Mennyit fizetünk a csendért? – I. rész

2021.05.04. 06:04

A legkülönbözőbb dolgokért vagyunk hajlandóak sokat fizetni. Sokat áldozunk a szépségért, a megbízhatóságért, a gyorsulásért, legyen az pozitív vagy negatív előjelű, hossz- vagy keresztirányú (érdekes, hogy a függőleges irányúért nem annyira rajongunk), a biztonságért és akár tudtunkon kívül is tagadhatatlanul sokat fizetünk a csendért. Pontosabban szólva: a zajok hiányáért.

Endre csendes ember és ugyanezt várja el az autójától is.  A gyerekek kirepültek, a lakáshitel évekkel ezelőtt kifutott már, és az ezredforduló után vásárolt Focuson már nem úgy törik meg a fény, mint amikor hazahozta a szalonból. Endre nem tartja magát szakértőnek autós témákban, így a legkülönbözőbb kategóriákat próbálja végig a döntés meghozatala előtt. Kizárólag a kerekek száma és a vételár közös a kipróbált autókban. A keret 5 millió forint. És mint említettem: elvárja a csendet. De miért fontos csend?

Az autógyártás kezdetén, a kabin nélküli, nyitott automobil szabadalmaztatásakor még aligha gondolhatott arra bárki ki is, hogy vevőcsalogató tulajdonság lehet, ha egy autó csendes. Ahogy a modellek egymást követték az évek során, egyre inkább vált reális elvárássá, hogy a két utazó a hangjuk különösebb felemelése nélkül tudjon egymással az útirányról vitatkozni. Ennél a pontnál még sokat kellett várni az NVH (Noise, Vibration Harshness – azaz Zaj, Rezgés, Durvaság), mint fogalom megjelenéséig az autóiparban. Azért emelem ki, hogy autóiparban, mert legkevésbé sem csak az autóipart érinti a zaj és rezgés problémaköre, gondoljunk csak egy hosszú repülőútra a légcsavaros hajtómű melletti ülésen, esetleg a hetes busz hátsó frakciójában lévő, eszeveszett amplitúdóval rezgő ablaknak támasztott homlokunkra. A tudományág nevéből - mert túlzás nélkül nevezhetjük tudománynak - már láthatjuk, hogy nem lehet egymástól függetleníteni a zajt és a rezgést, a kettő egymással kéz a kézben, azaz inkább szilárd és légnemű közegben jár.

 

Na de mégis, mi indokolta, hogy előbb utóbb egy új részleg jött létre a legtöbb autógyártó fejlesztési központjában, melyeknek feladata a csendesebb, kevésbé zavaróan rezgő autók fejlesztése volt? Ideális esetben egy autó tervezése a vevői igények felmérésével kezdődik. Vannak kivételek is, ilyenkor az adott kor elvárásai nem találkoznak az adott jármű paramétereivel, és ez a legtöbbször meg is látszik az eladási számokon, lásd Renault Avantime.

Az autók fejlődése során korán elhatárolódott egymástól a közép- (alsó?) és felső kategória. De feloszthatjuk a kínálatot a vevőcsalogatóbb prémium és manapság megbízhatóságot sugalló nem prémium szavakkal is. A prémium szónak sok definíciója ismeretes, de én úgy fogalmaznám meg, hogy a vevő többet kap a pénzéért cserébe, mint amire számít, amikor a vásárlás mellett dönt. Intenzívebb gyorsulást, finomabban klattyanó menüválasztó gombot, szebben kidolgozott első fényszórót, melyen nem látszik a fröccsöntő szerszámfél vége, lineárisabb hangzású hifit, ergonomikusabb üléseket. Vannak azonban dolgok, melyek nem ennyire magától értetődőek, mégis fontos szerepet játszanak abban, hogy milyen érzés alakul ki bennünk egy autóról. Ajtócsapódás hang. Senkit nem győz meg egy nyikorgó, duplán kongva csapódó ajtó hangja arról, hogy ez az autó bizony jól össze van rakva. Mennyire remeg bele az autó, ha indítjuk, leállítjuk a motort? Mennyire rezeg a kormány? A váltó? A pedálok? Az ülés? Rezeg annyira a belső tükör, hogy már nem látunk hátra benne? Ha megfelelően vannak hangolva az említett alkatrészek, ezeket a dolgokat észre sem vesszük. Kivéve persze ha egy 15 évvel idősebb autóból ülünk át egy újba. És még el sem indultunk a parkolóból. Ha olyan élethelyzetbe kerülünk, hogy egy nap alatt meg kell tennünk ötszáz kilométert, majd ezután még szellemileg frissnek kell tűnnünk, akkor nagyban függ az autó NVH tulajdonságaitól, hogy mennyire leszünk proaktívak azon a bizonyos megbeszélésen.

