Brevet FR2491129A1 — publié le 19820402

La présente invention concerne un procédé et un dispo- sitif pour le recyclage thermiquement optimal dans des appareils d'échappement à post-combustion de moteurs thermiques. Dans la compétition entresystèmes d'épuration des gaz d'échappement, la chambre de combustion à inversion de flux, pourvue d'un organe d'allumage, occupe, avant comme après, une situation parti- culière due surtout à deux facteurs: premièrement, il est possible, grâce à l'organe d'allumage, de lancer la combustion des gaz nocifs sans décalage chronologique, dès le départ à froid du moteur, l'énergie nécessaire étant fournie par le mélange carburant/air, inévitablement très enrichi pendant cette phase de fonctionnement du moteur; deuxième- ment, la chambre de combustion à inversion de flux présente, au point de vue thermodynamique, l'avantage de transmettre une quantité croissan- te de chaleur de post-combustion au système d'alimentation de l'appareil, grâce à son inversion intense des flux entre le gaz d'échappement brut à l'entrée et le gaz épuré à la sortie. Ce système de recyclage thermi- que permet de maintenir le fonctionnement du processus de post-combus- tion, dans le moteur à explosion à deux ou à quatre temps, même lors- que le mélange fourni est réglé pour une teneur pauvre, c'est-à-dire avec un mélange plus pauvre, donc moins chargé d'énergie, que les mélan- ges qui permettent au moteur de développer sa puissance maximale. Le but des mesures constructives exposées ci-après consiste à optimiser ce système de la chambre de combustion à inversion de flux, en ce qui concerne ledit recyclage,de telle manière que, tout en réalisant l'appa- reil dans une construction compacte, à faible prix de revient, il soit possible non seulement de maîtriser la phase gênante du départ à froid du moteur thermique, avec son excédent, relativement assez prolongé, de gaz polluants, mais encore d'obtenir sans accroissement d'énergie de combustion, c'est-à-dire de consommation de carburant, une disponibilité permanente pour effectuer la combustion de particules nocives, même en très petites quantités, en englobant toutes les phases du fonctionne- ment du moteur, y compris, par conséquent, celle du réglage d'appauvris- sement du mélange en cas de réduction de charge, que la construction automobile moderne s'efforce d'utiliser sur une plage aussi étendue que possible de conditions de marche du véhicule. Le dispositif de post-combustion, décrit ci-après, part de l'ensemble des brevets connexes suivants: brevet autrichien N0248 802 du demandeur, dont les revendications 1, 22, 24, 33 et 41 représen- tent les éléments structurels les plus importants, au point de vue thermodynamique, de la chambre de combustion à inversion de flux; bre- vet américain N0 3 989 469b qui ajoute à la chambre de combustion à inversion de flux une chambre de distribution suivie de plusieurs tubes à faible section et conduction de chaleur, inclus dans une canalisation de passage d'air, et enfin le brevet allemand N0 20 55 001 du demandeur, portant sur un dispositif d'admission d'air du ventilateur com- plétant l'injection d'air additionnel, ledit dispositif orientant l'air vers la chambre de combustion dite "tertiaire", c'est-à-dire vers l'étage de combustion final disposé à l'inverse des chambres de com- bustion précédentes, la quantité d'air injecté étant décomposée en jets capillaires et deagé--èïf-onction de l'organe de régulation disposé dans l'admission d'air du moteur -et qui commande le débit. Tout en consevant ce montage de principe de la chambre de combustion à inversion de flux, plusieurs groupes de mesures ont été incorporées, leur effet tendant à améliorer d'une manière décisive le déroulement du flux calorique, notamment grâce à l'insertion d'un profilé creux en aluminium dans le circuit d'admission d'air additionnel, à l'accélération du système d'in- jection grâce à la présence d'un jet de gaz d'échappement chauds ayant une température et une vitesse d'écoulement plus élevées, à un disposi- tif de dérivation court-circuitant la canalisation d'admission des gaz d'échappement du moteur afin de diriger vers le circuit de recyclage de post-combustion un flux direct de chaleur d'échappement du moteur lorsque ce dernier est alimenté en un mélange plus pauvre et enfin à une amélioration du fonctionnement des trois étages de combustion, grâce à une amélioration de la préparation du mélange, permettant de ré- duire la dimension des chambres de combustion, donc d'augmenter la com- pacité de l'appareil. A cet effet, cet appareil de post-combustion à inversion de flux pour la post-combustion des gaz d'échappement de moteurs ther- miques comportant une succession de chambres de combustion à trois étages o la chambre tertiaire, parcourue en sens inverse de l'échappe- ment primitif, entoure les autres chambres, o la chambre primaire comporte en amont un dispositif d'injection d'air et se raccorde à une chambre de préchauffage d'air et o la deuxième chambre de combustion présente un organe d'allumage disposé au centre d'une paroi de réfle- i.on, le fluide rebondissant sur ladite paroi en surface et s'écoulant vers la chambre de combustion tertiaire de plus grandes dimensions, d'o il repart par l'intermédiaire d'un grand nombre de tubes de re- froidissement de petit diamètre, entourés d'air frais, jusqu'à une chambre d'échappement pour atteindre l'échappement définitif proprement dit, est caractérisé en ce que a) dans la chambre d'aspiration d'air est incorporé un profilé tubulaire creux, en règle générale en aluminium extrudé, qui présente, entre ses deux parois, des canalisations d'air séparées les unes des autres par des cloisons, tandis qu'à l'intérieur de sa paroi interne estué- nagée unechambre intérieure dans laquelle passe au moins unepatie de la chambre de combustion tertiaire, cette dernière étant limitée par une paroi en acier chromé; b) une aspiration d'air additionnel est effectuée par un injecteur, si possible sous une pression préalable fournie par le ventilateur (par un orifice),outre une introduction d'air du ventilateur dans la chambre de