et 6b sont des schémas d'architectures comprenant une 20 pompe à membrane en série avec un compresseur d'un turbocompresseur. Les figures 7a et 7d sont des schémas d'architectures comprenant une pompe à membrane en parallèle avec un compresseur d'un turbocompresseur. Sur la figure 2 est représentée une architecture de récupération de gaz 25 d'échappement dans un moteur 100 à combustion interne, comprenant un conduit 20 d'admission d'air reliant une entrée 200 d'air à un répartiteur 110 d'entré, et un conduit 30 d'échappement destiné à conduire les gaz d'échappement sortant d'un collecteur 120 d'échappement vers une sortie 300. 30 Comme on peut le voir sur l'architecture de la figure 2, un conduit 40 de récupération des gaz d'échappement est disposé entre le conduit 30 d'échappement et le conduit 20 d'admission. De manière à pouvoir augmenter le débit massique des gaz récupérés et étendre les possibilités de récupération du moteur en gaz d'échappement, une pompe 10 à membrane vibrante est placée sur le conduit 40 de récupération. En outre, une vanne 41 de contrôle de débit des gaz d'échappement est montée en série avec la pompe 10 sur le conduit 40 de récupération, ceci afin de pouvoir ajuster la quantité de gaz récupérés. Eventuellement, un circuit 21 de refroidissement des gaz d'échappement récupérés est installé sur le conduit 20 d'admission en amont du répartiteur 110 d'entrée. On observe également sur la figure 2 la présence d'un doseur 50 placé sur le conduit 20 d'admission en amont du débouché du conduit 40 de io récupération dans le conduit 20 d'admission. Le rôle de ce doseur 50 est de permettre le réglage du débit massique de l'air fourni au répartiteur 110 d'entrée du moteur 100. Enfin, comme le montre la figure 2, un court-circuit 11 est placé en parallèle avec la pompe 10 à membrane, une vanne 12 de commutation 15 permettant de sélectionner pour la circulation des gaz d'échappement, soit le trajet traversant la pompe 10, soit le trajet traversant le court-circuit 11. On évite ainsi les pertes de charge dues à la pompe 10 lorsque celle-ci ne fonctionne pas. Bien entendu, les fonctions des vannes 41 et 12 pourraient être 20 réalisées par une vanne unique. Dans l'architecture de la figure 2, le circuit de récupération est indépendant du fonctionnement du moteur, la pompe 10 étant uniquement destinée à la récupération des gaz d'échappement. A l'inverse, la figure 3 illustre une architecture où la pompe 10 peut 25 également être utilisée pour suralimenter le moteur en augmentant le débit massique de l'air à l'admission, ceci simultanément ou séparément de la fonction de récupération. A cet effet, la pompe 10 est placée sur le conduit 20 d'admission en aval du débouché du conduit 40 de récupération dans le circuit 20 30 d'admission. Comme dans l'exemple de la figure 2, une vanne 41 de contrôle est placée sur le conduit 40 de récupération afin de pouvoir faire varier le débit des gaz récupérés, et donc de modifier à volonté la quantité des gaz admis et leur proportion. On peut ainsi adapter le fonctionnement de la pompe selon les phases de fonctionnement du moteur. Advantageously, in order to be able to adjust the flow rate of the recovered gases, an exhaust gas flow control valve is placed on said recovery duct, in series with the vibrating membrane pump. Similarly, the invention provides that an air flow metering device is placed on said air intake duct upstream of the outlet of said recovery duct in the intake duct, in order to allow the control of the flow rate. intake air at the engine inlet. Finally, according to the invention, a short circuit is placed in parallel with the vibrating membrane pump, a switching valve being able to select a path passing through said short circuit or a path passing through the pump. This arrangement has the advantage of being able to short-circuit the pump when it is not working and thus to avoid unnecessary losses of loads that it could introduce. However, the architecture, object of the invention, is not limited to the sole recovery of the exhaust gas. It can in fact also be used to achieve a supercharging of the engine. In this case, it is provided by the invention that the vibrating membrane pump is capable of increasing the mass flow rate of the intake gas into the engine. According to a second embodiment in which the diaphragm pump is capable of performing both the exhaust gas recovery and the engine supercharging functions, an exhaust gas recovery duct being disposed between a duct engine exhaust and an air intake duct, said vibrating membrane pump is placed on said intake duct downstream of the outlet of the recovery duct in the intake duct. In this second embodiment, the invention also provides that an exhaust gas flow control valve is placed on said recovery duct. Thus, in operation, the pump in combination with the control valve makes it possible both to adjust the total amount of circulating gases, air and exhaust gas recovered, introduced at the inlet distributor of the engine, and modify its composition by varying the ratio between the quantity of the exhaust gas and the quantity of air admitted. In essence, a larger air mass flow increases the available torque, while an increase in the amount of exhaust gas recovered reduces NOx pollution, reduces fuel consumption, but decreases torque. Furthermore, as for the first embodiment, an air flow metering device is placed on said air intake duct upstream of the outlet of said recovery duct in the intake duct. It should be noted in this case that the doser not only has the function of controlling the mass flow rate of the intake air but also of varying the outlet pressure of the EGR duct. In particular, as explained above, the closure of the metering device, by decreasing the outlet pressure, increases the pressure drop in the recovery duct and thus increases the flow rate of the recovered exhaust gas. In addition, the turbulence created by the metering device mixes the intake air and the recovered gases. As for the first embodiment and for the purpose of circumventing the pump when necessary, it is expected that a short circuit is placed in parallel with the vibrating membrane pump, a switching valve being suitable for selecting a path through said short circuit or a path through the pump. The switching valve makes it possible to select the path followed by the gases. The path through the pump is chosen to prevent the return of gas from the short circuit when the pump is running. If not, the path through the short circuit is selected. The invention applies quite advantageously to the engine 25 having a turbocharger. Two forms of implementation are then possible According to a first embodiment, the vibrating membrane pump is arranged in series with a compressor of a turbocharger. According to a second form of implementation, the vibrating membrane pump is arranged in parallel with a compressor of a turbocharger. The invention also relates to a method for recovering exhaust gas in an internal combustion engine, in which a flow of said exhaust gas from an exhaust line of said engine is effected to an intake line of air of said engine. According to the invention, a vibrating membrane pump is used to ensure said circulation. Exemplary embodiments of either of these embodiments will be described in detail later. The following description with reference to the accompanying drawings, given by way of non-limiting example, will make it clear what the invention consists of and how it can be achieved. FIG. 2 is a diagram of an exhaust gas recovery architecture according to the invention. FIG. 3 is a diagram of an exhaust gas recovery architecture with supercharging, in accordance with the invention. FIG. 4 is a diagram of the architecture of FIG. 3 comprising a metering device. FIG. 5a is a diagram of the architecture of FIG. 4 including a first type of short circuit of the diaphragm pump. Figure 5b is a diagram of the architecture of Figure 4 including a second type of short circuit of the diaphragm pump. Figures 6a and 6b are architectural diagrams including a diaphragm pump in series with a compressor of a turbocharger. Figures 7a and 7d are architectural diagrams comprising a diaphragm pump in parallel with a compressor of a turbocharger. Figure 2 shows an exhaust gas recovery architecture in an internal combustion engine 100, including an air intake duct 20 connecting an air inlet 200 to an inlet manifold 110, and an exhaust duct 30 for conducting the exhaust gas leaving an exhaust manifold 120 to an outlet 300. As can be seen in the architecture of FIG. 2, a gas recovery duct 40 exhaust is disposed between the exhaust duct 30 and the intake duct 20. In order to increase the mass flow of the recovered gases and to extend the possibilities of recovery of the engine in exhaust gas, a vibrating membrane pump 10 is placed on the recovery duct 40. In addition, an exhaust gas flow control valve 41 is connected in series with the pump 10 on the recovery pipe 40, in order to be able to adjust the amount of gas recovered. Optionally, a recovered exhaust gas cooling circuit 21 is installed on the inlet duct 20 upstream of the inlet distributor 110. FIG. 2 also shows the presence of a dispenser 50 placed on the inlet duct 20 upstream of the outlet of the recovery duct 40 in the inlet duct 20. The role of this metering device 50 is to allow the adjustment of the mass flow rate of the air supplied to the input splitter 110 of the motor 100. Finally, as shown in FIG. 2, a short-circuit 11 is placed in parallel with the pump. 10 to membrane, a switching valve 12 for selecting for the circulation of exhaust gas, either the path through the pump 10, or the path through the short circuit 11. This avoids the pressure losses due to the pump 10 when it does not work. Of course, the functions of the valves 41 and 12 could be performed by a single valve. In the architecture of Figure 2, the recovery circuit is independent of the operation of the engine, the pump 10 being only for the recovery of exhaust gas. Conversely, Figure 3 illustrates an architecture where the pump 10 can also be used to supercharge the motor by increasing the mass flow rate of the air at the inlet, this simultaneously or separately from the recovery function. For this purpose, the pump 10 is placed on the intake duct 20 downstream of the outlet of the recovery duct 40 in the intake circuit. As in the example of FIG. 2, a control valve 41 is placed on the recovery line 40 in order to be able to vary the flow rate of the recovered gases, and thus to modify at will the quantity of the admitted gases and their proportion. It is thus possible to adapt the operation of the pump according to the operating phases of the engine.

