EP3636909A1 - Sound attenuation device for the intake line of an internal combustion engine provided with a turbocharger - Google Patents

Sound attenuation device for the intake line of an internal combustion engine provided with a turbocharger Download PDF

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EP3636909A1
EP3636909A1 EP19197918.6A EP19197918A EP3636909A1 EP 3636909 A1 EP3636909 A1 EP 3636909A1 EP 19197918 A EP19197918 A EP 19197918A EP 3636909 A1 EP3636909 A1 EP 3636909A1
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EP
European Patent Office
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attenuation device
acoustic
acoustic attenuation
absorption element
fibers
Prior art date
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Pending
Application number
EP19197918.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas JEAN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novares France SAS
Original Assignee
Novares France SAS
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1272—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using absorbing, damping, insulating or reflecting materials, e.g. porous foams, fibres, rubbers, fabrics, coatings or membranes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1255—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance
    • F02M35/1266—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance comprising multiple chambers or compartments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
    • F02B77/13—Acoustic insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9023—Fibrous materials

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic attenuation device for an intake line of a thermal combustion engine equipped with one or more turbochargers.
  • Internal combustion engines have a low frequency acoustic component ranging from 30Hz to 1kHz. This component is generated by the opening and closing of the valves, as well as by the resonance of the different engine cavities (combustion chambers, ducts, ).
  • turbocharged engines there is a high frequency acoustic component ranging from 800 Hz to 15 kHz. This acoustic component is generated by the turbocharger and can propagate and radiate through the air intake ducts.
  • an acoustic attenuation device using open cavities on a main duct in which the gaseous fluid circulates.
  • These open cavities can be completely or partially filled with a porous or fibrous material so as to modify the noise attenuation characteristics of the cavities. Since these cavities are open, the porous or fibrous material which it contains is subjected to the flow of gaseous fluid circulating in the main conduit. It can therefore deteriorate over time due to the eroding effect of the gaseous fluid.
  • the solution envisaged so far to avoid this deterioration consists in using materials which are more resistant to erosion. In particular, materials of the metallic foam type prove to be particularly effective at this level. However, these materials have the disadvantage of being expensive and of having a relatively low sound absorption power.
  • the object of the invention is to propose a device for attenuating noise, which makes it possible to effectively attenuate the noise propagated in the air intake ducts while limiting the cost of manufacturing said ducts.
  • the acoustic attenuation device of the invention makes it possible to separate the interior space of the peripheral chamber, in which the sound absorption element is housed, from the interior space of the duct, in which the fluid circulates. gaseous.
  • the sound absorption element is therefore no longer in contact with the gaseous fluid. This results in less erosion, which allows the use of fibrous or porous material which is less expensive and which has a sound absorption capacity greater than that of materials of the metallic foam type.
  • the invention relates to an air intake assembly for a vehicle, comprising a turbocharger having an air inlet and an air outlet and an acoustic attenuation device as described above.
  • the acoustic attenuation device is positioned upstream of the turbocharger.
  • FIG. 1 With reference to the figure 1 there is shown a known configuration of an acoustic attenuation device for an intake line of a thermal combustion engine equipped with a turbocharger.
  • This device 1 comprises in particular a main conduit 2 through which the air or the gas mixture circulates in the direction of circulation S, said conduit 2 extending along a direction axis ZZ '.
  • the duct 2 has a substantially cylindrical geometry. It is defined by a peripheral wall 3 having an internal diameter D1.
  • the peripheral wall 3 is provided with a through opening 4, said through opening 4 opening into a peripheral chamber 5 of annular shape.
  • the peripheral chamber 5 is delimited by the internal walls of a bell 6 of cylindrical shape which is arranged coaxially around the duct 2 so as to completely cover the through opening 4.
  • the bell 6 is notably defined by an external diameter D2 and a length L.
  • FIG 2 With reference to the figure 2 there is shown another known configuration of an acoustic attenuation device for an intake line of a thermal combustion engine equipped with a turbocharger.
  • This device 1 'differs from the device 1 shown in the figure 1 by the presence of a partition wall 7 at the level of the through opening 4.
  • This partition wall 7 is formed by a strip of porous materials arranged in the extension of the peripheral wall 3 so as to close the peripheral chamber 5.
  • the constituent strip of the wall 7 has a certain permeability, in particular between 650 l / m 2 / s and 1200 l / m 2 / s, and is generally made up of a textile made of polymer fibers or metallic fibers. The wall 7 thus ensures a flow that is substantially free of pressure drop while allowing acoustic attenuation.
  • an acoustic attenuation device 10 differs from the device 1 'shown in the figure 2 by the presence of an element of sound absorption 8 inside the peripheral chamber 5.
  • the sound absorption element 8 has an annular profile and partially fills, in particular half, the peripheral chamber 5. It can advantageously be fixed on the bell 6 , for example by welding or by clipping, so as to leave a free space between the partition wall 7 and the sound absorption element 8.
  • the sound absorption element 8 could advantageously be formed from a material chosen from among polymer foams, in particular polyurethane foams or polyurethane foams covered with a laminated film of polypropylene or polyethylene, the foams preferably having a density of between 8 and 55 kg / m 3 , or among the materials comprising polymer fibers, in particular comprising 30% polypropylene fibers and 70% polyethylene fibers.
  • Example 1 corresponds to the configuration shown on the figure 1 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm.
  • Example 2 corresponds to the configuration shown on the figure 2 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm, and in which the partition wall 7 is formed in a textile material made of polymer fibers comprising 30% of polypropylene fibers and 70% polyethylene fibers and has a permeability of 850 l / m 2 / s.
  • Example 3 corresponds to the configuration shown on the figure 3 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm, in which the partition wall 7 is formed in a textile material made of polymer fibers comprising 30% of polypropylene fibers and 70% polyethylene fiber and has a permeability of 850 l / m 2 / s and in which the sound absorption element 8 is formed from a material of open-cell trenched polyurethane foam covered with a laminated film of polypropylene or polyethylene and having a density of 25 kg / m 3 .
  • the sound absorption element 8 is arranged in such a way that the laminated film is directed towards the main duct 2. It can therefore be seen that the sound attenuation of the device of example 3 is at least 5 dB higher than that devices of examples 1 and 2, in particular in the frequency range between 1500 and 2500 Hz, which corresponds to the frequencies generally associated with turbocharged engines.
  • an acoustic attenuation device 11 according to a second embodiment of the invention.
  • This device 11 differs from the device 10 shown in the figure 3 in that the sound absorption element 8 completely fills the peripheral chamber 5, so that the sound absorption element 8 and the partition wall 7 are in contact.
  • FIG 9 With reference to the figure 9 there is shown a graph making it possible to compare the acoustic performances of the device 11 according to the invention with those of the device 1 of the prior art and of the device 10 according to the invention.
  • Examples 1 and 3 correspond to those defined above for the figure 8 and example 4 corresponds to the configuration shown on the figure 4 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm, in which the partition wall 7 is formed in a textile material made of polymer fibers comprising 30% of polypropylene fibers and 70% polyethylene fiber and has a permeability of 850 l / m 2 / s and in which the sound absorption element 8 is formed from a polyurethane foam material.
  • the acoustic attenuation of the device of Example 4 is greater than that of the devices of Examples 1 and 3 in the frequency range between 2000 and 2500 Hz.
  • the device of Example 4 can therefore be used preferentially in the event that the frequencies emitted by the turbocharged engine fall within this specific range.
  • the sound absorption element 8 is formed from a material comprising polypropylene fibers and polyethylene fibers, preferably in the proportion of 30% of polypropylene fibers and 70% of polyethylene fibers. This type of material has the advantage of being easily compressible, as illustrated on the figure 7 .
  • the device 12 shown in the figure 5 differs from the device 10 shown in the figure 3 by the fact that the sound absorption element 8 comprises a first part 81 and a second part 82 contiguous to the first part 81.
  • the first and second parts 81, 82 both have an annular shape defined by an external diameter d1, respectively d2, and an internal diameter d1 ', respectively d2'.
  • the external diameters d1 and d2 are equal, while the internal diameter d1 'of the first part 81 is greater than the internal diameter d2' of the second part 82, so that, in the first part 81, a space free is present between the partition wall 7 and the sound absorption element 8 and, in the second part 82, the sound absorption element 8 and the partition wall 7 are in contact.
  • This device 12 will therefore have different acoustic attenuation characteristics from those of the device 10.
  • the device 13 shown in the figure 6 differs from the device 10 shown in the figure 3 by the fact that the sound absorption element 8 has an annular shape defined by a constant external diameter d and an internal diameter continuously decreasing along its length, according to the direction of circulation S, so that, at at least a first end, the sound absorption element 8 and the partition wall 7 are in contact, and, at at least one second end, a free space is present between the partition wall 7 and the element acoustic absorption 8.
  • This device 13 will therefore have different acoustic attenuation characteristics from those of device 10.
  • the device 14 shown in the figure 7 differs from the device 10 shown in the figure 3 by the fact that the bell 6 has an increasing section in the direction of circulation S, the external diameter D2 increasing in stages.
  • the sound absorption element 8 also has an increasing section in the direction of circulation S so as to completely fill the peripheral chamber 5. It has in particular three contiguous parts 83, 84 and 85, whose internal diameters d3 ′, d4 'and d5' are equal and whose external diameters d3, d4 and d5 are defined by the relation d3 ⁇ d4 ⁇ d5.
  • This device 14 will therefore have different acoustic attenuation characteristics from those of the device 10.

Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'atténuation acoustique (10) pour une ligne d'admission d'un moteur à combustion thermique équipée d'un turbocompresseur, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un conduit (2) d'acheminement de gaz possédant une paroi périphérique (3) munie d'au moins une ouverture traversante (4), ladite ouverture traversante (4) servant de logement à un élément de séparation (7), et
- au moins une chambre périphérique (5) disposée autour du conduit (2) de manière à entourer totalement ou partiellement l'élément de séparation (7),
dans lequel l'élément de séparation (7) est formé dans un matériau poreux de manière à permettre une circulation de gaz entre le conduit (2) et la chambre périphérique (5), et dans lequel la chambre périphérique (5) est au moins partiellement remplie avec un élément d'absorption acoustique (8).

Figure imgaf001
The present invention relates to an acoustic attenuation device (10) for an intake line of a thermal combustion engine equipped with a turbocharger, characterized in that it comprises:
a gas supply duct (2) having a peripheral wall (3) provided with at least one through opening (4), said through opening (4) serving to accommodate a separating element (7), and
- at least one peripheral chamber (5) disposed around the duct (2) so as to completely or partially surround the separation element (7),
in which the separating element (7) is formed in a porous material so as to allow gas circulation between the conduit (2) and the peripheral chamber (5), and in which the peripheral chamber (5) is at least partially filled with an acoustic absorption element (8).
Figure imgaf001

Description

La présente invention concerne un dispositif d'atténuation acoustique pour une ligne d'admission d'un moteur à combustion thermique équipée d'un ou plusieurs turbocompresseurs.The present invention relates to an acoustic attenuation device for an intake line of a thermal combustion engine equipped with one or more turbochargers.