combustion, l'injection comportant dans tous les cas un jet entraîneur de gaz d'échappement qui précède les autres jets de gaz et qui, grâce à certaines mesures spéciales, présente une plus haute température, une plus grande vitesse d'écoulement et un carac- tère pulsatoire plus prononcé que le reste du gaz d'échappement inci- dent; c) chacun des deux premièrs étages de la combustion comporte, entourant le jet entraîneur ou son tube d'arrivée, un organe de génération de microjets, dont jaillit, orienté obliquement dans le sens du courant en direction de l'axe à partir de la périphérie de la chambre, un faisceau de microjets contenant un mélange d'air et de gaz, tandis que la convergence entre lesdits microjets et le jet entraîneur dans la région axiale de la chambre est renforcée, au moins dans la zone de la paroi extérieure de la chambre, par un rétrécissement tronco- nique de ladite paroi; d) dans les moteurs qui, pour obtenir une forte puissance au litre ou par suite d'une harmonisation de l'évolution du couple moteur, néces- sitent des tubes longs, cylindriques ou coniques, présentant certai- nes dimensions, tout en fonctionnant, dans les domaines les plus fré- quents d'utilisation à charge réduite, avec un mélange pauvre mini- misant l'émission de matières nocives, la dérivation de la trajec- toire desgaz complète l'effet thermique du jet entraîneur en envoyant au système de recyclage thermique de la post-combustion (renvoi de chaleur par les parois vers les chambres), un flux de chaleur d'échappement à faible déperdition, ce qui a pour effet, dans le cas d'un moteur chaud, d'obtenir une disponibilité permanente de l'appa- reil, en ce qui concerne le niveau des températures et la teneur en oxygène du mélange, permettant de brûler les matières nocives sans apport d'énergie supplémentaire, tandis que dans le cas d-'un moteur froid, le démarrage de l'appareil de post-combustion est accéléré par la richesse du mélange envoyé au moteur pour le démarrage à froid de celui-ci. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un appareil de post-combustion à inversion de flux suivant l'invention. La figure 2 est une vue en élévation schématique, par- tiellement en coupe, de l'appareil montrant les moyens permettant de diviser la trajectoire des gaz d'échappement du moteur en deux trajec- toires à savoir une trajectoire courte et une trajectoire longue. Les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe schémati- que de l'organe de réglage de la trajectoire des gaz d'échappement, dans diverses positions de cet organe de réglage. Comme il a été dit précédemment quatre groupes de mesure ont été incorporés dans l'appareil suivant l'invention, dans le but d'obtenir les résultats précités. Ces quatre groupes de mesure sont les suivants: ler groupe de. mesures a) Dans la chambre d'aspiration d'air (chambre 11 avec orifice d'ad- mission 18 à la figure 1), laquelle entoure une grande partie de l'appareil de post-combustion, est incorporé un profilé creux d'aluminium 30 ayant un grand diamètre intérieur, (il est entouré de la paroi 31), et qui englobe., entre ses deux parois 30 et 31, un certain nombre de canalisations 12 dont chacune est séparée de la suivante par une paroi (non représentée au dessin). b) C'est dans ces canalisations d'air 12 contenues dans le profilé tubulaire d'aluminium 30 que passent les tubes à petit diamètre 33 évacuant les gaz brûlés de post-combustion; ces tubes sont en cuivre ou en acier chromé et débouchent, par l'intermédiaire de la chambre d'échappement 45, dans le tube d'échappement 46. c) L'air réchauffé par la disposition à inversion de flux selon "b", arrive dans une autre chambre de préchauffage d'air 13 dans la- quelle pénètre la chambre primaire de mixage et de combustion 1 par son orifice amont. d) La paroi intérieure 31 du profilé tubulaire d'aluminium est séparéepar une couche de fibres de céramique 32 de la paroi 41 de la chambre de combustion tertiaire; cette couche de fibres n'accu- mule pas de chaleur et laisse passer une partie du rayonnement calorique; de cette façon, la chaleur provenant de la chambre de combustion 3 (à 700'C) réchauffe le profilé d'aluminium, le por- tant à environ 400'C; à ce réchauffement contribue aussi le rayonnement calorique des tubes 33, o l'on mesure, en amont, environ 700'C contre environ 400 en aval (ces mesures dépendant cependant de la durée d'absorption de puissance). 2ème groupe de mesures. a) perfectionnement de l'injection: la chambre de mixage et de com- bustion primaire 1 est traversée par un jet entraîneur de gaz d'échappement (jet 7 provenant du tube 10), qui précède les jets provenant des autres groupes d'admission 9 desdits gaz. De plus, l'entrée du tube 10 est plus proche de l'échappement du moteur que celles des tubes 9 (et de ce fait, le jet entraîneur 7 est composé de gaz chauds et s'écoule à une vitesse supérieure). b) Chambre de combustion secondaire: tout autour du jet de gaz chauds, (qui s'éjecte par l'orifice 22), est disposéun module de création de jets capillaires 20 qui dirige ces jets obliquement, en partant de la périphérie, vers le jet entraîneur et vers l'or- gane d'allumage. c) Le fluide, arrivant sur la paroi de réflexion 5, repart selon une direction centrifuge jusqu'à un groupe de lumières 21. C'est le passage de la chambre de combustion secondaire 2 à la chambre de combustion tertiaire 3, qui comporte, en amont, un brûleur en étoile englobant tout le pourtour, dans lequel le fluide,arrivant obliquement(environ 900), est mélangé avec de l'air provenant du ventilateur, et qui arrive également par un module à lumières 8. 