Phase 1 : accélération ou réqime stabilisé sans suralimentation ni récupération La pompe 10 est inactive et la vanne 41 de contrôle est fermée. Le moteur fonctionne de manière nominale. Le couple est augmenté ou stabilisé en fonction des caractéristiques intrinsèques du moteur. Phase 1: acceleration or stabilized system without supercharging or recovery The pump 10 is inactive and the control valve 41 is closed. The motor works in a nominal way. The torque is increased or stabilized according to the intrinsic characteristics of the engine.

Io Phase 2: accélération ou réqime stabilisé sans suralimentation et avec récupération La pompe 10 reste inactive, mais la vanne 41 de contrôle est commandée par un dispositif électronique approprié. Io Phase 2: acceleration or stabilized system without supercharging and with recovery The pump 10 remains inactive, but the control valve 41 is controlled by an appropriate electronic device.

is Phase 3 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation sans récupération Si le couple intrinsèque du moteur est insuffisant, la pompe 10 est activée, la vanne 41 étant fermée. En cas d'accélération par exemple, la pompe 10 permet d'augmenter le débit massique d'air introduit dans le moteur 20 100, d'où une suralimentation d'air. Les performances du moteur sont améliorées du fait que le temps pour atteindre le couple souhaité est diminué et que le couple maximum disponible est augmenté. is Phase 3: acceleration or steady state with supercharging without recovery If the intrinsic torque of the engine is insufficient, the pump 10 is activated, the valve 41 being closed. In case of acceleration, for example, the pump 10 makes it possible to increase the mass flow rate of air introduced into the engine 100, which results in a supercharging of air. The engine performance is improved because the time to reach the desired torque is decreased and the maximum available torque is increased.