Les moteurs à combustion interne présentent une composante acoustique basse fréquence allant de 30Hz à 1kHz. Cette composante est générée par l'ouverture et la fermeture des soupapes, ainsi que par la résonance des différentes cavités du moteur (chambres de combustion, conduits, ...).Internal combustion engines have a low frequency acoustic component ranging from 30Hz to 1kHz. This component is generated by the opening and closing of the valves, as well as by the resonance of the different engine cavities (combustion chambers, ducts, ...).

En outre, dans le cas des moteurs suralimentés par turbocompresseur, il existe une composante acoustique haute fréquence allant de 800 Hz à 15kHz. Cette composante acoustique est générée par le turbocompresseur et peut se propager et rayonner à travers les conduits d'admission d'air.In addition, in the case of turbocharged engines, there is a high frequency acoustic component ranging from 800 Hz to 15 kHz. This acoustic component is generated by the turbocharger and can propagate and radiate through the air intake ducts.

Les solutions classiques, pour atténuer les bruits propagés par le turbocompresseur le long des conduits d'admission d'air, comprennent notamment l'utilisation de résonateurs, de silencieux, de dispositifs quarts d'onde et de chambres d'expansion. Ces solutions s'avèrent toutefois insuffisantes pour réduire le bruit généré par le turbocompresseur.Conventional solutions for attenuating the noise propagated by the turbocharger along the air intake ducts include in particular the use of resonators, silencers, quarter-wave devices and expansion chambers. However, these solutions prove insufficient to reduce the noise generated by the turbocharger.

Dans le document FR 2 824 383 , il est par ailleurs décrit un dispositif d'atténuation acoustique mettant en oeuvre des cavités ouvertes sur un conduit principal dans lequel circule le fluide gazeux. Ces cavités ouvertes peuvent être remplies totalement ou partiellement d'un matériau poreux ou fibreux de manière à modifier les caractéristiques d'atténuation de bruit des cavités. Etant donné que ces cavités sont ouvertes, le matériau poreux ou fibreux qu'elle contient est soumis au flux de fluide gazeux circulant dans le conduit principal. Il peut donc se détériorer avec le temps du fait de l'effet érodant du fluide gazeux. La solution envisagée jusqu'à présent pour éviter cette détérioration consiste à utiliser des matériaux qui résistent mieux à l'érosion. En particulier, des matériaux du type mousse métallique s'avèrent particulièrement efficaces à ce niveau. Ces matériaux présentent toutefois l'inconvénient d'être chers et de posséder un pouvoir d'absorption acoustique relativement faible.In the document FR 2 824 383 , there is also described an acoustic attenuation device using open cavities on a main duct in which the gaseous fluid circulates. These open cavities can be completely or partially filled with a porous or fibrous material so as to modify the noise attenuation characteristics of the cavities. Since these cavities are open, the porous or fibrous material which it contains is subjected to the flow of gaseous fluid circulating in the main conduit. It can therefore deteriorate over time due to the eroding effect of the gaseous fluid. The solution envisaged so far to avoid this deterioration consists in using materials which are more resistant to erosion. In particular, materials of the metallic foam type prove to be particularly effective at this level. However, these materials have the disadvantage of being expensive and of having a relatively low sound absorption power.

En conséquence, l'invention a pour but de proposer un dispositif d'atténuation des bruits, qui permette d'atténuer efficacement les bruits propagés dans les conduits d'admission d'air tout en limitant le coût de fabrication desdits conduits.Consequently, the object of the invention is to propose a device for attenuating noise, which makes it possible to effectively attenuate the noise propagated in the air intake ducts while limiting the cost of manufacturing said ducts.

Selon une définition générale, l'invention concerne un dispositif d'atténuation acoustique pour une ligne d'admission d'un moteur à combustion thermique équipée d'un turbocompresseur. Le dispositif d'atténuation acoustique comprend :

  • un conduit d'acheminement de gaz possédant une paroi périphérique munie d'au moins une ouverture traversante, ladite ouverture traversante servant de logement à un élément de séparation, et
  • au moins une chambre périphérique disposée autour du conduit de manière à entourer totalement ou partiellement l'élément de séparation,
dans lequel l'élément de séparation est formé dans un matériau poreux de manière à permettre une circulation de gaz entre le conduit et la chambre périphérique, et dans lequel la chambre périphérique est au moins partiellement remplie avec un élément d'absorption acoustique.According to a general definition, the invention relates to an acoustic attenuation device for an intake line of a combustion engine thermal fitted with a turbocharger. The acoustic attenuation device includes:
  • a gas supply duct having a peripheral wall provided with at least one through opening, said through opening serving as a housing for a separation element, and
  • at least one peripheral chamber arranged around the duct so as to completely or partially surround the separation element,
in which the separating element is formed in a porous material so as to allow gas circulation between the conduit and the peripheral chamber, and in which the peripheral chamber is at least partially filled with an acoustic absorption element.