3ème groupe de mesures. a) Selon la figure 2, la trajectoire des gaz d'échappement du moteur, partant de l'orifice d'échappement 34 se divise en deux trajec- toires distinctes, à savoir une trajectoire courte 17, (éventuel- 2491 129 lement calorifugée vers l'extérieur), et une trajectoire longue 27). b) Les deux trajectoires sont séparées par un organe de réglage de manière à pouvoir faire pénétrer dans l'appareil de post-combus- tion soit des gaz à trajectoire courte, soit des gaz à trajec- toire longue. c) L'organe de réglage 28 est piloté par le débit d'alimentation du moteur: - trajectoire courte pour le démarrage à froid et l'alimentation à charge réduite; - trajectoire longue pour alimentation à pleine charge. d) Relations fonctionnelles: lorsque le moteur est réglé à pleine charge, son rendement sera optimal en adoptant la trajectoire longue, alors que de matières nocives et un grand apport de chaleur à la post-com- bustion). Pour assurer le refroidissement interne de l'appareil de postcombustion, on utilise la trajectoire longue, qui délivre toujoures un gaz d'échappement moteur plus froid (au besoin, un groupe de refroidissement, noté KG à la figure 2, est incorporé). Par contre, lorsque le réglage du moteur n'est pas celui de la pleine charge, ledit moteur fournit moins de matières nocives et moins de chaleur pour la post-combustion. Pour maintenir l'appa- reil de post-combustion à sa température élevée, même dans ce mode de fonctionnement du moteur, on alimente ledit appareil par des gaz passant par la trajectoire courte (position notée HS à la figure 2, pour l'admission de gaz chauds). Dans le cas de moteurs à explosion à quatre temps, dont la température à l'échappement du moteur est d'environ 8500, on peut ainsi maintenir en perma- nence une température d'environ 9000 à 1000'C à la post-combustion, même en ne réalisant qu'un faible calorifugeage dans cette zone. e) Conséquence fonctionnelle: même lorsque la quantité de matières nocives émises est très faible, voire nulle, l'appareil de post- combustion est toujours prêt à entrer en action, car il s'allume dès l'arrivée d'une matière nocive, sa chambre de combustion con- tenant de l'air chaud et un organe d'allumage. (Exemple: à l'entrée dans une localité après un parcours rapide sur route o le mélange moteur était pauvre, la post-combustion démarre 2491 129 instantanément). En outre, le fonctionnement de l'appareil de postcombustion ne nécessite aucun supplément d'énergie fournie par le moteur, d'o absence de surconsommation de carburant. e) Description de l'organe de réglage selon les figures 3 à 5. Une sphère creuse extérieure comporte une ou plusieurs arrivées de gaz 17 et deux ou plus de deux départs de gaz 26 (trajectoire courte) et 27 (trajectoire longue); une sphère creuse intérieure 37, peu distante de la précédente, tourne sur un axe 38 et pré- sente des entailles distribuées géométriquement de telle manière que les raccordements illustrés aux figures 3 à 5 au moins soient possibles. Aucun étranglement du transit des gaz ne se produit. La figure 5 illustre une position qui permet aux gaz de passer en même temps par les tubes 26 et 27. (L'effet est celui d'une cham- bre de détente). 4ème groupe de mesures. (Décalaminage). a) les générateurs de microjets 20 et 21 (et éventuellement, au point d'échappement définitif 50 dans la chambre 45), sont formés par une couche de treillis en fils d'acier inoxydable comportant au moins trois maillages de fils et formant un tissu métallique qui présente des propriétés de filtre retenant les corpuscules en sus- pension. Ces tissus ont aussi des propriétés d'auto-nettoyage, car pour une certaine durée de séjour à une température de 370 à 440C, la calamine s'enflamme spontanément. b) L'effet est remarquable dans les moteurs Diesel, lorsque l'appa- reil de post-combustion est raccordé à l'échappement moteur par un itinéraire extrêmement court. Dans ce cas, le Diesel peut être construit de façon à raccourcir la phase de réchauffage après le départ à froid, en injectant un mélange riche qui produit des ma- tières nocives lesquelles sont brûlées tout comme pour un moteur Otto, c'est-à-dire avec besoin d'airadditionnel (et ce malgré l'excès d'oxygène que le Diesel présente à chaud); grâce à une masse d'accumulation calorique bien isolée, on peut ensuite atteindre un état thermique stabilisé situé à environ 1500C au- dessus de la température d'échappement des gaz du moteur (soit aux environs de 450 à 550'C), car la combustion d'hydrocarbures prévue dans ce cas provoqué l'installation d'un état de tempéra- ture suffisante et stabilisée. selon cette situation thermique ainsi obtenue, on peut réduire l'appel additionnel d'air de l'appareil. c) Dans le cas de moteurs à explosion qui ont tendance à rejeter de la calamine au démarrage à froid, il suffit de régler le départ à froid en fonction de la température de l'appareil de post-com- bustion (bilame métallique), sans qu'aucune autre mesure ne soit nécessaire. Dans les dessins schématiques 1 à 5, une flèche noire indique le cheminement du gaz d'échappement brut non dépollué, une flè- che noire avec un champ blanc désigne un mélange d'air et de gaz d'échappement, une flèche blanche désigne le cheminement de l'air addi- tionnel et une flèche blanche en traits discontinus désigne le gaz en cours de post-combustion ou déjà brûlé. Le gaz brut se divise, en sor- tant du tube d'échappement du moteur 17, en deux trajectoires: une tra- jectoire courte pénétrant dans la chambre de combustion par le tube 10 et une trajectoire longue aboutissant à la chambre de 'mixage 13 et aux tubes 9. Les tubes 9 et 10 sont les tuyères d'injection d'un injecteur d'air. Le jet entraîneur 7, issu du tube 10, produit dans la partie amont de la chambre de mixage et de combustion 1 une dépression avec appel d'air (flèches blanches). Injectés dans ces veines d'air, les gaz provenant des tubes 9, divisés en jets partiels, subissent un pre- mier mixage produisant un mélange d'air et de gaz. Le jet de gaz en- traîneur, qui est en avance, entraîne, dès les premières pulsations, une partie de l'air et franchit l'orifice 22 de l'élément générateur de microjets 20, par lequel l'essentiel du reste des fluides passe, et dans la partie aval de la chambre de combustion 2 il se produit dans le secteur axial une turbulence concentrée orientée vers l'organe d'al- lumage 10, étendant la combustion au-delà des vitesses d'allumage pré- sentées. Le jet entraîneur, grâce à sa vitesse supérieure, conserve sa cohésion sur une distance assez longue; il propage donc en outre ses caractéristiques pulsatoires jusqu'au voisinage de l'organe