Phase 4 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation et avec 25 récupération Quand la pompe 10 est activée et la vanne 41 ouverte, les débits massiques d'air et gaz récupérés entrant dans les cylindres peuvent être augmentés et ajustés au-delà des caractéristiques intrinsèques du moteur. En particulier, ce mode de fonctionnement est intéressant lorsque les capacités 30 intrinsèques de récupération du moteur sont insuffisantes ou lorsque la quantité de gaz récupérés est limitée par le manque d'air restant. Le rapport entre les quantités de gaz récupérés et l'air admis dépend du régime du moteur, de la position de la vanne 41 et du fonctionnement de la pompe 10. l0 La quantité et la qualité des gaz admis sont déterminées par un dispositif électronique approprié, lequel commande la pompe 10 et la vanne 41 en conséquence. Phase 4: Accelerated or Regulated Stabilization with Boost and With Recovery When the pump 10 is turned on and the valve 41 opened, the mass flow rates of recovered air and gas entering the cylinders can be increased and adjusted beyond the intrinsic characteristics of the engine. In particular, this mode of operation is interesting when the intrinsic capacities of recovery of the engine are insufficient or when the amount of gas recovered is limited by the lack of air remaining. The ratio of the quantities of recovered gas to the intake air depends on the engine speed, the position of the valve 41 and the operation of the pump 10. The quantity and quality of the gases admitted are determined by an appropriate electronic device. which controls the pump 10 and the valve 41 accordingly.

Avantageusement, la pompe 10 et la vanne 41 de contrôle peuvent être intégrées dans un composant unique. L'architecture de la figure 4 diffère de celle de la figure 3 en ce qu'un doseur 50 est placé sur le circuit 20 d'admission en amont du débouché du conduit 40 de récupération, comme dans le cas de la figure 2. Advantageously, the pump 10 and the control valve 41 can be integrated in a single component. The architecture of FIG. 4 differs from that of FIG. 3 in that a metering device 50 is placed on the intake circuit upstream of the outlet of the recovery duct 40, as in the case of FIG. 2.

Le doseur 50 permet de contrôler le débit massique d'air admis et de faire varier la chute de pression le long du conduit 40 de récupération. L'intérêt du doseur 50 va maintenant être expliqué par comparaison avec les phases de fonctionnement moteur qui viennent d'être décrites en référence à la figure 2. The metering device 50 makes it possible to control the mass flow rate of the intake air and to vary the pressure drop along the recovery duct 40. The interest of the metering device 50 will now be explained by comparison with the engine operating phases which have just been described with reference to FIG.

Phase 1 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation ni récupération Le doseur 50 permet en plus le contrôle du débit massique d'air introduit dans le moteur 100. En particulier, ceci est intéressant pour les moteurs à essence pour contrôler le couple, ou, pour les moteurs diesel à injection directe, pour commander le rapport air/gazole. La position de la vanne du doseur 50 est commandée par un dispositif électronique approprié. Phase 1: acceleration or steady speed without overfeeding or recovery The metering device 50 additionally allows the control of the mass flow of air introduced into the engine 100. In particular, this is interesting for gasoline engines to control the torque, or, for diesel engines with direct injection, to control the air / diesel ratio. The position of the metering valve 50 is controlled by a suitable electronic device.

Phase 2 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation et avec 25 récupération Le doseur 50 permet en plus d'augmenter le débit massique des gaz récupérés. Le rapport intrinsèque gaz récupérés/air du moteur est étendu. Cependant, l'augmentation du débit des gaz récupérés se fait au détriment du débit d'air. 30 Phase 3 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation sans récupération Comme le but de ce régime de fonctionnement est d'atteindre un couple maximum, le doseur 50 est complètement ouvert pour éviter les chutes de pression. Phase 2: acceleration or steady state without supercharging and with recovery The metering device 50 also makes it possible to increase the mass flow rate of the recovered gases. The intrinsic gas / engine air ratio is extended. However, the increase in the flow of the recovered gases is to the detriment of the air flow. Phase 3: Acceleration or Stabilized RPM with Recovery Without Recovery Since the purpose of this operating regime is to achieve maximum torque, the metering unit 50 is fully open to prevent pressure drops.

Phase 4 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation et avec récupération Le doseur 50 permet en plus d'étendre les possibilités d'augmentation et d'ajustement des débits massiques d'air et gaz récupérés. Habituellement, en l'absence de doseur, la pompe 10 augmente le débit massique des gaz récupérés en proportion de l'augmentation du débit massique d'air. Les débits d'air et de gaz récupérés sont donc dépendants. En ajoutant un doseur, le débit massique des gaz récupérés peut être contrôlé indépendamment du débit d'air. Phase 4: acceleration or stabilized regime with supercharging and with recovery The metering device 50 furthermore makes it possible to extend the possibilities of increasing and adjusting the mass flow rates of air and recovered gases. Usually, in the absence of a metering device, the pump 10 increases the mass flow rate of the recovered gases in proportion to the increase in the mass flow rate of air. The flow rates of air and recovered gas are therefore dependent. By adding a metering device, the mass flow rate of the recovered gases can be controlled independently of the airflow.

Les figures 5a et 5b montrent deux architectures dans lesquelles un court-circuit 11 est placé en parallèle avec la pompe 10, une vanne 12 de commutation permettant de choisir un trajet de circulation des gaz traversant la pompe 10 ou le court-circuit 11. Comme cela a été mentionné plus haut, la principale fonction du court- circuit 11 est d'éviter les pertes de charge à travers la pompe 10 lorsqu'elle est à l'arrêt, et d'empêcher le retour des gaz vers l'admission lorsqu'elle est en marche. Sur la figure 5a, le conduit 40 de récupération des gaz d'échappement débouche dans ledit conduit 20 d'admission d'air en amont du courtcircuit 11. FIGS. 5a and 5b show two architectures in which a short-circuit 11 is placed in parallel with the pump 10, a switching valve 12 making it possible to choose a flow path for the gases passing through the pump 10 or the short-circuit 11. As this has been mentioned above, the main function of the short circuit 11 is to avoid pressure drops across the pump 10 when it is stopped, and to prevent the return of gases to the inlet when it is running. In FIG. 5a, the exhaust gas recovery duct 40 opens into said air intake duct 20 upstream of the short circuit 11.