Ainsi configuré, le dispositif d'atténuation acoustique de l'invention permet de séparer l'espace intérieur de la chambre périphérique, dans lequel est logé l'élément d'absorption acoustique, de l'espace intérieur du conduit, dans lequel circule le fluide gazeux. L'élément d'absorption acoustique n'est donc plus au contact du fluide gazeux. Il en résulte une érosion moindre, qui permet l'utilisation de matériau fibreux ou poreux moins cher et possédant un pouvoir d'absorption acoustique supérieur à celui des matériaux de type mousse métallique.Thus configured, the acoustic attenuation device of the invention makes it possible to separate the interior space of the peripheral chamber, in which the sound absorption element is housed, from the interior space of the duct, in which the fluid circulates. gaseous. The sound absorption element is therefore no longer in contact with the gaseous fluid. This results in less erosion, which allows the use of fibrous or porous material which is less expensive and which has a sound absorption capacity greater than that of materials of the metallic foam type.

Le dispositif d'atténuation acoustique de l'invention peut également comprendre les caractéristiques suivantes prises de manière isolée ou combinée :

  • l'élément d'absorption acoustique est formé dans un matériau choisi parmi les mousses polymères, notamment les mousses polyuréthane ou les mousses polyurétane recouverte d'un film laminé en polypropylène ou polyéthylène, et les matériaux comprenant des fibres polymères, notamment comprenant des fibres polypropylène et des fibres polyéthylène, et de préférence comprenant 30% de fibres polypropylène et 70% de fibres polyéthylène.
  • l'élément de séparation est formé dans un matériau poreux comprenant des fibres polymères.
  • l'élément de séparation est formé dans un matériau poreux comprenant des fibres métalliques.
  • le matériau poreux présente une perméabilité comprise entre 650 l/m2/s et 1200 l/m2/s.
  • la chambre périphérique est remplie totalement avec l'élément d'absorption acoustique.
  • la chambre périphérique est remplie partiellement avec l'élément d'absorption acoustique.
  • l'élément d'absorption acoustique possède un profil annulaire ou sensiblement annulaire.
  • l'élément d'absorption acoustique comprend au moins deux parties adjacentes, à savoir une première partie et une deuxième partie, la première partie possédant un diamètre externe inférieur au diamètre externe de la deuxième partie.
  • l'élément d'absorption acoustique comprend au moins deux parties adjacentes, à savoir une première partie et une deuxième partie, la première partie possédant un diamètre interne supérieur au diamètre interne de la deuxième partie.
  • l'élément d'absorption acoustique possède un diamètre externe constant et un diamètre interne décroissant de manière continue sur toute sa longueur.
The acoustic attenuation device of the invention can also include the following characteristics taken in isolation or in combination:
  • the sound absorption element is formed from a material chosen from polymeric foams, in particular polyurethane foams or polyurethane foams covered with a laminated film of polypropylene or polyethylene, and materials comprising polymeric fibers, in particular comprising polypropylene fibers and polyethylene fibers, and preferably comprising 30% of polypropylene fibers and 70% of polyethylene fibers.
  • the separating element is formed from a porous material comprising polymer fibers.
  • the separating element is formed from a porous material comprising metallic fibers.
  • the porous material has a permeability of between 650 l / m 2 / s and 1200 l / m 2 / s.
  • the peripheral chamber is completely filled with the sound absorption element.
  • the peripheral chamber is partially filled with the sound absorption element.
  • the sound absorption element has an annular or substantially annular profile.
  • the sound absorption element comprises at least two adjacent parts, namely a first part and a second part, the first part having an external diameter smaller than the external diameter of the second part.
  • the sound absorption element comprises at least two adjacent parts, namely a first part and a second part, the first part having an internal diameter greater than the internal diameter of the second part.
  • the sound absorption element has a constant external diameter and a continuously decreasing internal diameter over its entire length.

Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un ensemble d'admission d'air d'un véhicule, comprenant un turbocompresseur présentant une entrée d'air et une sortie d'air et un dispositif d'atténuation acoustique tel que décrit précédemment.According to a second aspect, the invention relates to an air intake assembly for a vehicle, comprising a turbocharger having an air inlet and an air outlet and an acoustic attenuation device as described above.

Selon une configuration avantageuse, le dispositif d'atténuation acoustique est positionné en amont du turbocompresseur.According to an advantageous configuration, the acoustic attenuation device is positioned upstream of the turbocharger.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée ci-après de plusieurs modes de réalisation d'un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels :

  • les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe de deux dispositifs d'atténuation acoustique selon l'art antérieur ;
  • la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'atténuation acoustique selon un premier mode de réalisation d'un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention ;
  • la figure 4 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'atténuation acoustique selon un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention ;
  • la figure 5 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'atténuation acoustique selon un troisième mode de réalisation d'un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention ;
  • la figure 6 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'atténuation acoustique selon un quatrième mode de réalisation d'un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention ;
  • la figure 7 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'atténuation acoustique selon un cinquième mode de réalisation d'un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention ;
  • la figure 8 représente des courbes Atténuation/Fréquence des dispositifs représentés sur les figures 1 à 3 ;
  • la figure 9 représente des courbes Atténuation/Fréquence des dispositifs représentés sur les figures 1, 3 et 4.
Other characteristics and advantages of the present invention will emerge clearly from the detailed description below of several embodiments of an acoustic attenuation device according to the invention, given by way of nonlimiting examples, with reference to the drawings attached, in which:
  • the Figures 1 and 2 are schematic sectional views of two acoustic attenuation devices according to the prior art;
  • the figure 3 is a schematic sectional view of an acoustic attenuation device according to a first embodiment of an acoustic attenuation device according to the invention;
  • the figure 4 is a schematic sectional view of an acoustic attenuation device according to a second embodiment of an acoustic attenuation device according to the invention;
  • the figure 5 is a schematic sectional view of an acoustic attenuation device according to a third embodiment of an acoustic attenuation device according to the invention;
  • the figure 6 is a schematic sectional view of an acoustic attenuation device according to a fourth embodiment of an acoustic attenuation device according to the invention;
  • the figure 7 is a schematic sectional view of an acoustic attenuation device according to a fifth embodiment of an acoustic attenuation device according to the invention;
  • the figure 8 represents attenuation / frequency curves of the devices represented on the Figures 1 to 3 ;
  • the figure 9 represents attenuation / frequency curves of the devices represented on the figures 1, 3 and 4 .

