Így hangolják, hogyan szóljon a motor

Egy egyszerű, hétköznapi használatú autónál sem egyszerű a kívül és az utastérben hallható motorhang kialakítása, egy sportos, vagy sportautó esetében azonban központi kérdés. Míg ugyanis egy családi autónál csupán annyit kell elérni, hogy a külső hangok megfeleljenek az előírásoknak, a belsők pedig ne legyenek zavaróak, egy sportautónál teljesen tönkreteheti az élményt, ha a ezek mellett a motorhang jellegtelen. Ha nem hallható ki belőle a hengerek száma, elrendezése, ha nem lelkesít, ha nem dobogtatja meg a szívet-lelket, ha nem érezteti az autó szívének minden dobbanását, kívül és belül is - hanem csak úgy van. Mint nyári szellő a réten.

A szabályoknak megfelelés és a szép hang összeegyeztetése korábban is feladta a leckét a sportautók hangmérnökeinek, de mióta a turbófeltöltő és a részecskeszűrő a motorok kötelező tartozékává vált, helyzetük még nehezebb. Elegendő talán csak a Forma-1-es autókat példának felhozni erre. Mióta kis lökettérfogatú, turbófeltöltős motorok hajtják őket, olyanok, mint a berekedt operaénekes. Eredeti, velőtrázó hangjuknak csak az árnyékát eresztik ki magukból, erősen mérsékelve ezzel a versenyek hangulatát. (Aki egyszer igazán felemelő hangélményben szeretne részesülni, látogasson el egy salakmotor versenyre. A szinte tompítatlan, félliteres egyhengeresek katlanba beszoruló, pokolbéli ordítása egészen túlvilági élményt nyújt.)

A mérnök azonban azért van, hogy megoldja a marketinges által elé szabott feladatot. Ha motorhang kell a kuncsaftnak, akkor gyárt neki. Több megoldás is született, némelyik jobban, míg mások kevésbé kevésbé elegánsak. Véleményem szerint az utóbbi körbe tartoznak a mesterséges, a valamilyen hangszóróból szóló, elektronikus hangok. Ezzel az a baj, hogy adott esetben semmi köze nincs ahhoz, hogy a motornak milyen is a hangja valójában. A hamis kipufogóhangot előállító rendszereknél még akár az is kiválasztható, hogy hat-, nyolc, vagy egyenesen tizenkét hengeresként szóljon az eredetileg csupán négyhengeres motor. Ez azért tehető meg, mert működésük alapja nem az autó saját motorja, hanem előre felvett, vagy mesterségesen generált motorhang, ami úgy képes változni a motor fordulatszámának függvényében, hogy egy mikrofon lehallgatja az autó rendes kipufogórendszerét. (Azért be kel vallani, vicces, amikor egy Prius egy Chevy Camaro V8-asának rotyogtatását hallatja magából.)

Egyes autógyárak hasonló trükkel próbálják feldobni az utastér hangulatát is. A hang fordulatszám-arányosításához és a hangerőhöz ott is a motorból származó jelek, a hanghordozáshoz pedig például a gázpedál állása adja az alapot, de a hang alapvetően szintetikus. Ezektől függően próbálják az autó belső hangszóróiból harsogó, előre felvett elektronikus hangok sportosra hangolni a vezető hangulatát. Megoldásából adódóan ennél is megoldható, hogy például egy négyhengeres soros motor úgy szóljon, mintha V6-os lenne, akadt is gyártó, amely élt ezzel a lehetőséggel.

A másik megoldás azért elegánsabb, mert alapvetően mechanikus és a motor saját hangjait használja fel. A kívül hallható hangok befolyásolásának ötlete nem új, már körülbelül százéves múltra tekint vissza. A közúti járművekkel szemben ugyanis már akkor követelményként jelentkezett, hogy lehetőség szerint ne verjék fel legszebb álmukból a békés város és falulakókat. Ugyanakkor úgy vélték, hogy a hangtompítás csökkenti a motor teljesítményét. Az ellentmondást az utastérből nyitható szeleppel sikerült áthidalni, ami még a hangtompító dobok előtt nyitotta a kipufogócsövet. A megoldás teljesen legális volt, azonban a korabeli KRESZ előírta, hogy a szelepet csak lakott területen kívül szabad kinyitni.

Mintha csak ehhez a technikához nyúltak volna vissza a motortervezők, amikor a modern autók kipufogóin is megjelentek a hasonló rendeltetésű szelepek. Azért csak hasonlók, mert a régi rendszer teljesen szabadon ordított a külvilágba, az újak azonban – már ha a szabályok keretein belül akartak maradni – mindig is tompítottak valamennyire. Célkitűzéssé ugyanis nem a féktelenül harsogó, hanem inkább az erőt sejtető, szép motorhang elérése vált. Ennek megfelelően legalább két, de inkább négy kivezetésű rendszereknél vetik be, ahol a két (vagy két-két) végződésből egyet nyit-zár egy fojtószelep – a motor fordulatától és a bekapcsolt üzemmódtól függően. A komfort jellegű üzemmódokban és kis fordulaton a kipufogógáz a teljes útját végigjárva tompítottan, csendben távozik a rendszerből, míg nagy fordulaton és/vagy sport, illetve verseny üzemmódokban a kinyíló fojtószelep lerövidíti a gáz útját, így az mélyebben, teltebben és némileg hangosabban szól. Vagyis lelkesítőbben.