d'allumage dans la chambre de combustion. Outre que ce phénomène favorise la for- mation de turbulences, il crée des mouvements relatifs entre des por- tioas de gaz d'échappement pulsants et des portions d'air plus inerte, favorisant ainsi la facilité d'allumage. Le mouvement provoqué le long de la paroi de réflexion 5 est centrifuge, puisqu'il est antagoniste de celui du mélange incident que la conicité de la paroi 29 de la chambre de combustion dirige vers le centre, ledit mouvement centri- fuge étant dirigé vers la périphérie de la chambre suivant un écoule- ment sensiblement plat, ce qui calme l'écoulement tout en provoquant un mixage très intensif, se terminant au générateur de microjets 21. Pen- dant cette phase d'apaisement dans un brûleur en étoile largement dimen- sionné, la combustion définitive s'amorce dans la grande chambre 3, grâ- ce à une arrivée oblique 8 de microjets d'air dans sa partie amont. Au cours de cette transition de la phase pulsée dans les chambres de com- bustion 1 et 2, phase utilisée pour ses avantages au point de vue de l'intensité du mixage et de la facilité d'allumage, vers la phase calme caractérisée par la géométrie d'un brûleur étoile alimenté à partir d'une grande surface, avec vitesse d'écoulement réduite et grande chambre en aval, on obtient les temps de séjour essentiels pour la dépollution de gaz d'échappement de moteurs thermiques dans une zone de hautes tempé- ratures, entre 900 et 700C, dont l'importance est, comme on le sait, décisive pour la réduction des NO. Etant donné qu'en outre, cette admis- sion d'air est réalisée en prélevant de l'air du ventilateur et qu'au clapet réducteur 14 une proportionnalité directe avec la génération de gaz du moteur thermique est prévue, le débit des gaz incidents corres- pond, sans décalage dans le temps, au débit d'air additionnel nécessaire au niveau du brûleur étoile, qui est introduit pour compléter le mélange préalable à l'injecteur d'air. Ce mélange préalable grâce à l'injecteur d'air et aux générateurs de microjets 25, 20 et 21, renforcé par les tur- bulences introduites le long de cette trajectoire préalable à travers les chambres 1 et 2, a pour conséquence que la combustion finale s'effec- tue en profondeur et non pas en couche mince à la surface de portions massives de gaz, comme cela se produit lorsque les gaz et l'air ne sont réunis que sur une trajectoire courte. La longueur de la trajectoire dans les chambres 1 et 2 constitue donc, pour la phase de pleine puis- sance du moteur, une nécessité inéluctable, ainsi que des essais l'ont démontré. En outre, cette trajectoire préalable contient, en y compre- nant la chambre de combustion 3, une suite de trois chambres o se dé- roule la combustion en fonction de la croissance de la pression des courants et du débit de gaz d'échappement, provenant du moteur thermique selon ses principales phases de fonctionnement: ralenti, charge partielle, pleine puissance, puisque ce moteur assure l'alimentation de l'appareil de post-combustion: pendant le ralenti, la post-combustion se déroule dans la chambre 1, pendant la marche à puissance réduite elle s'effectue dans la chambre 2, enfin pendant la marche à pleine puissance elle se termine dans la chambre 3. L'avantage thermodynamique de la chambre de post-com- bustion à inversion de flux réside dans le fait que le gaz brut à l'ar- rivée et le gaz épuré au départ s'écoulent en sens opposé, ce qui per- met d'effectuer un recyclage thermique en renvoyant de la chaleur de postcombustion à l'appareil lui-même. Or, ce recyclage est nettement renforcé dans le cas de la construction préconisée grâce à l'incorpo- ration du profilé tubulaire creux en aluminium. L'appareil de post-com- bustion est entouré, en grande partie,par une chambre d'admission d'air 11; la figure 1 représente une telle admission d'air à injecteur, o la trajectoire de l'air débute aux lumières d'admission 18 et se termine dans la dernière chambre de préchauffage d'air 13, d'o l'air arrive dans la chambre de combustion 1. Au cours de cette trajectoire d'admis- sion, l'air passe dans des canalisations 12 situées dans un profilé tubu- laire creux en aluminium, lesdites canalisations se trouvant en grand nombre entre les deux parois tubulaires 30 et 31 dudit profilé, séparées les unes des autres par. des cloisons intermédiaires non représentées à la figure. Grâce au rayonnement thermique direct de la paroi 41 de la chambre de combustion 3, o règne en fonctionnement continu une tempéra- ture d'environ 800C, grâce à la présence d'une matière en fibres céra- niques 32 qui est partiellement perméable à la chaleur grâce à des tubes à parois minces 33 en cuivre ou en acier chromé, qui passent axialement dans les canalisations d'aluminium 12 et reçoivent les gaz à une tempé- rature d'environ 700C, la chaleur de post-combustion arrive dans le corps d'aluminiumqui constitue une masse métallique relativement impor- tante et accumule très rapidement ladite chaleur. On utilise pour cela non seulement la conductivité thermique élevée de l'aluminium, mais encore et avant tout le fait qu'on a mis en place une masse métallique assez grosse, sans augmenter le poids par de simples accumulations de matériaux, mais en exploitant pleinement les surfaces thermiquement effi- caces, ce qui crée la condition nécessaire pour pouvoir accumuler dans un tel corps une quantité significative de chaleur, par exemple grâce au rayonnement pour pouvoir ensuite transférer cette chaleur au point de l'appareil o elle est nécessaire d'après la conception du système, c'està-dire la chambre de combustion, grâce à une convection forcée qui est créée par la diffusion de la chaleur par l'air en mouvement. La théo- rie thermodynamique considère cette propriété comme une augmentation du coefficient de condustibilité thermique, puisque l'aptitude au transport de chaleur a été considérablement relevée. Il s'agit là, dans ces dispo- 249 1 129 sitifs de post-combustion, d'un complément à la coazeption de la chambre de combustion, o le jet entraîneur 7 de gaz chauds remplit une fonc- tion analogue de convection thermique. Dans ce dernier cas, il