Sur la figure 5b, le conduit 40 de récupération des gaz d'échappement débouche dans le conduit 20 d'admission d'air en amont de la pompe 10 sur le trajet traversant la pompe. Cette seconde configuration a l'avantage de permettre l'intégration de la pompe 10, du court-circuit 11, de la vanne 12 de commutation et de la vanne 41 de contrôle dans un composant unique. In FIG. 5b, the exhaust gas recovery duct 40 opens into the air intake duct 20 upstream of the pump 10 on the path passing through the pump. This second configuration has the advantage of allowing the integration of the pump 10, the short-circuit 11, the switching valve 12 and the control valve 41 in a single component.

La suite de la description s'adresse spécifiquement aux moteurs équipés d'un turbocompresseur 400. The remainder of the description is specifically directed to engines equipped with a turbocharger 400.

Les figures 6a et 6b se rapportent à des architectures dites série où la pompe 10 à membrane est disposée en série avec le compresseur 410 du turbocompresseur 400. Plus particulièrement, dans l'architecture de la figure 6a la pompe 10 est placée en aval du compresseur 410, tandis que le conduit 40 de récupération débouche du conduit 30 d'échappement en amont de la turbine 420, c'est-à-dire dans une zone de haute pression, et dans le conduit 20 d'admission en aval du compresseur 410, également dans une zone de haute pression, d'où le nom de haute pression donnée à cette architecture. io Un refroidisseur 22 peut être placé entre le turbocompresseur 400 et la pompe 10. Les différentes phases de fonctionnement du moteur sont les suivantes. FIGS. 6a and 6b relate to so-called series architectures where the diaphragm pump 10 is arranged in series with the compressor 410 of the turbocharger 400. More particularly, in the architecture of FIG. 6a the pump 10 is placed downstream of the compressor 410, while the recovery duct 40 opens out of the exhaust duct 30 upstream of the turbine 420, that is to say in a zone of high pressure, and into the inlet duct 20 downstream of the compressor 410 , also in an area of high pressure, hence the name of high pressure given to this architecture. A cooler 22 may be placed between the turbocharger 400 and the pump 10. The various phases of operation of the engine are as follows.

15 Phase 1 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle ni récupération La pompe 10 est inactive et la vanne 41 de contrôle est fermée. Le moteur fonctionne de manière nominale. Le couple est augmenté ou stabilisé en fonction des caractéristiques intrinsèques du moteur. 20 Phase 2 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle et avec récupération La pompe 10 reste inactive, mais la vanne 41 de contrôle est ouverte. La recirculation des gaz récupérés se fait de manière classique selon les 25 caractéristiques intrinsèques du moteur. De préférence, la pompe 10 est court-circuitée. Phase 1: acceleration or steady state without additional boosting or recovery The pump 10 is inactive and the control valve 41 is closed. The motor works in a nominal way. The torque is increased or stabilized according to the intrinsic characteristics of the engine. Phase 2: acceleration or steady state without additional supercharging and with recovery The pump 10 remains inactive, but the control valve 41 is open. Recirculation of recovered gases is conventionally done according to the intrinsic characteristics of the engine. Preferably, the pump 10 is short-circuited.

Phase 3 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation additionnelle sans récupération 30 Si le couple intrinsèque du moteur est insuffisant, la pompe 10 est activée, la vanne 41 étant fermée. Le court-circuit 11 est fermé par la vanne 12 de commutation. La pompe 10 complète l'action du turbocompresseur 400 en évitant l'effet de traîne du turbocompresseur et en fournissant une suralimentation additionnelle. L'effet de traîne du turbocompresseur est dû à son inertie mécanique et à la faible puissance disponible sur les gaz d'échappement en sortie du collecteur 120 d'échappement. Il se traduit par un retard mis par le moteur avant que le couple ait atteint sa valeur maximale. La pompe 10 permet de compenser cet effet de traîne du fait qu'elle est capable d'augmenter le débit massique d'air plus rapidement que le turbocompresseur 400. De plus, comme davantage d'air parvient rapidement aux cylindres, davantage d'énergie est rapidement disponible dans les gaz d'échappement, ce qui rend le turbocompresseur 400 plus rapidement efficace. Surtout à bas régime, le couple disponible du moteur est limité à cause de la faible puissance dans les gaz d'échappement. La pompe 10 offre alors une suralimentation additionnelle en augmentant le couple maximum disponible par une augmentation du débit massique de l'air d'admission dans les cylindres. Phase 3: acceleration or steady state with additional boost without recovery If the intrinsic torque of the engine is insufficient, the pump 10 is activated, the valve 41 being closed. The short circuit 11 is closed by the switching valve 12. The pump 10 completes the action of the turbocharger 400 by avoiding the trolling effect of the turbocharger and by providing additional boosting. The trolling effect of the turbocharger is due to its mechanical inertia and the low power available on the exhaust gas at the outlet of the exhaust manifold 120. It results in a delay put by the engine before the torque has reached its maximum value. The pump 10 makes it possible to compensate for this trolling effect because it is capable of increasing the air mass flow rate more rapidly than the turbocharger 400. In addition, since more air rapidly reaches the cylinders, more energy is quickly available in the exhaust, making turbocharger 400 more efficient. Especially at low revs, the engine's available torque is limited because of the low power in the exhaust. The pump 10 then offers additional boosting by increasing the maximum available torque by increasing the mass flow rate of the intake air into the cylinders.