En référence à la figure 1, il est représenté une configuration connue d'un dispositif d'atténuation acoustique pour une ligne d'admission d'un moteur à combustion thermique équipée d'un turbocompresseur. Ce dispositif 1 comprend notamment un conduit principal 2 à travers lequel circule l'air ou le mélange gazeux selon le sens de circulation S, ledit conduit 2 s'étendant selon un axe directeur ZZ'. Le conduit 2 possède une géométrie sensiblement cylindrique. Il est défini par une paroi périphérique 3 possédant un diamètre interne D1. La paroi périphérique 3 est munie d'une ouverture traversante 4, ladite ouverture traversante 4 débouchant dans une chambre périphérique 5 de forme annulaire. La chambre périphérique 5 est délimitée par les parois internes d'une cloche 6 de forme cylindrique qui est disposée coaxialement autour du conduit 2 de manière à recouvrir entièrement l'ouverture traversante 4. La cloche 6 est notamment définie par un diamètre externe D2 et une longueur L.With reference to the figure 1 there is shown a known configuration of an acoustic attenuation device for an intake line of a thermal combustion engine equipped with a turbocharger. This device 1 comprises in particular a main conduit 2 through which the air or the gas mixture circulates in the direction of circulation S, said conduit 2 extending along a direction axis ZZ '. The duct 2 has a substantially cylindrical geometry. It is defined by a peripheral wall 3 having an internal diameter D1. The peripheral wall 3 is provided with a through opening 4, said through opening 4 opening into a peripheral chamber 5 of annular shape. The peripheral chamber 5 is delimited by the internal walls of a bell 6 of cylindrical shape which is arranged coaxially around the duct 2 so as to completely cover the through opening 4. The bell 6 is notably defined by an external diameter D2 and a length L.

En référence à la figure 2, il est représenté une autre configuration connue d'un dispositif d'atténuation acoustique pour une ligne d'admission d'un moteur à combustion thermique équipée d'un turbocompresseur. Ce dispositif 1' se distingue du dispositif 1 représenté sur la figure 1 par la présence d'une paroi de séparation 7 au niveau de l'ouverture traversante 4. Cette paroi de séparation 7 est formée par une bande de matériaux poreux disposée dans le prolongement de la paroi périphérique 3 de manière à fermer la chambre périphérique 5. La bande constitutive de la paroi 7 possède une certaine perméabilité, notamment comprise entre 650 l/m2/s et 1200 l/m2/s, et est généralement constituée d'un textile en fibres polymères ou en fibres métalliques. La paroi 7 assure ainsi un écoulement sensiblement dépourvu de perte de charge tout en permettant une atténuation acoustique.With reference to the figure 2 there is shown another known configuration of an acoustic attenuation device for an intake line of a thermal combustion engine equipped with a turbocharger. This device 1 'differs from the device 1 shown in the figure 1 by the presence of a partition wall 7 at the level of the through opening 4. This partition wall 7 is formed by a strip of porous materials arranged in the extension of the peripheral wall 3 so as to close the peripheral chamber 5. The constituent strip of the wall 7 has a certain permeability, in particular between 650 l / m 2 / s and 1200 l / m 2 / s, and is generally made up of a textile made of polymer fibers or metallic fibers. The wall 7 thus ensures a flow that is substantially free of pressure drop while allowing acoustic attenuation.

En référence à la figure 3, il est représenté un dispositif d'atténuation acoustique 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif 10 se distingue du dispositif 1' représenté sur la figure 2 par la présence d'un élément d'absorption acoustique 8 à l'intérieur de la chambre périphérique 5. L'élément d'absorption acoustique 8 possède un profil annulaire et remplit partiellement, en particulier à moitié, la chambre périphérique 5. Il pourra avantageusement être fixé sur la cloche 6, par exemple par soudure ou par clipsage, de manière à laisser un espace libre entre la paroi de séparation 7 et l'élément d'absorption acoustique 8. L'élément d'absorption acoustique 8 pourra avantageusement être formé dans un matériau choisi parmi les mousses polymères, notamment les mousses polyuréthane ou les mousses polyurétane recouverte d'un film laminé en polypropylène ou polyéthylène, les mousses possédant de préférence une densité comprise entre 8 et 55 kg/m3, ou parmi les matériaux comprenant des fibres polymères, notamment comprenant 30% de fibres polypropylène et 70% de fibres polyéthylène.With reference to the figure 3 there is shown an acoustic attenuation device 10 according to a first embodiment of the invention. This device 10 differs from the device 1 'shown in the figure 2 by the presence of an element of sound absorption 8 inside the peripheral chamber 5. The sound absorption element 8 has an annular profile and partially fills, in particular half, the peripheral chamber 5. It can advantageously be fixed on the bell 6 , for example by welding or by clipping, so as to leave a free space between the partition wall 7 and the sound absorption element 8. The sound absorption element 8 could advantageously be formed from a material chosen from among polymer foams, in particular polyurethane foams or polyurethane foams covered with a laminated film of polypropylene or polyethylene, the foams preferably having a density of between 8 and 55 kg / m 3 , or among the materials comprising polymer fibers, in particular comprising 30% polypropylene fibers and 70% polyethylene fibers.

