Két köcsög az Audiban

Ha válság sújtotta állástalan bankár lennék, első dolgom lenne az autógyárak hangtervezéssel (sound design) foglalkozó részlegeinél kopogtatni. Itt ugyanis remekül alkalmazhatnám a jól bevált „kreatív könyvelés“ illetve „kozmetikai célú mérlegszépítés“ technikáit. Végül is pontosan ugyanezt csinálják: bizonyos dolgokat megpróbálnak eltussolni, szőnyeg alá söpörni, mintha ott se lennének, másokat pedig előtérbe tolni, fényezni, felnagyítani, hogy az egész minél jobban nézzen ki.

Illetve minél jobban hallatsszon.

„It sounds agricultural“ – jegyezte meg egy svéd mérnök néhány éve egy félkész D5-öst tesztelve, aminek egyik tanulsága, hogy a „traktorhang“ más nemzetek nyelvében is élő fogalom. A másik, hogy ettől a vezetőt mindenképp meg kell kímélni. Vagy úgy, hogy magát a zajkeltést csökkentjük az égésfolyamat és a mechanikai komponensek optimalizálásával, vagy hangelnyelő- és szigetelőanyagok következetes alkalmazásával. Esetleg mindezt egyszerre.

Nincs is kellemesebb, lágyabb, szárazabb érzés, mint egy óramű finomságával ketyegő benzines autóban ülve vagy mellette elsétálva azon töprengeni, jár-e a motor.

Illetve van: egy kövér gázadásra hallani, ahogy felbugyog a vényolc, vagy felordít a sorhat, amitől az ember karján feláll a szőr. A három- és négyhengeres motorok hangjától az esetek többségében inkább az ember hátán merednek égnek a szőrszálak, és ennek is megvan a fizikai magyarázata.

A motor hangját alapvetően a hengerekben zajló robbanások szabályos ismétlődése által megszabott frekvencia, az alapharmonikus dominálja. Négyhengeres motoroknál minden fordulatra két, míg hathengereseknél három munkaütem jut, ezért halljuk őket jellegzetesen különbözőnek. Az alapharmonikus mellett a mechanikai elemek, illetve a szívó- és kipufogórendszerben pulzálva száguldó gázok további, magasabb frekvenciákkal színesítik a hangképet, így alakul ki végül az adott autó motorjának jellegzetes karaktere.

Ez a karakter a magasabb frekvenciák egy részének célzott elnyomásával és mások kiemelésével mesterien befolyásolható. Egy kis rezonátor ide, egy csöpp csillapítás oda, és máris valahogy olyan... jó, és kész. Nehezen megfogható, szubjektív dolog a pszichoakusztika, de aki mesterien műveli, tényleg csodákra képes.

Különösen azóta, hogy az elektronika betette a lábát a hangélmény befolyásolásába. A kulcsszó itt az „elnyomás“ helyett a „kioltás“: ha a zavaró zaj hanghullámaival ellenkező fázisban sikerül „ellenzajt“ kelteni, a két hanghullám kioltja egymást, mi meg máris kapkodunk a gyújtáskulcs után, hogy leállt a motor, vagy mi?

Az októberi BMW-bemutatón felvonultatott MINI-ben az ellenzajt a beltérben elhelyezett hanggenerátor kelti. És ha már ott van, nem csak a kellemetlen felharmonikusokat oltja ki, hanem gombnyomásra olyan hangképet rajzol, amilyet csak szeretnénk. Az igazi művészet ebben az, hogy a hangkép a fordulatszám és a gázpedálhelyzet függvényében folyamatosan, szinkronban változik. Néhány századmásodperc késlekedés elég, hogy összeomoljon a virtuális valóság, és kilógjon a nagy, szőrös lóláb a kis benzinmotor köré rajzolt mesterséges hangzavarból. De amíg minden alrendszer kifogástalanul működik és megfelelő számítási teljesítmény áll rendelkezésre, a vezető tényleg elhiheti, hogy belefér a vényóc a játékautó orrába.

Szériaautóknál ennyire vakon azért nem bíznak az elektronikában, inkább a klasszikus, csillapítós-hangolásos módszert részesítik előnyben. Perverz megoldásokban azonban itt sincs hiány: a 3,2 literes V6-ossal szerelt TT-ben például külön csővel kötötték össze a szívócsövet és az utasteret (!) a hangélmény fokozásához. Aki eleget sündörgött autószerelő műhelyek környékén, talán láthatott-hallhatott légszűrőház nélkül beröffentett autót, s élvezhette a motor által fékezhetetlen tempóban beszívott légtömeg magával ragadó hangját.

Az Audinál erre a hatásra erősítenek a hangolt csőrendszerrel. A szívórendszert az utastértől csak egy speciális, kúpos membrán választja el, ami a primer- és szekundercsövekkel együtt sávszűrőként viselkedik, s csak a fülnek kedves, kívánatos rezgéseket engedi át. Azokat azonban felerősítve, így ha a vezető kövér gázt ad, az anyós muff utas térdénél már ömlik is be a mellbevágó hangélmény.