Phase 4 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation additionnelle et avec récupération Par rapport à la phase précédente, la vanne 41 de contrôle est placée en position ouverte. Comme décrit plus haut, la quantité totale de gaz et leur proportion peut être augmentée et contrôlée. La quantité de gaz et le rapport gaz récupérés/air dépendent de la position du doseur 50, de la position de la vanne 41 et de la comrnande de la pompe 10. La pompe 10 présente plusieurs avantages. En général, si le doseur 50 est légèrement fermé pour augmenter la proportion de gaz récupérés, la quantité d'air admis dans les cylindres est limitée. Ainsi, le couple disponible est également limité, ceci en faveur de la réduction de la pollution. Ce compromis peut être évité grâce à la pompe 10. Comme les débits de gaz récupérés et d'air augmentent simultanément, le couple peut être augmenté et les possibilités de réduction de la pollution sont étendues. Phase 4: acceleration or steady state with additional boost and recovery With respect to the previous phase, the control valve 41 is placed in the open position. As described above, the total amount of gas and their proportion can be increased and controlled. The amount of gas and the ratio of gas recovered / air depends on the position of the metering device 50, the position of the valve 41 and the command of the pump 10. The pump 10 has several advantages. In general, if the metering device 50 is slightly closed to increase the proportion of recovered gases, the amount of air admitted into the cylinders is limited. Thus, the available torque is also limited, this in favor of the reduction of pollution. This compromise can be avoided by the pump 10. As the recovered gas and air rates increase simultaneously, the torque can be increased and the possibilities of reducing the pollution are extended.

Dans l'architecture de la figure 6b la pompe 10 est placée en amont du compresseur 410, tandis que le conduit 40 de récupération débouche du conduit 30 d'échappement en aval de la turbine 420, c'est-à-dire dans une zone de basse pression, et dans le conduit 20 d'admission en amont du compresseur 410, également dans une zone de basse pression, d'où le nom de basse pression donnée à cette architecture. Cette architecture basse pression est techniquement difficile à réaliser avec des pompes centrifuges. L'invention la rend possible par l'utilisation d'une pompe 10 à membrane vibrante telle que montrée sur la figure 1. Le fonctionnement de l'architecture de la figure 6b va maintenant être décrit pour quatre phases de fonctionnement possibles. In the architecture of FIG. 6b, the pump 10 is placed upstream of the compressor 410, while the recovery duct 40 opens out from the exhaust duct 30 downstream of the turbine 420, that is to say in a zone low pressure, and in the intake duct 20 upstream of the compressor 410, also in a low pressure zone, hence the name of low pressure given to this architecture. This low pressure architecture is technically difficult to achieve with centrifugal pumps. The invention makes this possible by the use of a vibrating membrane pump 10 as shown in FIG. 1. The operation of the architecture of FIG. 6b will now be described for four possible operating phases.

Phase 1 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle ni récupération La pompe 10 est inactive, l'air d'admission circule à travers le court-circuit 11, et la vanne 41 est fermée. Le moteur peut accélérer normalement ou stabiliser le couple à sa valeur intrinsèque. Phase 1: acceleration or steady state without additional boosting or recovery The pump 10 is inactive, the intake air flows through the short circuit 11, and the valve 41 is closed. The engine can accelerate normally or stabilize the torque to its intrinsic value.

Phase 2 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle d'air et avec récupération La pompe 10 est toujours inactive et la vanne 41 contrôle le débit de gaz d'échappement dans le conduit 40 de récupération. Un dispositif électronique contrôle la position de la vanne 41. Phase 2: acceleration or steady state without additional air boost and recovery The pump 10 is still inactive and the valve 41 controls the flow of exhaust gas in the conduit 40 recovery. An electronic device controls the position of the valve 41.

Phase 3 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation additionnelle d'air et sans récupération La pompe 10 fonctionne et la vanne 41 est fermée. Si la valeur intrinsèque du couple est insuffisante, la pompe 10 permet d'augmenter le débit massique d'air introduit dans le moteur 100, d'où une suralimentation d'air. Les performances du moteur sont améliorées du fait que le temps pour atteindre le couple souhaité est diminué et que le couple maximum disponible est augmenté. Phase 3: acceleration or steady state with additional air boost and no recovery The pump 10 operates and the valve 41 is closed. If the intrinsic value of the torque is insufficient, the pump 10 makes it possible to increase the mass flow rate of air introduced into the engine 100, hence an air supercharging. The engine performance is improved because the time to reach the desired torque is decreased and the maximum available torque is increased.

