Honda testuje prawie 100 wydechów do motocykla. Na koniec i tak decyduje „ucho”

Dźwięk motocykla to zdecydowanie jeden z tych elementów, przez który zakochujemy się w danym modelu czy jednostce napędowej. Honda projektuje jego brzmienie już na etapie powstawania silnika – inżynierowie NVH analizują między innymi pracę cylindrów, układ dolotowy, fazy rozrządu i konstrukcję wydechu, a później sprawdzają efekt własnymi uszami. W przypadku jednego z modeli przetestowali niemal 100 wariantów układu wydechowego. Okazuje się, że to właśnie we wnętrzu silnika powstaje dźwięk, który później ostatecznie dobiega do naszych uszu.

Obserwuj Jednoślad.pl w

Nie da się ukryć, że charakterystyczny klang silnika jest zdecydowanie jedną z cech, za które kochamy spalinowe jednostki. W zależności od budowy, pojemności, liczby cylindrów oraz ich układu dźwięk ten znacząco się od siebie różni, co nie oznacza jednak, że wszystko jest dziełem przypadku. Sam muszę przyznać, że są takie silniki, na dźwięk których moje serce bije mocniej, a włosy stają przysłowiowego dęba. Zawsze miałem jednak mylne wrażenie, że wypadkowa ta jest dziełem naturalnej etapy budowy silnika, a dodatkowo spotęgowana może zostać akcesoryjnym układem wydechowym, który pełny wydźwięk pokazuje dopiero w momencie zdemontowania katalizatora i db-killera. Nic jednak bardziej mylnego, bo okazuje się, że nad ostatecznym brzmieniem jednostki napędowej inżynierowie pracują przez bardzo długi czas. Honda uchyliła nieco rąbka tajemnicy w tej kwestii.

Najbardziej zaskakujący może być fakt, że sam układ wydechowy jest jedynie niewielką częścią odpowiedzialną za finalne brzmienie. Fakt, przy jego pomocy, odpowiedniej budowie czy średnicy można uwydatnić pożądana charakterystykę dźwięku, ale jego wydobycie zaczyna się zdecydowanie wcześniej – już podczas etapu konstruowania silnika.

Najważniejsze informacje:

1. Dźwięk generowany przez motocykl to nie zasługa wyłącznie układu wydechowego. Inżynierowie pracują nad klangiem już podczas projektowania jednostki napędowej.
2. Podczas tworzenia jednego modelu testom poddawane są dziesiątki różnych układów wydechowych.
3. Ostateczny test dźwięku generowanego przez silnik przeprowadzany jest za pomocą… ludzkiego ucha.

Obejrzyj koniecznie jak jeździ Honda Transalp 750 ze sprzęgłem E-Clutch:

Tatsumi-san, specjalista NVH zajmujący się rozwojem silników Hondy, podkreśla, że charakter akustyczny jednostki napędowej zaczyna się na najbardziej podstawowym poziomie – w cylindrach. Motocyklista jako pierwsze odbiera bowiem „odczucie w momencie fazy ssania”. To właśnie ono buduje pierwsze wrażenie dotyczące zachowania silnika podczas zwiększania i zmniejszania obrotów. Faza ssania jest jednym z etapów pracy jednostki napędowej, w którym tłok przemieszcza się z górnego do dolnego położenia, a otwarte zawory dolotowe pozwalają na zassanie mieszanki. Powstające wtedy impulsy są jednym z fundamentów późniejszego charakteru akustycznego motocykla.

Zdaniem eksperta trudno jest stworzyć źródło odczucia dźwięku w jakikolwiek inny sposób niż poprzez spalanie w silniku. Oznacza to, że prawdziwego charakteru jednostki nie da się po prostu wygenerować elektroniką albo stworzyć na końcu procesu rozwojowego za pomocą samego wydechu. Faza ta jest zdecydowanie bardziej złożona.

Wydech nie tworzy dźwięku od zera. Inżynierowie pracują nad nim znacznie dłużej

Układ wydechowy jest oczywiście niezwykle ważny, ale jego zadanie wygląda nieco inaczej, niż mogłoby się wydawać. Owszem, pełni on funkcję tłumika, tak jak sama nazwa wskazuje, ale inżynierowie wykorzystują jego konstrukcję przede wszystkim do usunięcia tych elementów brzmienia, których nie chcą eksponować. Można między innymi ograniczyć wybrane częstotliwości, zachowując inne, aby wydobyć pożądany charakter dźwięku. Proste jest zatem, że za pomocą samego układu wydechowego nie można stworzyć dowolnego dźwięku. Jak podkreśla specjalista Hondy, nie da się wygenerować rytmów ani brzmień, których nie ma w samym procesie spalania.

Konstrukcja wydechu może jednak bardzo mocno wpłynąć na sposób odbierania pracy silnika. Znaczenie ma między innymi jego wewnętrzna budowa, częstotliwości, które są tłumione, oraz kierunek, w którym skierowana jest końcówka. W CB125R zastosowano rozwiązanie, które kieruje część dźwięku w stronę motocyklisty. Inne konstrukcje mogą wykorzystywać między innymi odbicia od nawierzchni.

