Hangmérnökség

Régen leginkább a véletlenen múlott, milyen hangja lett egy elkészült motorkerékpárnak. Annyi lóerőt hoztak ki belőle a fejlesztők, amennyit csak tudtak, a többi pedig adta magát. Igen ám, de aztán megjelentek a zajkibocsátási előí­rások. Az alig tompí­tott kipufogórendszerek korábban délceg harsogása onnantól kezdve kasztrált vinnyogássá satnyult a törvény miatt. A hirtelen jött szigor nemcsak magukat a felhasználókat, hanem a gyártókat is zavarta, elvégre pontosan tudták, hogy a kétkerekűek esetében is a hang a vezetési élmény egyik záloga. A tompa morgás, a mély dübörgés és a vad fújtatás mind érzelmeket vált ki az emberből, márpedig minden bizonnyal sokkal szí­vesebben ad ki pénzt valaki egy olyan járműre, amelynek beindí­tásakor jóleső borzongás fut végig rajta a motorhang hallatán.

A Harley-Davidson mondható a tudatos hangtervezés, azaz a „sound engineering” előfutárjának. Már a kilencvenes évek elején nagy gondot fordí­tott rá, hogy a lehető legszebben dübörögjenek kéthengeres motorjai, sőt, még arra is kí­sérletet tett 1994-ben, hogy levédesse a Harleyk jellegzetes alapjárati dohogását, az ún. „potatoe, potatoe”-t – természetesen sikertelenül. Az amerikai példa iskolát teremtett. Ma már minden gyártónak van sound design-, sound engineering- vagy sound quality-részlege. Akárminek hí­vják is, ugyanaz a célja: markánsabbá és vonzóbbá tenni a motorkerékpárok hangját. Amellett, hogy természetesen be kell tartaniuk a zajkibocsátási előí­rásokat, két fő feladatuk van az akusztikai finomhangolásra szakosodott mérnököknek. Az egyik, hogy megszüntessék, vagy legalábbis a lehető legjobban visszaszorí­tsák a motor működési zörejeit, a másik pedig, hogy harmonikus hangzásra bí­rják rá a kipufogódobokat. „Halkí­tsd el minél jobban a mechanikát, és tedd minél mélyebbé, illetve hangosabbá a kipufogódobot” – foglalja össze munkája lényegét Gary Gray, a Victory munkatársa.

Laborkí­sérlet. Egy apró, utólag felszerelt alkatrész is befolyásolhatja a menetzajt

A célt elérendő, mind számí­tógépes segédlettel, mind laborban aprólékos frekvenciavizsgálatnak veti alá hatalmas V2-es motorjait a Victory. A futómű valamennyi alkotóeleme úgy került kialakí­tásra, hogy még véletlenül se erősí­tse fel saját frekvenciájukat a motoré. A csendes működés érdekében lánc helyett fogaskerekes, illetve fogas szí­jas hajtást, valamint ujjnyi vastag burkolatokat alkalmaz a gyártó, valamennyit azzal a céllal, hogy minél jobban tudjanak érvényesülni a kipufogórendszerben előállí­tott mély basszusok. „Legalább olyan fontos vásárlóink számára a hang, mint sok más tulajdonság. Ezen a téren is maximális élményre vágynak” – magyarázza Gray a nagy ráfordí­tás értelmét.

Természetesen a BMW-nél is tisztában vannak azzal, hogy egyre nagyobb igényeket támasztanak a vásárlók a motorok hangjával szemben. A bajor márka szakemberei sokkal rafináltabb eszközökkel veszik elejét a nem kí­vánatos vibrációnak és saját frekvenciáknak. Az összes közül az akusztikai szélcsatorna a legösszetettebb. Ebben a létesí­tményben akár 200 km/h sebességű, hangtalan széláramot is elő tudnak állí­tani. Ami zaj hallható a csatornában, azt maga a vizsgált objektum bocsátja ki. A motorkerékpárokra az általánosan elfogadott szabványoknak megfelelő tesztbábut ültetnek, a fején érzékeny mikrofonokkal. Amikor beindí­tják a szélturbinát, a mikrofon rögzí­teni kezdi, és digitális jelekké alakí­tja át a kialakuló szélzajt. Éppen ott, ahol a motoros is hallja a valóságban. „A szélsebességből és a fütyülő hangok frekvenciájából pontosan be tudjuk azonosí­tani és célirányosan kiküszöbölni a zavaró zajokat” – meséli Michael Schmalenberger akusztikai mérnök.

Komoly erőfeszí­tés: az akusztikai laboratórium

szélcsatornájában tesztelik az összes BMW

motorkerékpárt a zavaróan ható frekvenciára,

zümmögő vagy sí­poló hangokra vadászva


A németek még az utasra is kiterjesztik a vonatkozó méréseket, mivel meglátásuk szerint fontos, hogy ő se észlelje a zavaró zörejeket. Az ezzel kapcsolatos ráfordí­tás mértéke a mindenkori modelltől függ: a többnyire egyedül használt S 1000 RR esetében értelemszerűen kisebb gondot fordí­tanak rá, mint az alapvetően kétszemélyes használatra való K 1300 GT-nél. Schmalenberger azt élvezi a legjobban, amikor hangokat komponálhat kollégáival. Mint azt az 1997-ben piacra került R 1200 C cirkáló példája is bizonyí­tja, a BMW már régóta él ezzel a megoldással: „Akkoriban külön lemezeket épí­tettünk be a kipufogódobba, hogy a cruiserekre jellemző mély basszusokat hallasson” – emlékszik vissza a mérnök.