Phase 4 : accélération ou réqime stabilisé avec suralimentation additionnelle d'air et récupération La pompe 10 fonctionne et la vanne 41 contrôle le débit de gaz s d'échappement dans le conduit 40 de récupération. II est alors possible d'augmenter et de répartir les débitsmassiques de l'air et des gaz d'échappement au-delà du couple intrinsèque du moteur. Cette configuration de fonctionnement est intéressante notamment lorsque le débit intrinsèque de gaz d'échappement n'est pas suffisant ou lorsque la quantité de gaz 10 d'échappement nécessaire est limitée par le manque d'air restant. La quantité totale de gaz, air et gaz d'échappement, entrant dans le moteur dépend du mode de fonctionnement du moteur et de la commande de la pompe 10. Le rapport entre les gaz d'échappement et l'air d'admission dépend du mode de fonctionnement du rnoteur, notamment le rapport de la pression à 15 l'échappement à la pression d'admission, de la position de la vanne 41 et de la commande de la pompe 10. La quantité et la qualité des gaz sont déterminées par un dispositif électronique qui commande la pompe 10 et la position de la vanne 41. Phase 4: acceleration or stabilized system with additional air supply and recovery The pump 10 operates and the valve 41 controls the flow of exhaust gas in the recovery line 40. It is then possible to increase and distribute the flow rates of the air and the exhaust gases beyond the intrinsic torque of the engine. This operating configuration is of interest especially when the intrinsic flow rate of the exhaust gas is not sufficient or when the amount of exhaust gas required is limited by the lack of air remaining. The total quantity of gas, air and exhaust gas entering the engine depends on the operating mode of the engine and the control of the pump 10. The ratio between the exhaust gas and the intake air depends on the mode of operation of the engine, including the ratio of the exhaust pressure to the intake pressure, the position of the valve 41 and the pump control 10. The quantity and quality of the gases are determined by an electronic device which controls the pump 10 and the position of the valve 41.

20 Les figures 7a à 7d se rapportent à des architectures dites parallèle où la pompe 10 à membrane est disposée en parallèle avec le compresseur 410 du turbocompresseur 400. Selon l'architecture de la figure 7a, le conduit 40 de récupération débouche du conduit 30 d'échappement en amont de la turbine 420, c'est-à- 25 dire dans une zone de haute pression, et dans le conduit 20' d'admission en aval du compresseur 410, également dans une zone de haute pression. Comme la pompe 10 est en position de court-circuit par rapport au compresseur 410, une vanne 23 de contrôle additionnelle est nécessaire afin d'éviter un retour de l'air compressé à travers la pompe. Cette vanne 23 peut 3o être placée sur le circuit de la pompe 10, comme indiqué sur la figure 7, ou à l'intersection des conduits 20 et 20'. Les différentes phases de fonctionnement du moteur sont les suivantes. FIGS. 7a to 7d relate to so-called parallel architectures in which the diaphragm pump 10 is arranged in parallel with the compressor 410 of the turbocharger 400. According to the architecture of FIG. 7a, the recovery conduit 40 opens out from the conduit 30 Exhaust upstream of the turbine 420, i.e., in a high pressure zone, and in the inlet conduit 20 'downstream of the compressor 410, also in a high pressure zone. Since the pump 10 is in a short-circuit position with respect to the compressor 410, an additional control valve 23 is necessary in order to prevent a return of the compressed air through the pump. This valve 23 may 3o be placed on the circuit of the pump 10, as shown in Figure 7, or at the intersection of the ducts 20 and 20 '. The different phases of engine operation are as follows.

Phase 1 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle ni récupération La pompe 10 est inactive, les vannes 41, 23 de contrôle sont fermées 5 et le doseur 50 est ouvert. Le moteur fonctionne de manière nominale. Phase 1: acceleration or steady state without additional supercharging or recovery The pump 10 is inactive, the control valves 41, 23 are closed and the dispenser 50 is open. The motor works in a nominal way.

Phase 2 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle et avec récupération La vanne 41 de contrôle est ouverte et la vanne 23 de contrôle 10 additionnelle est fermée. Si la pompe 10 est inactive, la recirculation des gaz récupérés se fait de manière classique selon les caractéristiques intrinsèques du moteur. Si la pompe 10 est active, la récupération des gaz d'échappement est amplifiée. 15 Phase 3 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation additionnelle sans récupération La pompe 10 est activée pour augmenter le couple disponible, la vanne 41 est fermée et la vanne 23 de contrôle additionnelle est ouverte. 20 Si la pression de sortie de la pompe 10 est supérieure à la pression de sortie du compresseur 410, la vanne 23 et/ou le doseur 50 forcent le débit d'air à travers le conduit 20' de la pompe, sinon l'air pourrait retourner vers le turbocompresseur 400 à travers le conduit principal 20 au lieu d'atteindre les cylindres. 25 Si la pression de sortie de la pompe 10 est voisine de la pression de sortie du compresseur 410, la vanne 23 et/ou le doseur 50 laissent le flux d'air traverser la pompe 10 et le compresseur 410. Si la pression de sortie de la pompe 10 est inférieure à la pression de sortie du compresseur 410, la pompe 10 peut être arrêtée et la vanne 23 30 fermée pour éviter le retour d'air vers le turbo compresseur 400. Phase 2: acceleration or steady state without additional supercharging and with recovery The control valve 41 is open and the additional control valve 23 is closed. If the pump 10 is inactive, recirculation of the recovered gases is done in a conventional manner according to the intrinsic characteristics of the engine. If the pump 10 is active, the recovery of the exhaust gas is amplified. Phase 3: acceleration or steady state with additional boost without recovery The pump 10 is activated to increase the available torque, the valve 41 is closed and the additional control valve 23 is opened. If the outlet pressure of the pump 10 is greater than the outlet pressure of the compressor 410, the valve 23 and / or the metering device 50 force the flow of air through the conduit 20 'of the pump, otherwise the air could return to the turbocharger 400 through the main conduit 20 instead of reaching the cylinders. If the outlet pressure of the pump 10 is close to the outlet pressure of the compressor 410, the valve 23 and / or the metering device 50 allow the flow of air to flow through the pump 10 and the compressor 410. If the outlet pressure of the pump 10 is less than the outlet pressure of the compressor 410, the pump 10 can be stopped and the valve 23 closed to prevent the return of air to the turbo compressor 400.