s'agit du recyclage de la chaleur du moteur, dans le premier il s'agit de la chaleur de post-combustion. Dans le montage de l'appareil, on escompte, pour le profilé d'aluminium, une température d'environ 400C. Contraire- ment aux dispositifs à convection pure,il provoque un courant thermique à partir d'une sorte d'accumulateur de chaleur, qui exerce son effet stabilisateur sans l'inertie de masses d'accumulation en céramique et qui, notamment, accumule une quantité de chaleur considérable pendant le temps très bref qui sépare le départ à froid du fonctionnement du moteur à chaud. Etant donné que, en situation continue thermique, la température de la paroi 41 en acier chromé est d'environ 800C, ladite paroi peut être rigidement reliée au corps d'aluminium par un assem- blage mécanique, sans faire appel à des éléments intercalaires de com- pensation de la dilatation, car le coefficient de dilatation de l'alu- minium est approximativement double de celui de l'acier. On obtient ainsi une pièce rigide très robuste pour laquelle on peut négliger la diminution de la résistance à la fatigue subie par les alliages d'alu- minium corroyé à partir de 200C. La rigidité géométrique du profilé creux en aluminium, grâce à sa double paroi et aux cloisons intermé- diaires qui les raidissent, contribue aussi à cet effet. Etant donné que les tubes 33, dits "tubes de refroidissement des gaz", lesquels traversent le profilé 30 par ses canalisations d'air 12, se trouvent déjà refroidis d'environ 300'C après un parcours d'environ 300 mm seu- lement, (température mesurée dans la chambre d'échappement 45), le gaz de post-combustion qui en sort peut faire office de gaz de refroidisse- ment dès son passage sur la paroi latérale 40 et participer à une chatne de refroidissement de chambre de post-combustion La figure 2 illustre un autre dispositif additionnel d'une importance non moins considérable au point de vue thermodynamique. Ce dispositif répond à l'absence de post-combustion due à l'extrême ré- duction de la teneur en matières nocives grâce à un réglage approprié du moteur absorbant un mélange pauvre lorsqu'il tourne à charge réduite, en faisant diverger une trajectoire de gaz chauds 17 qui part de l'échappement 34 du moteur et qui, passant par un organe de réglage 28, aboutit directement à l'appareil de post-combustion (position HS); étant donné que ces mélanges pauvres entraînent, à partir de 1,1, une émission croissante de polluants hydrocarbonés, ces derniers sont immédiatement brûlés dès leur entrée dans la chambre de combustion, car la température et l'alimentation en air chaud y suffisent en cas d'introduction directe de gaz chauds. Par contre, la position KS (injec- tion de gaz refroidis) provoque, grâce à l'allongement du parcours, l'arrivée de gaz plus froids (trajectoire 27), ce facteur pouvant être augmenté à volonté en introduisant dans le circuit long 27 un organe de refroidissement KG. Etant donné que la pleine utilisation de la puissan- ce d'un moteur thermique, à quatre ou à deux temps, nécessite des tubes d'échappement longs cylindriques ou coniques et que, si l'admission est réglée à pleine charge, le moteur fonctionne toujours à >s - agencement de refroidissement des gaz compense l'augmentation de la chaleur de post-combustion due à une arrivée plus importante de matières nocives. Les figures 3 à 5 décrivent l'organe de commande, déjà précédem- ment représenté en détail. L'organe filtrant 50 de la chambre d'échappement 45 (voir figure 1) est un tissu plan en acier inoxydable, approprié pour le filtrage de particules en suspension. La plage de température idoine est de 4000 environ, qui est la température d'auto-allumage des matières fu- ligineuses, ce qui entraîne des qualités d'auto-nettoyage. Les généra- teurs de microjets 20 et 21 peuvent, eux aussi, être pourvus de telles couches de tissu métallique, seules ou en supplément. Même des treillis métalliques à trois fils ou davantage, qui présentent déjà une structure en profondeur, se prêtent à l'emploi, au moins dans les chambres de combustion, compte tenu de cet effet d'auto-nettoyage dans la plage de températures visée. Quant aux moteurs diesel, ils exigent, ainsi qu'il a âté décrit, en pareil cas une phase spéciale de réchauffage à partir du départ à froid. L'appareil de post-combustion suivant l'invention cons- * titue un élément destiné à compléter la combustion réalisée dans le moteur, afin de redresser les défauts que cette dernière comporte. Ces défauts de la combustion dans le moteur, qui relèvent uniquement de la technique de la "conduite du feu", résultent du fait que le moteur a pour fonction de fournir un couple et non pas d'optimiser la conduite technique d'une opé- ration de combustion. Par contre, cette optimisation constitue l'objet de la post-combustion. Alimentée par le moteur lui-même, elle forme un élé- ment dépendant dudit moteur et doit faire correspondre à chaque défaut de 249 1129 combustion motrice une mesure qui le compense. Ce raisonnement est déve- loppé dans ce qui suit afin d'expliciter le caractère concordant des mesures individuelles présentes dans l'appareil suivant l'invention. la) la combustion motrice à l'intérieur du moteur thermique, notamment du moteur à pistons, présente une structure discontinue, c'est-à- dire qu'elle comporte, dans un même organe mécanique, des processus de combustion, achevés en soi et de durée très faible, séparés par des intervalles correspondant au système de rechargement. lb) la post-combustion effectue, sur la base de cette alimentation dis- continue, une combustion continue grace aux mesures suivantes: a) mise en route immédiate de la post-combustion au démarrage du moteur, au moyen: aa) de l'organe d'allumage de la post-combustion; bb) de l'apport d'air additionnel dans les chambres de post-combus- tion; cc) de l'harmonisation du mélange de post-combustion composé de gaz d'échappement et d'air additionnel, au moyen d'un système de réglage coordonnant le démarrage à froid du moteur avec celui de la postcombustion; dd) de l'introduction de gaz d'échappement chaud du moteur au moyen de dérivations courtes (jet