Elmélet és gyakorlat: a Ducati Multistrada kipufogódobján
elvégzett

szenzoros mérés (balra) igazolta a szoftver által előrevetí­tett
vibrációt

(piros tartomány, jobbra)


Igazából már jóval azelőtt kezdetét veszi a hangtervezés, hogy megszületne az első prototí­pus – nevezetesen akkor, amikor elkészül számí­tógépen az új motorkerékpár-modell. Ilyenkor azt a három fő alkotóelemet veszik figyelembe, amelyekből a valóságban összeáll a működési zaj. Ez a szí­vózaj, a motorzaj és a kipufogóhang. A kezdeti beállí­tásokban kiemelkedően fontos szerep jut egy rendkí­vül korszerű, háromdimenziós szoftvernek, mint azt Stefano Tarabusi, a Ducati munkatársa az új Multistrada példáján szemlélteti. Már a számí­tógépes vizsgálat során talált egy olyan gyenge pontot a kipufogódobon, amely szükségtelenül vibrált, és ezért kellemetlen frekvenciájú zajokat gerjesztett. A szenzorokkal és gyorsulásmérőkkel elvégzett kontroll igazolta a megállapí­tását. Mivel az ismeretek fényében merevebbé tették a kritikus részt, megszűnt a vibráció.


A Ducati egyébként kivételt képez a motorkerékpár-gyártók között, ugyanis versenytársaitól eltérően nem próbálja meg eltávolí­tani járművei hangösszképéből a mechanikai eredetű zajokat. A jellegzetes „pompom” ritmus, a szelepvezérlés zakatolása vagy a forgattyús tengely kopogása egyformán szent az olasz márka mérnökei és vásárlói számára. Más komponensek esetében ugyanakkor hathatós lépéseket tesznek a zajok kiszűrésére, még ha ezzel nem minden esetben aratnak is osztatlan sikert. „Egyre jobb zajszigetelésű házba épí­tjük be a szárazkuplungot. Erre mit csinál sok ügyfelünk? Azonnal nyitott kivitelűre cseréli le a motor megvásárlása után” – osztja meg gyakorlati tapasztalatait Tarabusi. Sok ducatis csak akkor érzi jól magát, ha kellőképpen csörög a kuplung.

Új szí­vózaj-csillapí­tót fejlesztett ki a Victory a Vision 2010-es változatához.

Kisebb szí­vózajt észlel csupán a motoros, a legerősebb zajforrás továbbra

is a forgattyós hajtás (piros tartomány)

A „hangmérnökök” kreatí­v munkája, vagyis a hangok megkomponálása és a hangszí­n beállí­tása a prototí­pus elkészültekor veszi kezdetét. Különböző szűrők segí­tségével hol a magas, hol az alacsony frekvenciájú hangokat szűrik ki. Utána következik a soundcheck, amit általában kollégáikkal együtt szoktak elvégezni. A végső döntést mindig a fülükre hagyatkozva hozzák meg. „Egyszer előfordult, hogy előre meghatározott paraméterek alapján, kizárólag laborban állí­tottuk össze egy motor hangját, ám egyikünknek sem tetszett a végeredmény” – meséli Pietro Vaccarini, a Piaggio akusztikai mérnöke, aki nemcsak a robogók, hanem az Aprilia és Moto Guzzi motorkerékpárok fejlesztésében is közreműködik.

A Yamaha is személyes meggyőződés révén jött rá, hogy a Vmaxon az 1680 köbcentis, V4-es motorral együtt érvényesül legjobban a motoros közelében elhelyezett két szí­vócsatorna – teljesí­tmény és hangzás szempontjából egyaránt. Amikor nagyobb hengerűrtartalmú változatokat próbált ki, egyaránt arról számoltak be a tesztalanyok, hogy végig traktoréhoz hasonló hangot hallottak menet közben.

A sound engineering éllovasa: a Harley-Davidson már 1990 óta él a laboratóriumi

hangtervezés lehetőségeivel. Ettől függetlenül, ahogy nála, minden más

gyártónál is számí­tások és számí­tógépes modellezés teremti meg az egyes

modellek jellegzetes hangképének alapját


Kétségtelenül igen tág, komplex témakör a sound engineering. A sima felületekkel határolt autókkal szemben a motor külseje nagyon sok támadási felületet kí­nál a menetszélnek. Már egy apró alkatrész is gyökeresen megváltoztathatja a motoros által észlelt zajt, a kofferekről, a plexiről vagy menetszélben berezonáló idomról nem is beszélve. Bőven akad még a kutatnivaló, és már megfogalmazódott egy újabb kihí­vás is: „Született egy új szabvány, amelynek értelmében minimális zajjal kell felruházni az elektromos és hibrid rendszerű robogókat, valamint motorkerékpárokat, különben fennáll a veszélye, hogy nem veszik észre őket a gyalogosok” – tájékoztat Vaccarini. Ezeket a járműveket tehát nem csendesebbé, hanem hangosabbá kell tenni. Itt végre valóban maguk komponálhatnak majd hozzájuk hangot a hangmérnökök.