Phase 4 : accélération ou régime stabilisé avec suralimentation additionnelle et avec récupération La pompe 10 est activée et les vannes 41, 23 ainsi que le doseur 50 sont ouverts. La pompe 10 permet d'obtenir une suralimentation additionnelle et une amplification de la récupération des gaz d'échappement. Phase 4: acceleration or steady state with additional boost and recovery The pump 10 is activated and the valves 41, 23 and the proportioner 50 are open. The pump 10 makes it possible to obtain additional supercharging and amplification of the recovery of the exhaust gases.

L'architecture de la figure 7b diffère de celle de la figure 7a en ce qu'une vanne 24 de commande est placée sur le conduit 20' d'admission d'air à l'entrée de la pompe 10 à membrane vibrante. En phase d'accélération ou de régime stabilisé sans suralimentation lo additionnelle mais avec récupération des gaz d'échappement, la pompe 10 est arrêtée, les vannes de contrôle 41, 23 sont ouvertes, de même que le doseur 50, alors que la vanne 24 de commande est fermée. Le trajet de récupération des gaz d'échappement débouche cette fois en amont du compresseur 410, dans une zone de basse pression. Les gaz 15 récupérés sont mis en circulation par le compresseur 410 et acheminés vers le moteur par le conduit 20 d'admission principal. Cette architecture permet donc d'obtenir un taux de gaz récupérés important, sans avoir à utiliser l'amplification par la pompe 10. Dans l'architecture de la figure 7c, le conduit 40 de récupération 20 débouche du conduit 30 d'échappement en aval de la turbine 420, c'est-à-dire dans une zone de basse pression, et dans le conduit 20' d'admission en aval du compresseur 410, c'est à dire dans une zone de haute pression. Une vanne 25 de contrôle facultative peut être placée sur le conduit 20 d'admission d'air principal en aval du compresseur 410. 25 Les différentes phases de fonctionnement du moteur sont les suivantes. The architecture of FIG. 7b differs from that of FIG. 7a in that a control valve 24 is placed on the air intake duct 20 'at the inlet of the vibrating membrane pump 10. In the acceleration or steady state phase without additional booster lo but with recovery of the exhaust gas, the pump 10 is stopped, the control valves 41, 23 are open, as the metering device 50, while the valve 24 command is closed. The exhaust gas recovery path opens this time upstream of the compressor 410, in a low pressure zone. The recovered gases are circulated by the compressor 410 and conveyed to the engine through the main intake conduit. This architecture therefore makes it possible to obtain a high rate of recovered gases, without having to use the amplification by the pump 10. In the architecture of FIG. 7c, the recovery duct 40 opens out of the downstream exhaust duct 30 of the turbine 420, that is to say in a low pressure zone, and in the inlet duct 20 'downstream of the compressor 410, that is to say in a high pressure zone. An optional check valve may be placed on the main air intake duct downstream of the compressor 410. The various phases of operation of the engine are as follows.

Phase 1 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle ni récupération 30 La pompe 10 est inactive, la vanne 41 de contrôle et le doseur 50 sont fermés. Le moteur fonctionne de manière nominale. Phase 1: acceleration or steady state without additional boosting or recovery The pump 10 is inactive, the control valve 41 and the metering device 50 are closed. The motor works in a nominal way.

Phase 2 : accélération ou régime stabilisé sans suralimentation additionnelle et avec récupération La vanne 41 de contrôle est ouverte et le doseur 50 est fermé. Dans ce cas, la récupération ne peut se faire qu'au moyen de la pompe 10 qui doit être obligatoirement active afin de s'opposer à la différence de pression négative entre les conduits 20 d'admission et 30 de récupération. Phase 2: acceleration or steady state without additional supercharging and with recovery The control valve 41 is open and the metering device 50 is closed. In this case, the recovery can be done only by means of the pump 10 which must be active in order to oppose the negative pressure difference between the inlet ducts 20 and 30 recovery.

Phase 3 : accélération ou réqime stabilisé avec suralimentation additionnelle sans récupération io La pompe 10 est activée pour augmenter le couple disponible, la vanne 41 est fermée et le doseur 50 est ouvert. Phase 3: acceleration or stabilized system with additional supercharging without recovery The pump 10 is activated to increase the available torque, the valve 41 is closed and the metering device 50 is opened.

Phase 4 : accélération ou réqime stabilisé avec suralimentation additionnelle et avec récupération is La pompe 10 est activée et la vanne 41 et le doseur 50 sont ouverts. Phase 4: acceleration or stabilized system with additional booster and recovery is pump 10 is activated and valve 41 and metering unit 50 are open.

L'architecture de la figure 7d diffère de celle de la figure 7c en ce qu'une vanne 26 de commande est placée sur le conduit 20' d'admission d'air en sortie de la pompe 10 à membrane vibrante. 20 En phase d'accélération ou de régime stabilisé sans suralimentation additionnelle mais avec récupération des gaz d'échappement, la pompe 10 est arrêtée, la vanne 41 de contrôle et le doseur 50 sont ouverts, alors que la vanne 26 de commande est fermée. De même que pour l'architecture de la figure 7b, le trajet de 25 récupération des gaz d'échappement débouche en amont du compresseur 410, dans une zone de basse pression. Les gaz récupérés sont mis en circulation par le compresseur 410 et acheminés vers le moteur par le conduit 20 d'admission principal. Cette architecture permet également d'obtenir un taux de gaz récupérés important, sans avoir à utiliser l'amplification par la 30 pompe 10. La vanne 26 de commande pourrait aussi être placée entre le débouché du conduit 40 de récupération dans le conduit 20' d'admission et la pompe 10. The architecture of FIG. 7d differs from that of FIG. 7c in that a control valve 26 is placed on the air intake duct 20 'at the outlet of the vibrating membrane pump 10. In the acceleration or steady state phase without additional supercharging but with recovery of the exhaust gas, the pump 10 is stopped, the control valve 41 and the metering device 50 are open, while the control valve 26 is closed. As for the architecture of FIG. 7b, the exhaust gas recovery path opens upstream of the compressor 410, in a zone of low pressure. The recovered gases are circulated by the compressor 410 and conveyed to the engine through the main intake conduit. This architecture also makes it possible to obtain a high recovery gas rate, without having to use the amplification by the pump 10. The control valve 26 could also be placed between the outlet of the recovery duct 40 in the duct 20 '. admission and the pump 10.