En référence à la figure 8, il est représenté un graphique permettant de comparer les performances acoustiques du dispositif 10 selon l'invention de celles des dispositifs 1 et 1' de l'art antérieur. Ce graphique résulte de mesures d'atténuation acoustique (exprimée en dB et portée en ordonnée) en faisant varier la fréquence (exprimée en Hz et portée en abscisse) de l'onde acoustique traversant le conduit principal 2. L'exemple 1 correspond à la configuration représentée sur la figure 1, dans laquelle le diamètre D1 est de 56 mm, le diamètre D2 est de 90 mm et la longueur L est de 90 mm. L'exemple 2 correspond à la configuration représentée sur la figure 2, dans laquelle le diamètre D1 est de 56 mm, le diamètre D2 est de 90 mm et la longueur L est de 90 mm, et dans laquelle la paroi de séparation 7 est formée dans un matériau textile en fibres polymères comprenant 30 % de fibres polypropylène et 70 % de fibres polyéthylène et possède une perméabilité de 850 l/m2/s. L'exemple 3 correspond à la configuration représentée sur la figure 3, dans laquelle le diamètre D1 est de 56 mm, le diamètre D2 est de 90 mm et la longueur L est de 90 mm, dans laquelle la paroi de séparation 7 est formée dans un matériau textile en fibres polymères comprenant 30 % de fibres polypropylène et 70 % de fibres polyéthylène et possède une perméabilité de 850 l/m2/s et dans laquelle l'élément d'absorption acoustique 8 est formé dans un matériau en mousse poluréthane tranchée à cellules ouvertes recouverte d'un film laminé en polypropylène ou polyéthylène et possédant une densité de 25 kg/m3. L'élément d'absorption acoustique 8 est disposé de telle manière que le film laminé est dirigé vers le conduit principal 2. On constate donc que l'atténuation acoustique du dispositif de l'exemple 3 est supérieure d'au moins 5 dB à celle des dispositifs des exemples 1 et 2, notamment dans la plage de fréquences comprise entre 1500 et 2500 Hz, ce qui correspond aux fréquences généralement associées aux moteurs turbocompressés.With reference to the figure 8 there is shown a graph making it possible to compare the acoustic performances of the device 10 according to the invention with those of the devices 1 and 1 ′ of the prior art. This graph results from acoustic attenuation measurements (expressed in dB and range on the ordinate) by varying the frequency (expressed in Hz and range on the abscissa) of the acoustic wave passing through the main duct 2. Example 1 corresponds to the configuration shown on the figure 1 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm. Example 2 corresponds to the configuration shown on the figure 2 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm, and in which the partition wall 7 is formed in a textile material made of polymer fibers comprising 30% of polypropylene fibers and 70% polyethylene fibers and has a permeability of 850 l / m 2 / s. Example 3 corresponds to the configuration shown on the figure 3 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm, in which the partition wall 7 is formed in a textile material made of polymer fibers comprising 30% of polypropylene fibers and 70% polyethylene fiber and has a permeability of 850 l / m 2 / s and in which the sound absorption element 8 is formed from a material of open-cell trenched polyurethane foam covered with a laminated film of polypropylene or polyethylene and having a density of 25 kg / m 3 . The sound absorption element 8 is arranged in such a way that the laminated film is directed towards the main duct 2. It can therefore be seen that the sound attenuation of the device of example 3 is at least 5 dB higher than that devices of examples 1 and 2, in particular in the frequency range between 1500 and 2500 Hz, which corresponds to the frequencies generally associated with turbocharged engines.

En référence à la figure 4, il est représenté un dispositif d'atténuation acoustique 11 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif 11 se distingue du dispositif 10 représenté sur la figure 3 par le fait que l'élément d'absorption acoustique 8 remplit totalement la chambre périphérique 5, de telle sorte que l'élément d'absorption acoustique 8 et la paroi de séparation 7 sont en contact.With reference to the figure 4 , there is shown an acoustic attenuation device 11 according to a second embodiment of the invention. This device 11 differs from the device 10 shown in the figure 3 in that the sound absorption element 8 completely fills the peripheral chamber 5, so that the sound absorption element 8 and the partition wall 7 are in contact.

En référence à la figure 9, il est représenté un graphique permettant de comparer les performances acoustiques du dispositif 11 selon l'invention de celles du dispositif 1 de l'art antérieur et du dispositif 10 selon l'invention. Les exemples 1 et 3 correspondent à ceux définis précédemment pour la figure 8 et l'exemple 4 correspond à la configuration représentée sur la figure 4, dans laquelle le diamètre D1 est de 56 mm, le diamètre D2 est de 90 mm et la longueur L est de 90 mm, dans laquelle la paroi de séparation 7 est formée dans un matériau textile en fibres polymères comprenant 30 % de fibres polypropylène et 70 % de fibres polyéthylène et possède une perméabilité de 850 l/m2/s et dans laquelle l'élément d'absorption acoustique 8 est formé dans un matériau en mousse poluréthane. On constate donc que l'atténuation acoustique du dispositif de l'exemple 4 est supérieure à celle des dispositifs des exemples 1 et 3 dans la plage de fréquences comprise entre 2000 et 2500 Hz. Le dispositif de l'exemple 4 pourra donc être utilisé préférentiellement dans le cas où les fréquences émises par le moteur turbocompressé se situeraient dans cette plage spécifique.With reference to the figure 9 there is shown a graph making it possible to compare the acoustic performances of the device 11 according to the invention with those of the device 1 of the prior art and of the device 10 according to the invention. Examples 1 and 3 correspond to those defined above for the figure 8 and example 4 corresponds to the configuration shown on the figure 4 , in which the diameter D1 is 56 mm, the diameter D2 is 90 mm and the length L is 90 mm, in which the partition wall 7 is formed in a textile material made of polymer fibers comprising 30% of polypropylene fibers and 70% polyethylene fiber and has a permeability of 850 l / m 2 / s and in which the sound absorption element 8 is formed from a polyurethane foam material. It is therefore found that the acoustic attenuation of the device of Example 4 is greater than that of the devices of Examples 1 and 3 in the frequency range between 2000 and 2500 Hz. The device of Example 4 can therefore be used preferentially in the event that the frequencies emitted by the turbocharged engine fall within this specific range.