Bár a külső hang sem mindegy, mert nagy élmény visszahallani egy alagútban, no meg arra is jó, hogy elkápráztathatjuk vele a rajongótáborunkat, de talán még fontosabb, hogyan szól a motor bent, az utastérben, hiszen azt halljuk folyamatosan. Korábban erre volt jó a kipufogóhang, de a hangszigetelések fejlődésével, ami a sportautókat is elérte, a bejutási lehetősége jelentősen lecsökkent. Akad azonban a motornak egy másik hangja, ami kiválóan alkalmas a hangulat fokozására, ez pedig a szívás hangja. Ez sem jut be azonban csak úgy ma már az utastérbe, segíteni kell neki. Erre született egy elvében borzasztó egyszerű, de hatékony kis szerkezet, a membránkamra.

Ez egy általában gömbhöz hasonló formájú doboz, amibe középen egy membránt építenek. A kamra membránon inneni és túli oldalából egy-egy cső áll ki, az egyik a motor szívócsövével, a másik az utastérrel áll közvetlen kapcsolatban. A szívócsőben a fordulatszámmal és a gázadással állandóan változó mértékű gázlengések rezgésbe hozzák a membránt, ami azt hang formájában közvetíti az utastérbe. Az egész tulajdonképpen nem más, mint egyfajta szíváshang erősítő. A hanghatás pedig nagyon hasonló ahhoz, amit a kipufogó kelt(ene). A kamrához vezető csőbe gyakran fojtószelepet építenek, amelynek nyitott vagy zárt állapota a bekapcsolt üzemmódtól függ. Sport üzemmódban a velős motorhangot, komfortban a csendet lehet hallgatni.

A szerkezet valóban nagyon egyszerű, a méretezése azonban nagyon nem az. Nem mindegy a csövek átmérője, a kamra és a membrán mérete, az utóbbinak az anyaga és a vastagsága sem, de még az sem, hogy a végül előcsiholt hangot hogyan juttatják be az utastérbe: alul, vagy oldalt, és nem mindegy a nyílások mérete sem. A feladat nehézségét talán érzékelteti, hogy amikor a Lexus a szuper-sportkocsijának, az LFA-nak szeretett volna szép hangot szerezni, a megkomponálására a Yamaha zenei részlegét kérte fel. Nem a híres motorfejlesztő részleget, hanem a zeneit! Azok azután nekiálltak méregetni a különböző fordulatokon fellépő frekvenciákat, hallgatták a nyers motorhangot, majd nekiálltak méretezni a kamrát minden tartozékával együtt, és kidolgozni a végre megfelelőnek talált hang egyébként több utas bevezetését.

Ilyen membránkamrás hangrendszert alkalmaztak többek között a Toyota GT86-ban, és a Porsche és a Ferrari több típusában is. A rendszer előnye, hogy a fojtószelepes kipufogóval szemben a turbófeltöltős motoroknál is használható, méghozzá kimondottan eredményesen. Erre talán a legjobb példa épp a Ferrari, amely az olyan szívó motoros modelljeinél, mint a 812-es, nem alkalmazza (minek is?), viszont a sportos turbóknál, mint az F8, vagy az SF90 Stradale, annál inkább. A GT modelleknél, mint a Roma, vagy a Portofino M, szintén nem veti be, azonban a legújabb modelljüknél, a 296 GTB-nél azonban valószínűleg már a fejlesztés kezdetén tisztában voltak vele, hogy nem kerülhetik el valami hasonló trükk bevetését.

Csaknem négy évtized után a Ferrari 296 GTB ugyanis a maranellóiak első V6-os motorral hajtott utcai autója, ami a korszellemnek megfelelően már természetesen turbós. (Az utolsó utcai V6-os az 1974-ig gyártott Dino volt.) Forma 1-es V6-osuk természetesen volt, hiszen ott előírás ennek a hengerelrendezésnek a használata. Ami viszont figyelemre méltó, hogy a 296-os V6-osának hengerszöge a szokásos 60 vagy 90 fok helyett éppúgy 120 fok, mint a Forma 1-ben bevetett motoré. A nyitottabb hengerszög helyet biztosított ahhoz, hogy a két turbót a hengersorok között (és ne kívül) helyezhessék el, és ahhoz is, hogy a hozzájuk vezető, hangolt leömlőcsövek minden henger esetében egyforma hosszúságúak legyenek.

A különleges hengerszögű motorba olyan főtengelyt terveztek, amellyel a gyújtások egyenletes elosztásban, 120 fokonként követik egymást - egyébként ugyanúgy, mint a 60 és a 90 fokos V6-osokban a hozzájuk illő főtengelyekkel. De ennek megfelelően nemcsak a gyújtások, hanem a kipufogógáz löketek is egyenletesen követik egymást. A Ferrari mérnökei pedig épp ezt használták ki a kívánt hanghatások eléréséhez. A kívül hallható hangnál annyi a trükk, hogy mielőtt az autó végén kivezették volna a két hengersor két kipufogócsövét, egyesítették őket. Ezzel és a megfelelő hangolással együtt olyan sűrűségű hangot értek el, ami kísértetiesen hasonlít egy V12-es motor hangjára.

Fura lenne ha a 296 GTB motorja kívül V12-esként, belül pedig V6-osként szólna. Azért, hogy ne így legyen, Antonio Palermo vezetésével a Ferrari mérnökei is a membránkamrát vetették be, de kicsit másképp. Az általuk szabadalmazott megoldással nem a szívó, hanem a kipufogórendszerhez kötötték be, de szigorúan a kipufogógáz kezelő rendszerek előtt. A rendszer és maga a membrán is különleges kialakítású, a hangolása pedig olyan, hogy az utastérben ülők is hátborzongatóan izgalmas V12-es dorombolásban gyönyörködhetnek. Jó nekik...