Honda potrafi przetestować prawie 100 wydechów

Proces dostrajania brzmienia nie kończy się na jednym prototypie. Skala eksperymentów może być zaskakująca – chociażby podczas prac nad CB750 Hornet inżynierowie przetestowali niemal sto różnych wariantów układów wydechowych tylko po to, aby sprawdzić brzmienie. Każda kolejna wersja różniła się między innymi konstrukcją wewnętrzną, charakterystyką częstotliwościową czy sposobem współpracy z silnikiem. Stopniowo eliminowano rozwiązania, które nie pasowały do założonego charakteru motocykla. Nie chodziło przy tym wyłącznie o znalezienie najładniejszego dźwięku. Brzmienie musiało współgrać z mocą silnika, prowadzeniem, stylistyką oraz ogólnymi odczuciami podczas jazdy. To właśnie z tego powodu ten sam silnik może brzmieć zupełnie inaczej w różnych modelach.

CB1000F i Hornet pokazują, jak zmienić charakter jednego silnika

Dobrym przykładem są CB1000F i Hornet. Bazowa jednostka jest podobna, ale Honda modyfikuje między innymi specyfikację wałka rozrządu, aby zmienić charakterystykę spalania. W jednym przypadku celem jest charakterystyczny pomruk przy niskich zakresach obrotów, natomiast Hornet ma oferować bardziej sportowe, wysoko częstotliwościowe wrażenie szybkiego wkręcania się na obroty.

Nie wszystko można jednak zmienić wewnątrz silnika. Dlatego właśnie układ wydechowy staje się kolejnym narzędziem pozwalającym nadać poszczególnym modelom własną tożsamość. W CB1000F Honda zastosowała między innymi różne szerokości kanałów dolotowych. Cylindry 1 i 2 wykorzystują kanały o szerokości 50 mm, natomiast cylindry 3 i 4 – 40 mm. Rozwiązanie połączono z 17-stopniowym przesunięciem faz rozrządu. Efektem ma być charakterystyczna fala dźwiękowa przypominająca „uderzenie serca”.

Inżynierowie NVH pracują od początku projektu. Komputery pomagają, ale ostatecznie decyduje ucho

Brzmienie motocykla nie jest więc czymś, czym Honda zajmuje się na końcu prac nad nowym modelem. Specjaliści NVH uczestniczą w projekcie już podczas definiowania podstawowych parametrów silnika. Kiedy inżynierowie ustalają między innymi kąt wyprzedzenia zapłonu czy czasy otwarcia zaworów, jednocześnie zaczynają kształtować przyszłe odczucia akustyczne. Gdy podstawowe parametry spalania zostaną określone, to możliwości późniejszego kształtowania charakteru silnika są już ograniczone.

Współczesny rozwój motocykla w dużej mierze odbywa się przy wykorzystaniu cyfrowych symulacji. Honda może analizować charakterystykę akustyczną jeszcze zanim powstanie fizyczny prototyp, więc inżynierowie są w stanie sprawdzać częstotliwość, głośność i reakcję układu na różne parametry. Nie oznacza to jednak, że człowiek został odsunięty od tego procesu.

„Wciąż istnieją aspekty, których nie da się określić bez testów na rzeczywistym motocyklu” – mówi Tatsumi-san. Ostateczna ocena należy bowiem do człowieka. Oceniany jest przy tym motocykl zarówno z perspektywy kierowcy, jak i osób znajdujących się poza nim. Brzmienie analizowane jest więc „na wysokości ucha kierowcy”, ale również z punktu widzenia osób stojących przy drodze czy innych uczestników ruchu.

Elektronika nie udaje silnika. Sporo zmienia, ale nie w kwestii dźwięku

Nowoczesna elektronika może zmieniać sposób reakcji motocykla na ruch przepustnicy oraz sposób oddawania momentu obrotowego. Nie jest jednak wykorzystywana przez Hondę do sztucznego tworzenia dźwięku. Te nowoczesne ustrojstwa pozwalają natomiast kierowcy bezpieczniej korzystać z charakterystyki, którą wcześniej zaprojektowano w jednostce napędowej. W odpowiednich warunkach i trybach jazdy można więc mocniej odczuć agresywność silnika, ale źródłem tego wrażenia nadal pozostaje jego rzeczywista praca.

Jak Honda zmieniła sposób budowania motocykli superbike?

Dźwięk motocykla powstaje na długo przed pierwszym przejazdem

Historia brzmienia motocykli marki Honda – podobnie jak pozostałych producentów – zaczyna się więc znacznie wcześniej niż mogłoby się wydawać. Nie od pierwszego prototypowego tłumika, nie od elektronicznego generatora dźwięku i nawet nie od końcowych testów drogowych. Zaczyna się od spalania, konstrukcji silnika, faz rozrządu i przepływu powietrza. Dopiero później inżynierowie mogą wykorzystać dolot i wydech, aby odpowiednio wyeksponować charakter jednostki. Do tego dochodzą symulacje komputerowe, pomiary i dziesiątki prototypów. Ostateczna decyzja należy jednak do ludzkiego ucha.