En référence aux figures 5 à 7, il est représenté plusieurs variantes de réalisation du dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention. Dans ces variantes, l'élément d'absorption acoustique 8 est formé dans un matériau comprenant des fibres polypropylène et des fibres polyéthylène, de préférence dans la proportion de 30% de fibres polypropylène et 70% de fibres polyéthylène. Ce type de matériau présente en effet l'avantage d'être facilement compressible, comme illustré sur la figure 7.With reference to Figures 5 to 7 , several alternative embodiments of the acoustic attenuation device according to the invention are shown. In these variants, the sound absorption element 8 is formed from a material comprising polypropylene fibers and polyethylene fibers, preferably in the proportion of 30% of polypropylene fibers and 70% of polyethylene fibers. This type of material has the advantage of being easily compressible, as illustrated on the figure 7 .

Le dispositif 12 représenté sur la figure 5 se distingue du dispositif 10 représenté sur la figure 3 par le fait que l'élément d'absorption acoustique 8 comporte une première partie 81 et une deuxième partie 82 contiguë à la première partie 81. Les première et deuxième parties 81, 82 possèdent toutes deux une forme annulaire définie par un diamètre externe d1, respectivement d2, et un diamètre interne d1', respectivement d2'. Les diamètres externes d1 et d2 sont égaux, tandis que le diamètre interne d1' de la première partie 81 est supérieur au diamètre interne d2' de la deuxième partie 82, de telle sorte que, dans la première partie 81, un espace libre est présent entre la paroi de séparation 7 et l'élément d'absorption acoustique 8 et, dans la deuxième partie 82, l'élément d'absorption acoustique 8 et la paroi de séparation 7 sont en contact. Ce dispositif 12 présentera donc des caractéristiques d'atténuation acoustique différentes de celles du dispositif 10.The device 12 shown in the figure 5 differs from the device 10 shown in the figure 3 by the fact that the sound absorption element 8 comprises a first part 81 and a second part 82 contiguous to the first part 81. The first and second parts 81, 82 both have an annular shape defined by an external diameter d1, respectively d2, and an internal diameter d1 ', respectively d2'. The external diameters d1 and d2 are equal, while the internal diameter d1 'of the first part 81 is greater than the internal diameter d2' of the second part 82, so that, in the first part 81, a space free is present between the partition wall 7 and the sound absorption element 8 and, in the second part 82, the sound absorption element 8 and the partition wall 7 are in contact. This device 12 will therefore have different acoustic attenuation characteristics from those of the device 10.

Le dispositif 13 représenté sur la figure 6 se distingue du dispositif 10 représenté sur la figure 3 par le fait que l'élément d'absorption acoustique 8 possède une forme annulaire définie par un diamètre externe d constant et un diamètre interne d' décroissant de manière continue sur sa longueur, selon le sens de circulation S, de telle sorte que, à au moins une première extrémité, l'élément d'absorption acoustique 8 et la paroi de séparation 7 sont en contact, et, à au moins une deuxième extrémité, un espace libre est présent entre la paroi de séparation 7 et l'élément d'absorption acoustique 8. Ce dispositif 13 présentera donc des caractéristiques d'atténuation acoustique différentes de celles du dispositif 10.The device 13 shown in the figure 6 differs from the device 10 shown in the figure 3 by the fact that the sound absorption element 8 has an annular shape defined by a constant external diameter d and an internal diameter continuously decreasing along its length, according to the direction of circulation S, so that, at at least a first end, the sound absorption element 8 and the partition wall 7 are in contact, and, at at least one second end, a free space is present between the partition wall 7 and the element acoustic absorption 8. This device 13 will therefore have different acoustic attenuation characteristics from those of device 10.

Le dispositif 14 représenté sur la figure 7 se distingue du dispositif 10 représenté sur la figure 3 par le fait que la cloche 6 possède une section croissante dans le sens de circulation S, le diamètre externe D2 croissant par paliers. L'élément d'absorption acoustique 8 possède également une section croissante dans le sens de circulation S de manière à remplir totalement la chambre périphérique 5. Il possède en particulier trois parties contiguës 83, 84 et 85, dont les diamètres internes d3', d4' et d5' sont égaux et dont les diamètres externes d3, d4 et d5 sont définis par la relation d3<d4<d5. Ce dispositif 14 présentera donc des caractéristiques d'atténuation acoustique différentes de celles du dispositif 10.The device 14 shown in the figure 7 differs from the device 10 shown in the figure 3 by the fact that the bell 6 has an increasing section in the direction of circulation S, the external diameter D2 increasing in stages. The sound absorption element 8 also has an increasing section in the direction of circulation S so as to completely fill the peripheral chamber 5. It has in particular three contiguous parts 83, 84 and 85, whose internal diameters d3 ′, d4 'and d5' are equal and whose external diameters d3, d4 and d5 are defined by the relation d3 <d4 <d5. This device 14 will therefore have different acoustic attenuation characteristics from those of the device 10.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés sur les dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, notably from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.