Az autógyártók mindezt korán felismerték, és ennek megfelelően először a prémium szegmensben, majd idővel az alsó szegmensekbe is leszivárogtatva elkezdték fejleszteni a járművek akusztikai tulajdonságait. Érdekesség, hogy jelenleg nincsen törvényben meghatározott zajszint az autók utasterére vonatkozóan, így a gyártók felelőssége, hogy mit tekintenek elfogadhatónak és mit nem. Az esetek többségében a konkurencia hasonló kategóriájú autója fontos hasonlítási alap, de az adott márka korábbi modellje sem elhanyagolható tényező. A törvényi előírás csak a külső zajra, pontosabban az adott körülmények közötti elhaladási zajra vonatkozik. Másik érdekesség, hogy ennek eredetileg csak felső korlátja volt, azonban hála az elektromos autóknak, mára már alsó limitet is be kellett vezetni. Az senkinek sem jó, ha egy autó olyan csendes, hogy észre sem vesszük, ha közeledik az utcán.

De mi is az NVH feladata? Egy autó a haladása során rengeteg dinamikusan változó külső és belső hatás éri a karosszériát, mely hatalmas hangszórómembránként működve sugározza a zajjá alakított rezgéseket a kabin levegőjébe, melyen keresztül azok óhatatlanul a hallójáratainkba jutnak. Ami nem jut el a hallójáratainkba, azt pedig érezni fogjuk a testünkön minden olyan tagunkkal, ami fizikai kapcsolatban van az autóval, legyen az a kormánykerék vagy a váltó. És ezek a zajok, rezgések zavarnak, fárasztanak minket. Zajok esetén meg kell említeni, hogy az érzékelésünk meglehetősen szubjektív. Ugyanolyan zajszintet nem találunk ugyanolyan zavarónak különböző frekvenciákon, ezért minden gyártó létrehozta a saját frekvenciafüggő határgörbéit.

A rezgések a forrásai:

  • Futómű
  • Kipufogó, a kiáramló égéstermék
  • Motor szívóoldal
  • Menetszél
  • Hajtáslánc, azon belül a motor, váltó, differenciálmű mechanikus rezgése

Ha egy zajos, kényelmetlenül rezgő, vibráló járműből csendes, rezgésmentes autót szeretnénk csinálni, akkor szerencsére több lehetőségünk is van. Ezek persze árban jelentősen eltérőek lehetnek, és ne felejtsük el, hogy minden ilyen jellegű beavatkozást, ahogy az összes fejlesztést is az autón, végül a vevő fizeti. Az első és legelegánsabb megoldás a rezgés forrásának megszüntetése. Volna. Azonban ez nem lehetséges teljes mértékben. Használhatunk ferde fogazású fogaskerekeket a váltóban és differenciálműben, lásd először Fiat, vagy akár nyíl fogazásút is, lásd később Citroen, kiegyensúlyozó tengelyt a motorban, többkamrás kipufogó rendszert, konstruálhatunk áramvonalas tükröt, csendesebb levegőszűrőt, ezekkel egytől egyig jól érzékelhető javulást érhetünk el, azonban valamennyi rezgés ezek ellenére is el fogja érni a karosszériát és vele együtt minket is.

Ha a rezgés forrását megszüntetni nem tudjuk – és általában nem tudjuk – a második legjobb lehetőségünk a rezgés izolálása. Használhatunk megfelelő merevségű aktív és passzív gumibakokat a futóműben, elektromosan állítható merevségű és csillapítású motortartó bakokat, kétrétegű, hangszigetelt szélvédőket. Ezek is mind jól bevált módszerek a zajszint csökkentésére.

Ezzel párhuzamosan a karosszéria fejlesztés sem pihenhet. Több különböző irányelv szerint zajlik a fejlesztés, de a szempontok között a tömeg, törési tulajdonságok, ár, élettartam, korrózióvédelem. mellett szerepelnek az akusztikai tulajdonságok is. Érdekes látni, hogy változott a karosszériák torziós merevsége az elmúlt évtizedekben. Ezt a gyártók olyan trükkökkel érték el, mint a ragasztott, teherviselő elemként használt szélvédő, végtelenségig optimált merevítőbordák, keresztmerevítők és sajnos a nagyobb felhasznált anyagmennyiség. Torziós merevség alatt azt értjük, hogy a lecsupaszított karosszéria mennyire hajlamos a csavarodásra, ha megfogjuk a lengéscsillapítók bekötési pontjaiban, és csavarni próbáljuk. A nagyobb torziós merevségű autó onnan ismerszik meg, hogy kanyarodás, szlalomozás közben nem érezzük azt, hogy ránk szeretne csukódni összedőlő sátorként az autó, és nem ad ki erre utaló zajokat sem. Az autók tömegének drasztikus emelkedése évről évre a tagadhatatlan káros következményei mellett elvitathatatlanul együtt jár a biztonság, menetdinamika és járműakusztika fejlődésével is.