entraîneur, inversion de courants par conduit court-circuité), directement dans la zone de l'allu- meur de la post-combustion (chambre 2); ee) d'un système mélangeur du gaz d'échappement et de l'air addition- nel, efficace dès le démarrage (génération de turbulences, dé- composition en courants partiels et mélange de ceux-ci). b) échafaudage systématique d'une continuité thermique et stabilisa- tion de celle-ci, dès les premières réactions de la post-combustion, par les moyens suivants: aa) la tête du brûleur (35) et la grande chambre de combustion (3) ainsi que les conduites d'arrivée du gaz d'échappement du moteur sont isolées par une masse formant accumulateur thermique; bb) un recyclage thermique est assuré par transfert de la chaleur de postcombustion vers l'air additionnel (le profilé creux d'aluminium servant de "collecteur de chaleur"); cc) un recyclage thermique réalise le transfert de chaleur de post- combustion vers le gaz d'échappement incident provenant du moteur à l'aide d'une convection à contre-courant; (système de 2491 129 purge à contre-courant; courant de calories de la chambre 3 dans la conduite 1); dd) recyclage thermique lié à l'alimentation de l'appareil de post- combustion à partir du "système de cha5ne de refroidissement" (p. ex. transfert de-chaleur de la paroi 41 à la paroi 31, de la chambre 3 à la tuyère 9, de la paroi 43 vers la chambre 13, des tubes 33 vers la canalisation 12); ee) dans le cas de réglage du moteur pour mélange pauvre, ( l = 1 ou >>1), le défaut de chaleur de post-combustion, dû à la réduction dela quantité de matières polluantes, est compensé par l'injection de chaleur du gaz d'échappement du moteur grâce à une distribution court-circuitée; ff) le niveau de température et le débit de chaleur sont assurés par l'emploi du cuivre et de l'aluminium en quantités et selon des formes correctes au point de vue thermodynamique; gg) une atténuation croissante du caractère pulsatoire de l'alimen- tation au cours de la séquence des chambres de combustion 1, 2 et 3, la pulsation étant due aux temps de rechargement des cy- lindres moteurs; cette atténuation est due à la répartition des gaz d'échappement incidents du moteur en tuyères (9) aboutissant à des organes de génération de jets partiels (25), ainsi qu'à la présence d'autres chambres de détente, alimentées à partir de la chambre d'admission (15) en amont; hh) une atténuation supplémentaire du caractère pulsatoire à mesure de l'augmentation des chambres de combustion (3 plus grande que 2, celle-ci plus grande que 1), grâce à l'air du ventilateur qui arrive sans pulsation; ii) au lieu d'un maintien des parois à température basse, obliga- toire pour le moteur, (motifs: maintien du temps d'allumage, lubrification), l'ensemble des chambres de post-combustion com- porte des parois dont une température élevée est assurée (sans "couches limites" imbrûlées, sans "effet d'étranglement"); jj) la présence, à l'intérieur de l'espace de continuité thermique de post-combustion, de mesures additionnelles de retenue tem- poraire grâce à l'incorporation d'une couche de fils d'acier inoxydable à texture spéciale, permettant de retenir jusqu'à leur combustion les particules de calamine dans la zone chaude des chambres de combustion 2 et 3. En résumé, la phase de combustion à l'intérieur d'un moteur thermique a une durée d'une fraction de seconde (0,02s à 300 t/min, 0,003s à 3000 t/min). Le système de purification de gaz d'échappement suivant l'invention complète cette combustion dont l'accu- mutation discontinue permet de créer des couples; il crée une post-com- bustion continue depuis le démarrage du moteur et des conditions régnan- tes, dans un régime thermique continu voisin de 850C. On obtient ainsi les conditions optimales de combustion complète de l'oxyde de carbone, des hydrocarbures et des particules de suie, ainsi que des réductions optimales de la teneur en oxydes d'azote. Dans les moteurs diesel,dans lesquels d'après des théories confirmées [Wolfgang CARTELLIERI, Institut AVL de Graz, exposé présenté au "Symposium sur les connaissances nouvel- les dans l'étude des moteurs automobiles", rapport de l'Institut des moteurs thermiques de l'Université Technique de Vienne (mai 1980, p. 96], des particules de suie se forment toujours, que l'injection soit directe ou comporte des chambres de tourbillonnement ou de mixage, le procédé proposé est également le moyen approprié pour supprimer le problème de pollution, aussi bien que dans les moteurs à essence avec hétéro-alluma- ge. De plus, installé dans une automobile, le dispositif visé remplace celui d'insonorisation. Dans les véhicules à deux roues, il peut être logé dans les éléments du cadre, qui sont constitués de profilés creux en aluminium. REVENDICATIONS 1. Appareil de post-combustion à inversion de flux pour la post-combus- tion des gaz d'échappement de moteurs thermiques comportant une succession de chambres de combustion à trois étages (1, 2, 3) o la chambre tertiaire, parcourue en sens inverse de l'échappement primi- tif, entoure les autres chambres, o la chambre primaire (1) comporte en amont un dispositif d'injection d'air et se raccorde à une chambre de préchauffage d'air (13) et o la deuxième chambre de combustion (2) présente un organe d'allumage (10) disposé au centre d'une paroi de réflexion (5), le fluide rebondissant sur ladite paroi en surface et s'écoulant vers la chambre de ccmbustion tertiaire (3) de plus grandes dimensions, d'o il repart par l'intermédiaire d'un grand nombre de tubes de refroidissement (33) de petit diamètre, entourés d'air frais, jusqu'à une chambre d'échappement (45) pour atteindre l'échappement définitif (46) proprement dit, caractérisé en ce que a) dans la chambre d'aspiration d'air (11) est incorporé un profilé tubulaire creux, en règle générale en aluminium extrudé, qui pré- sente, entre ses-deux parois (30, 31), des canalisations d'air (12) séparées les unes des autres par des cloisons, tandis qu'à l'intérieur de sa paroi interne (31) est ménagée une chambre inté- rieure dans laquelle passe au moins une partie de la chambre de combustion tertiaire (3), cette