A siófoki móló mellett krúzolva azonban ez kevés. Nem elég, ha a bent ülők olvadnak a gyönyörűségtől: az utca népének is tudnia kell, hogy márpedig itt pénz nem számít. Abba pedig belegondolni is szörnyű, milyen megvető tekintetek kísérhetnek egy kerregő-fújtató dízel kabriót. A probléma megoldásához a német Eberspächer áll a legközelebb: a cég jövőre dízel, két év múlva pedig benzines autókhoz kínálja ActivSilence és ActiveSound fantázianevű rendszereit.

A német mérnökök nemes egyszerűséggel mindent kidobáltak a kipufogórendszerből: a középső dob helyén csövet, a hátsó dob helyén pedig... mit szépítsük: egy köcsögöt találunk. Persze lehet árnyalni a dolgot, hogy sárgadinnye nagyságú, csaknem kerekded edény, rövid nyakkal, de akárhogy is nézzük, ez egy köcsög.

Keretes

A köcsögben pedig egy hangszóró. Persze ne a szekrény tetejéről tessék odaképzelni a Videotont, az itt néhány percig sem bírná a gyűrődést. A nagy hőmérséklet, hőingadozás, a nedvesség, a savas gázok és a rázkódás mind olyan dolgok, amiket egy valamire való hangtechnikus a lehető legtávolabb szeretne tudni a hangszóróitól. Bő tíz év munkájával a fritzek azonban ezt is megoldották, és most egy A4-es Audiba szerelve mutogatják boldog-boldogtalannak.

Az elv a múlt század harmincas évei óta ismert, és gyakorlatilag megegyezik a Miniben alkalmazottal: az ellenfázisú ellenhang kioltja a zajt a kipufogóban is. Az elpusztíthatatlan hangszóró mellett az Eberspächer mérnökeinek a vezérlőegység korlátozott számítási kapacitása, és a megfelelően gyors algoritmusok kidolgozása okozta a legnagyobb fejtörést. Negyven éve a NASA mérnökei a seggüket a földhöz verték volna örömükben, ha akkora számítási kapacitás segítette volna őket a holdraszállásban, mint amekkora ma a köcsögben a hangszóró rezegtetéséhez kell, de változnak az idők. Hibázni pedig nem lehet: elég néhány ezredmásodpercnyi késlekedés, és az ellenhang nemhogy kioltaná, hanem még erősíti is a zajt.

A jelentős számítási teljesítmény a kipufogórendszerben a gázlengések valós idejű modellezéséhez szükséges. A fordulatszám, a beszívott levegő és a befecskendezett üzemanyag mennyisége, valamint a motor, illetve a kipufogórendszer geometriai méretei alapján bármely pillanatban megjósolható, hogy a rendszer adott pontján mekkora, és milyen fázisú a gázlengés. A hangszórót a gázlengéssel ellentétes fázisban vezérelni ehhez képest szinte gyerekjáték. A pontos szabályozáshoz az ActiveSilence rendszerben egy hibajel-mikrofon (gyakorlatilag nyomásszenzor) jelét is felhasználják: így a modellezett és a valós gázdinamika közötti minimális különbség is kiküszöbölhető, végeredményben egy döbbenetesen csendes autót kapunk – kipufogódob nélkül.

Ennek nem csak azért örülhetünk, mert ami nincs, az nem is rohad el, ergo nem kell cserélni. (Jobb, ha bele se gondolunk, mennyibe fog fájni tíz év múlva egy ilyen hangszórós köcsög az alkatrészboltban, ha netán mégis cserélni kell.) Sokkal fontosabb, hogy a dobok elhagyásával csökken a kipufogórendszer ellennyomása, ami a motorvezérlés megfelelő hangolásával plusz lóerőket, vagy mínusz szén-dioxid-molekulákat jelent. Arról nem beszélve, hogy így sokkal egyszerűbbé válik az autó aljának sík lemezzel való burkolása, ami a turbulenciák csökkentésével megint csak kedvezőbb fogyasztást eredményez.

Az ActiveSound rendszer ugyanazokra a hangszórós köcsögökre épít, de a cél nem a teljes némaság, hanem a kellemes hangélmény. A hibajel-mikrofont itt el is hagyhatják: az eredeti kipufogózaj tökéletes kioltása immár nem feltétel, hiszen annak maradványát úgy is elnyomja a szintetikus, de a megtévesztésig valósághű, telt, öblös hang. Akár gombnyomásra.

A dinamizmust, sportosságot sugalló hangélmény pedig bizonyítottan befolyásolja a jármű menettulajdonságairól alkotott szubjektív képet: a BMW mérnökei egy tesztsorozatban két egyforma autó közül az egyikbe beépítették az aktív zajos cuccot, s a mit sem sejtő tesztalanyok állítólag egybehangzóan állították, hogy az az autó jobban megy, pedig nem is. Érdekes, izgalmas játék ez az érzék(szerv)ekkel, s ettől már tényleg nincs messze a kabint döntögető szimulátor és a Mátrix.

De ha tényleg olyan jó, hát üsse kő, élvezni fogom!