Ha a rezgés forrása nem megszüntethető, és a rezgés nem izolálható, azaz nem sikerült elérni a kívánt zajszintet és minden kötél (dobhártya) szakad, a következő és egyben legkevésbé optimális megoldás a csillapítás, illetve elhangolás. Ezt nevezhetjük akár tüneti kezelésnek is. Itt már kénytelenek vagyunk különböző bitumen lapkákat, illetve egyéb, semmire sem jó tömegeket erősíteni a karosszéria megfelelő pontjaira. Hogy miért? Közelítsük meg ezt az asztal végére szorított vonalzó irányából. Ha egyik ujjunkkal az asztal széléhez szorítunk egy lelógó vonalzót és megpendítjük, akkor az rezgésbe jön. Ha ez a rezgés pont olyan frekvenciájú, mint az asztal, akkor elméletileg képes lengésbe hozni az egész asztalt. Mit tehetünk, hogy változtassunk a lengési frekvencián? Tegyünk a végére egy radírgumit és hopp, sokkal alacsonyabb frekvencián fog rezegni a vonalzó. De ugyanezt elérhetjük úgy is, ha nagyobb szabad hosszt hagyunk a mozgásának, ezáltal csökkentettük a merevséget és csökken a rezgési frekvencia. Ugyanez persze megtörténik fordítva is, tömegcsökkentéssel vagy merevség növeléssel, mikor mire van szükség. Na de vissza a karosszériához: a rezgés már eljutott a karosszériára, ha ekkor szeretnénk szépíteni, kénytelenek vagyunk telepakolni a kocsi belsejét csillapító lemezekkel. A csillapítás szó itt megtévesztő lehet, mert valójában elsősorban nem a csillapító hatásuk miatt működnek, hanem a tömegnövelésük, ezáltal frekvenciaelhangoló hatásuk miatt. És itt sok tíz kilogrammról beszélünk, amit az autó teljes élete során magával cipel.

Összegzésként tehát elmondhatjuk, hogy a legjobb, ha a rezgés létre sem jön, ha azonban létrejön, próbáljuk megoldani, hogy ne jusson el a karosszériára, ha mégis eljut, akkor pedig gondoskodjunk róla, hogy ne legyen olyan frekvenciájú, amilyen frekvenciáén a karosszéria szívesen rezeg. Ellenkező esetben kellemetlen élmény lesz az autóban utazni.

Van az akusztikának egy mostoha gyermeke, ami mellett nem mehetünk el szó nélkül, az aktív zajcsillapítás és zajkeltés. Mi is történik az első esetben? Tudjuk, hogy a fent leírt fegyvertárunk minden eleme elbukott, az autó zavaróan hangos lett belül. Tegyünk hát pár mikrofont az utastérbe, és játszunk le olyan zajt a hifi rendszerből, ami ellentétes fázisú, mint a kocsi zaja. Meglepően jó eredményeket lehet ezzel a módszerrel elérni, mint utolsó utáni megoldás. Zajkeltés alatt pedig most nem a kötelező külső zajkibocsátást értem, hanem amikor a hangszórókkal, illetve testhang-generátorokkal próbálunk olyan motorhangot kölcsönözni a hengerlekapcsolásos négyhengeres dízelünknek, mintha egy V6-os benzines volna. Azt mindenki döntse el maga, hogy megéri-e ezért egy rakás további alkatrészt pakolni a kocsiba, melyek energiát fogyasztanak, melyeket ki kellett fejleszteni, melyek tönkre mehetnek, melyeket a teljes élettartam alatt cipelünk. Az autógyártók már letették a voksukat. Ők úgy gondolják, hogy szerintünk megéri.


A következő cikkben részletesen foglalkozom majd a különböző zajforrások hatásával a jármű akusztikai tulajdonságaira, a futóműtől egészen a differenciálműig. És hogy milyen autót vett végül Endre? A következő részben halkan  megsúgom.

Hirdetésblokkolóval néznéd éppen a Totalcart, és ettől mi éhen halunk.

A TC olvasása ingyen van, de a működtetése nem: szerzőink és családjaik táplálkoznak, és ami fontosabb: rendszeresen tankolnak, pénzért.

Kérjük, engedélyezd a TC-n a hirdetések megjelenítését, vagy ellehetetleníted a működését annak, amit épp olvasni szeretnél.