dernière étant limitée par une paroi en acier chromé (41); b) une aspiration d'air additionnel est effectuée par un injecteur, si possible sous une pression préalable fournie par le ventilateur ( par un orifice 18), outre une introduction d'air du ventilateur dans la chambre de combustion (3), l'injection comportant dans tous les cas un jet entraîneur de gaz d'échappement (7) qui précé- de les autres jets ae gaz (9) et qui, grâce à certaines mesures spéciales, présente une plus haute température, une plus grande vitesse et un caractère pulsatoire plus prononcé que le reste du gaz d'échappement incident; c) Chacun des deux premiers étages de la combustion (1, 2) comporte, entourant le jet entraîneur (7) ou son tube d'arrivée (10), un organe de génération de microjets-(25 dans la chambre 1, 20 dans la chambre 2), dont jaillit, orienté obliquement dans le sens du courant en direction de l'axe à partir de la périphérie de la 2-491 129 chambre, un faisceau de microjets contenant un mélange d'air et de gaz, tandis que la convergence entre lesdits microjets et le jet entraîneur (7) dans la région axiale de la chambre est ren- forcée, au moins dans la zone de la paroi extérieure (29) de la chambre (2), par un rétrécissement tronconique de ladite paroi (29); d) Dans les moteurs qui, pour obtenir une forte puissance au litre ou par suite d'une harmonisation de l'évolution du couple moteur, nécessitent des tubes longs, cylindriques ou coniques, présentant certaines dimensions, tout en fonctionnant, dans les domaines les plus fréquents d'utilisation à charge réduite, avec un mélange pauvre minimisant l'émission de matières nocives, la dérivation de de la trajectoire par un court-circuit, raccourcissant la trajec- toire des gaz, complète l'effet thermique du jet entraîneur enen- voyait au système de recyclage thermique de la post-combustion (renvoi de chaleur par les parois 41, 42, 9; 43, 33 et 30 vers les chambres 1 à 3), un flux de chaleur d'échappement à faible déper- dition, ce qui a pour effet, dans le cas d'un moteur chaud, d'obtenir une disponibilité permanente de l'appareil, en ce qui concerne le niveau des températures et la teneur en oxygène dumé- lange,permettant de brûler les matières nocives sans apport d'éOer- gie supplémentaire, tandis que dans le cas d'un moteur froid, le démarrage de l'appareil de post-combustion est accéléré par la richesse du mélange envoyé au moteur pour le démarrage à froid de celui-ci. 2. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le jet entraîneur (7) se charge de gaz d'échappement dans une zone comprise entre l'échappement du moteur (34) et la chambre d'admission du gaz d'échappement (15) et que la trajectoire des gaz à itinéraire court (17) est calorifugée, au moins partiellement. 3. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas d'addition d'air à l'aide d'un injecteur, le jet entraîneur (7) de gaz d'échappement sert en même temps à créer la dépression utile dans une chambre de préchauffage d'air (13). 4. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les gaz d'échappement qui n'arrivent pas audit appareil sous la forme du jet entraîneur (7),y parviennent par d'autres tuyères (9) qui débouchent sur un générateur de microjets (25), le faisceau de jets qui en est issu produisant un mixage turbulent avec la veine d'air qui arrive par l'orifice (18) situé en amont de la chambre de combustion pri- maire (1). 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la trajectoire d'arrivée.d'air additionnel dans la pre- mière chambre de combustion (1), provenant de l'atmosphère (orifice 18), se trouvent des canalisations-(12) du profilé tubulaire à parois creuses en aluminium (30), que cet air soit introduit par injection ou par un ventilateur ou encore une combinaison des deux modes (ex- emple: injection avec mise en pression préalable par le ventilateur). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'air addi- tionnel est acheminé par des canalisations (12), situées dans le profilé d'aluminium (30) et dont chacune forme un espace annulaire dont la paroi intérieure est constituée par un tube à parois minces (33) en cuivre ou en acier chromé, qui constitue un prolongement des chambres de post-combustion. 7. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chaleur est en outre apportée au profilé d'aluminium par le rayonnement provenant de la troisième chambre de combustion (3), malgré l'interposition d'une masse céramique fibreuse (32) qui impose une limitation au passage dudit rayonnement. 8. Appareil selon l'une des revendications précédentescaractérisé en ce que le profilé tubulaire creux en aluminium (30) forme l'élément portant de l'ensemble de la structure, y compris les chambres de combustion. 9. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air additionnel est fourni par le ventilateur soit en partie,soit en totalité (orifices d'admission d'air 18 ou simple- ment admission complémentaire par la canalisation 19), le débit fourni étant fonction de l'organe de régulation situé en amont de l'aspiration du moteur, réglant l'alimentation de ce dernier (par exemple par un clapet réducteur, 14). 10. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gaz qui, axialement centrés par une conicité à l'em- bouchure de la chambre de combustion secondaire (2), arrivent au centre de la paroi de réflexion (5), sont renvoyés rédialement le long de ladite paroi en direction centrifuge et sur la paroi épa- nouie de ladite chambre (29), cette dernière comportant un treil- lis de filtrage à microjets (21) et les gaz, parvenus dans la chambre tertiaire après avoir franchi lesdits treillis, recevant sous un angle d'environ 900 des jets d'air du ventilateur qui arrivent obliquement dans ladite chambre. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après la fin de la combustion, une cha!ne con- tinue de refroidissement, partant de l'amont de la chambre de combustion tertiaire (3), est formée jusqu'à l'échappement de l'ap- pareil (46), ladite chalne étant formée grâce à l'échange de chaleur avec les parois suivantes: paroi (41), (échange de chaleur avec la paroi d'aluminium 31), (42), (évacuation de la chaleur vers le mé- lange air-gaz plus froid), parois extérieures des tubes (9), (échange avec l'échappement moteur refroidi), toutes les parois (43) (échange avec la circulation d'arrivée d'air frais), parois des tubes (33) (acheminant de l'air additionnel) enfin parois (44) (échange avec l'atmosphère). 12. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduited'échappement ou l'un des espaces qui lui font suite contiennent un détecteur à bilame qui, en fonction de l'échauf- fement de l'appareil de post-combustion, appauvrit le mélange air- carburant du moteur et contient des valeurs correctives qui assu- rent l'harmonisation du fonctionnement avec les conditions de marche à chaud du moteur. 13. Appareil selon l'une des revendications précédented,caractérisé en ce que dans une zone o la température continue est stable et com- prise entre 400'C et 600'C, ladite zone se trouvant sur le passage de la totalité des gaz d'échappement, une surface en treillis d'acier inoxydable (50) est prévue afin d'assurer la combustion des particules fuligineuses en suspension, ladite surface produisant un effet de filtre ainsi qu'in effet d'auto-nettoyage par combustion. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couche de treillis métallique peut être implantée soit dans la chambre de combustion tertiaire (3), soit dans l'un des espaces qui lui font suite (par exemple 45). 15. Appareil selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que le treillis métallique est confectionné suivant une struc- ture en couches particulière, ledit treillis étant constitué par plus de deux réseaux de fils se coupant à angle droit et au moins un troisième élément qui, au contraire, comporte des fils selon une direction, ce dernier obligeant les minijets passant par-les petits orifices intérieurs à des changements de direction. 16. Appareil selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce qu'une couche de treillis ou tissu métallique est utilisée comme générateur de microjets (20 ou 21) dans la chambre de combustion secondaire (2). 17. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête du brûleur (35) et la paroi extérieure de la chambre de combustion tertiaire (3) sont garnies, au moins partiel- lement, de céramique qui, contrairement aux fibres de céramique (32), accumule la chaleur. 18. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la conduite d'arrivée des gaz d'échappe- ment (conduite allant de l'échappement moteur 34 à la chambre d'ad- mission de gaz 15 de l'appareil), une trajectoire à tube court (17) et une trajectoire à tube long (17 + 27) sont prévues, tandis qu'un organe de commande (28) est disposé pour donner, en fonction de la vitesse de rotation et du débit d'alimentation du moteur, au moins trois positions: alimentation de la post-combustion par tube long, (de 17 à 27), alimentation à tube court (de 17 à 26) et alimentation par les deux trajectoires (de 17 à 26 et 27). 19. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'un groupe de refroidissement supplémentaire d'un type quelconque (par exemple radiateur) est incorporé dans la trajectoire à tube long (27).. 20. Appareil selon l'une des revendications précédentescaractérisé en ce que l'organe de commande (28) est constitué par une sphère exté- rieure creuse (28) à l'intérieur de laquelle aboutissent un ou plu- sieurs tubes d'arrivée de gaz d'échappement du moteur (17), ainsi que deux ou plus de deux tubes de départ (26, 27), tandis qu'à l'intérieur de ladite sphère (28) et à une distance relativement faible de celle-ci se trouve une sphère intérieure (37), pouvant tourner avec son axe (38) de telle manière que le gaz arrivant par le tube d'arrivée (17) peut s'écouler non seulement dans l'espace libre entre les deux sphères, mais encore, par des entailles pra- tiquées dans l'enveloppe de ladite sphère intérieure (37), vers l'un des deux tubes de départ (26, 27) ou encore vers les deux tubes (26, 27) simultanément ou vers d'autres tubes de départ s'il en existe, ces diverses positions de commande étant obtenues en provo- quant, de l'extérieur, la rotation de l'axe (38). 21. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas de moteurs à plusieurs cylindres, le jet entrai- neur (7) ne présente qu'un seul orifice d'admission, proche de l'échappement d'un seul cylindre qui l'alimente. 22. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs jets entraîneurs tels que (7), alimentés par plusieurs échappements individuels de cylindres, sont prévus dans la position correspondant à celle du jet (7). 23. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs jets entraîneurs sont regroupés, avant leur introduction dans l'appareil, en un tube collecteur (10) qui pénètre dans l'axe de la chambre primaire (1). 24. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour la confection de la paroi (42) de la chambre de combus- tion primaire (1), un tube de cuivre est utilisé, au moins dans la partie aval. 25. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en état de fonctionnement à chaud, la mise en oeuvre du principe de recyclage thermique, disposé autour des veines d'air additionnel et utilisant au choix le cuivre ou l'aluminium, permet de maintenir en permanence une quantité de chaleur suffisante cor- respondant à un niveau de température de la masse de métal, dans le cas de l'aluminium, comprises entre 400QC et 500'C en règle géné- rale, ce qui correspond à une température supérieure de 2000 à 300'C dans la région de la chambre de combustion contenant la bougie, cette température étant suffisante, dans tous les cas, pour assurer sélectivement la combustion immédiate des éléments d'hydro- carbures, quel que soit le débit à l'arrivée des matières nocives. 26. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir thermique formé par le bloc d'aluminium est complété, dans la mesure des besoins, en vue de l'enrichissement thermique du mélange frais du moteur ou, le cas échéant, d'une limitation thermique, par des conduites dans lesquelles passent des parties du flux de mélange frais incident ou du circuit de refroi- dissement du moteur.