Claims (13)

Dispositif d'atténuation acoustique (10) pour une ligne d'admission d'un moteur à combustion thermique équipée d'un turbocompresseur, caractérisé en ce qu'il comprend : - un conduit (2) d'acheminement de gaz possédant une paroi périphérique (3) munie d'au moins une ouverture traversante (4), ladite ouverture traversante (4) servant de logement à un élément de séparation (7), et - au moins une chambre périphérique (5) disposée autour du conduit (2) de manière à entourer totalement ou partiellement l'élément de séparation (7), dans lequel l'élément de séparation (7) est formé dans un matériau poreux de manière à permettre une circulation de gaz entre le conduit (2) et la chambre périphérique (5), et dans lequel la chambre périphérique (5) est au moins partiellement remplie avec un élément d'absorption acoustique (8).Acoustic attenuation device (10) for an intake line of a thermal combustion engine equipped with a turbocharger, characterized in that it comprises: a gas supply duct (2) having a peripheral wall (3) provided with at least one through opening (4), said through opening (4) serving to accommodate a separating element (7), and - at least one peripheral chamber (5) disposed around the duct (2) so as to completely or partially surround the separation element (7), in which the separating element (7) is formed in a porous material so as to allow gas circulation between the conduit (2) and the peripheral chamber (5), and in which the peripheral chamber (5) is at least partially filled with an acoustic absorption element (8). Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'absorption acoustique (8) est formé dans un matériau choisi parmi les mousses polymères, notamment les mousses polyuréthane ou les mousses polyurétane recouverte d'un film laminé en polypropylène ou polyéthylène, et les matériaux comprenant des fibres polymères, notamment comprenant des fibres polypropylène et des fibres polyéthylène, et de préférence comprenant 30% de fibres polypropylène et 70% de fibres polyéthylène.Acoustic attenuation device (10) according to claim 1, characterized in that the acoustic absorption element (8) is formed from a material chosen from polymeric foams, in particular polyurethane foams or polyurethane foams covered with a laminated film of polypropylene or polyethylene, and materials comprising polymer fibers, in particular comprising polypropylene fibers and polyethylene fibers, and preferably comprising 30% of polypropylene fibers and 70% of polyethylene fibers. Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de séparation (7) est formé dans un matériau poreux comprenant des fibres polymères.Acoustic attenuation device (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the separating element (7) is formed from a porous material comprising polymer fibers. Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de séparation (7) est formé dans un matériau poreux comprenant des fibres métalliques.Acoustic attenuation device (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the separating element (7) is formed from a porous material comprising metallic fibers. Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau poreux présente une perméabilité comprise entre 650 l/m2/s et 1200 l/m2/s.Acoustic attenuation device (10) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the porous material has a permeability of between 650 l / m 2 / s and 1200 l / m 2 / s. Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre périphérique (5) est remplie totalement avec l'élément d'absorption acoustique (8).Acoustic attenuation device (10) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the peripheral chamber (5) is completely filled with the acoustic absorption element (8). Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre périphérique (5) est remplie partiellement avec l'élément d'absorption acoustique (8).Acoustic attenuation device (10) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the peripheral chamber (5) is partially filled with the acoustic absorption element (8). Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément d'absorption acoustique (8) possède un profil annulaire ou sensiblement annulaire.Acoustic attenuation device (10) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the acoustic absorption element (8) has an annular or substantially annular profile. Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément d'absorption acoustique (8) comprend au moins deux parties adjacentes, à savoir une première partie (83) et une deuxième partie (84), la première partie (83) possédant un diamètre externe (d3) inférieur au diamètre externe (d4) de la deuxième partie (84).Acoustic attenuation device (10) according to claim 8, characterized in that the acoustic absorption element (8) comprises at least two adjacent parts, namely a first part (83) and a second part (84), the first part (83) having an external diameter (d3) smaller than the external diameter (d4) of the second part (84). Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément d'absorption acoustique (10) comprend au moins deux parties adjacentes, à savoir une première partie (81) et une deuxième partie (82), la première partie (81) possédant un diamètre interne (d1') supérieur au diamètre interne (d2') de la deuxième partie (82).Acoustic attenuation device (10) according to claim 8 or claim 9, characterized in that the acoustic absorption element (10) comprises at least two adjacent parts, namely a first part (81) and a second part (82), the first part (81) having an internal diameter (d1 ') greater than the internal diameter (d2') of the second part (82). Dispositif d'atténuation acoustique (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément d'absorption acoustique (8) possède un diamètre externe (d) constant et un diamètre interne (d') décroissant de manière continue sur toute sa longueur.Acoustic attenuation device (10) according to claim 8, characterized in that the acoustic absorption element (8) has a constant external diameter (d) and an internal diameter (d ') continuously decreasing over its entire length. length. Ensemble d'admission d'air d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un turbocompresseur présentant une entrée d'air et une sortie d'air et un dispositif d'atténuation acoustique (10) selon l'une des revendications 1 à 11.Vehicle air intake assembly, characterized in that it comprises a turbocharger having an air inlet and an air outlet and an acoustic attenuation device (10) according to one of claims 1 at 11. Ensemble d'admission selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif d'atténuation acoustique (10) est positionné en amont du turbocompresseur.Inlet assembly according to claim 12, characterized in that the acoustic attenuation device (10) is positioned upstream of the turbocharger.
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