Comme cela est illustré dans les différentes figures 2 à 7 évoquées plus haut, l'invention concerne également un procédé de récupération de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne 100. Selon ledit procédé, on réalise une circulation desdits gaz d'échappement d'une ligne d'échappement 30 dudit moteur à une ligne d'admission d'air 20 dudit moteur. Selon l'invention, on utilise une pompe 10 à membrane vibrante pour assurer ladite circulation. Une telle utilisation pourra avoir lieu, notamment, avec les exemples d'architectures de récupération de gaz d'échappement données plus haut. 1o As illustrated in the various FIGS. 2 to 7 mentioned above, the invention also relates to a method for recovering exhaust gas in an internal combustion engine 100. According to said method, a circulation of said exhaust gases is effected. an exhaust line 30 of said engine to an air intake line 20 of said engine. According to the invention, a vibrating membrane pump 10 is used to ensure said circulation. Such use may take place, in particular, with the examples of exhaust gas recovery architectures given above. 1o

Claims

An exhaust gas recovery architecture in an internal combustion engine (100), comprising a circulation pump for at least said exhaust gas, characterized in that said circulation pump is a diaphragm pump (10). vibrant.

2. The architecture of claim 1, wherein the vibrating membrane pump (10) is adapted to increase the mass flow of intake gas into the engine (100).

3. Architecture according to one of claims 1 or 2, wherein, an exhaust gas recovery duct (40) being disposed between an exhaust duct (30) of the engine and a duct (20, 20 '). said air intake pump, said vibrating membrane pump (10) is placed on said intake duct (20, 20 ') downstream of the outlet of the recovery duct (40) in the duct (20, 20'). intake.

The architecture of claim 3, wherein an exhaust gas flow control valve (41) is located on said recovery conduit (40).

5. Architecture according to claim 4, wherein the vibrating membrane pump (10) and the control valve (41) are integrated in a single component.

6. Architecture according to any one of claims 3 to 5, wherein a metering device (50) of air flow is placed on said duct (20; 20 ') of air intake upstream of the outlet of said conduit. (40) recovery in the intake duct.

7. Architecture according to any one of claims 1 to 6, wherein a short circuit (11) is placed in parallel with the vibrating membrane pump (10), a valve (12) switching being adapted to select a path traversing said short circuit (11) or a path through the pump (10).

8. Architecture according to claim 7, wherein said duct (40) for recovering exhaust gas opens into said duct (20) for admission of air upstream of the short-circuit (11).

9. Architecture according to claim 7, wherein said conduit (40) for recovering exhaust gas opens into said duct (20) of air intake upstream of the pump (10) on the path through the pump.

10. Architecture according to any one of claims 3 to 9, wherein the vibrating membrane pump (10) is arranged in series with a compressor (410) of a turbocharger (400).

11. Architecture according to claim 10, wherein said pump (10) is placed downstream of said compressor (410), said recovery duct (40) opening out of said exhaust duct (30) upstream of the turbine (420). turbocharger.

12. Architecture according to claim 10, wherein said pump (10) is placed upstream of said compressor (410), said recovery duct (40) opening out of said exhaust duct (30) downstream of the turbine (420). turbocharger.

13. Architecture according to any one of claims 6 to 9, wherein the vibrating membrane pump (10) is arranged in parallel with a compressor (410) of a turbocharger (400).

14. Architecture according to claim 13, wherein said recovery duct (40) opens out of said exhaust duct (30) upstream of the turbine (420) of the turbocharger.

15. Architecture according to claim 14, wherein a control valve (24) is placed on said duct (20 ') for admission of air to the inlet of the vibrating membrane pump (10).

16. Architecture according to claim 13, wherein said recovery duct (40) opens out of said exhaust duct (30) downstream of the turbine (420) of the turbocharger.

17. Architecture according to claim 16, wherein a control valve (26) is placed on said duct (20 ') of air intake at the outlet of the vibrating membrane pump (10).

The architecture of claim 1, wherein said vibrating membrane pump (10) is placed on an exhaust gas collection conduit (40) disposed between an engine exhaust duct (30) and a duct (20). ) air intake.

The architecture of claim 18, wherein an exhaust gas flow control valve (41) is located on said recovery duct (40) in series with the vibrating membrane pump (10).

20. Architecture according to one of claims 18 or 19, wherein a metering (50) of air flow is placed on said duct (20) of air intake in ~ o upstream of the outlet of said duct (40). recovery in the intake duct.

21. Architecture according to any one of claims 18 to 20, wherein a short-circuit (11) is placed in parallel with the vibrating membrane pump (10), a switching valve (12) being able to select a path traversing said short circuit (11) or a path through the pump (10).

22. A method for recovering exhaust gas in an internal combustion engine (100), in which a flow of said exhaust gas from an exhaust line of said engine (100) is made to an intake line. said air motor characterized in that a pump (10) 20 vibrating membrane to ensure said circulation. 25