Açıkçası anlatmayı planlamadığım bir konuydu. Ama düşündüğüm zaman, oldukça eğlenceli ve gerçek sebebini çoğunluğunun bilmediği bir konu olduğunu düşündüm. O yüzden bugün anlatacağım konu neden bütün motorların sesi farklı oluşu.
Mesela 3 silindirli Ford Fiestanın sesi ile 4 silindirli Volkswagen cc‘nin sesi neden farklı diye soru oluşabilir kafanızda. Yada daha da düşündüğünüz zaman 6 silindirli boxser bir PORSCHE 6 silindirli sıralı motoru olan bir BMW ve V6 motora sahip bir GTR‘ın sesleri niye farklı, hepsinin sonuçta 6 silindiri var diye düşünebiliriz. Bugün işte detaylıca bu konuyu inceleyeceğiz.
Bu soruyu aslında herkese sorduğunuz zaman sanayide de sorsanız, mühendis okuyan birine de sorsanız, lise de ki bir öğrenciye de sorsanız der ki; işte egzozlar farklıdır işte egzoz manifoldu farklıdır. Belki valflerin, açık kaldığı zamanlar farklı diyebilir, motor hacimleri farklı, devirleri farklı diyebilir. Evet bunlar motorun sesini farklı yapan şeyler ama gerçekten anlatmak için sebebini biraz derine inmemiz gerekiyor. Biraz temeline bakmamız gerekiyor.
Temele baktığımız zaman, aslında oldukça etkileyici bazı gerçekler karşımıza çıkıyor ve insana hayatın biraz bakış açısını değiştiriyor diyebiliriz. Çokta abartmak istemiyorum anlattığım konuyu ama, bu konulara ilgili olduğum için her zaman bu gibi konularda büyüleyen şeyler çıkmıştır ortaya. Bu tür akustik çalışmalar konusun da, o yüzden en eğlenceli haliyle bu konuyu anlatmaya çalışacağım. Ama sıkılırsanız bile biraz dişlerinizi sıkmanızı tavsiye ediyorum. Yazının sonuna geldiğiniz de her şey apaçık ortaya çıkacak.
Gerçekten işin temelini anlayabilmemiz için, sesin ne olduğunu anlayabilmemiz gerekiyor. Ses tanım olarak titreşimdir ve basınç dalgaları şeklinde yayılır. Örneğin biz konuştuğumuz zaman, ses tellerimiz, hava moleküllerini titreştirir ve bu moleküller adeta bir domino gibi dominoların yıkılması gibi enerjiyi aktara aktara bir başkasının kulağına gider. Kulak zarını titreştirir. Bu kulak zarında ki titreşim ise duyma yetimiz olarak duyulur.
Aynı şey aslında baktığınız da bir müzik enstrüman’ı ve bir patlama için geçerlidir. Bir gitarı ele alalım, tele vurduğunuz zaman tel titreşir, havayı titreştirir kulağınıza gelir siz bu telin sesini duyarsınız. Ya da bir patlama gerçekleşir, bu patlamanın sesi yine dalgalar halinde kulağınıza gelir ve yüksek güçlü bir ses olarak bu sesi duyarsınız. Bu hava da ilerleyen basınç dalgaları, ses dalgaları birbirine ne kadar yakın olursa ses o kadar tizleşir ya da birbirine ne kadar uzak olursa ses o kadar kalınlaşır.
Örneğin; benim sesim nispeten kalın bir ses, benim sesimin hava da yarattığı dalgaların arasında ki boşluk daha az, ince sesi olan bir insanın konuşması hava da yarattığı dalgalarda ki boşluktan daha fazladır. Bu dalgaların arasın da ki mesafenin çok olması benim sesimi kalın yapan şeydir. Benim sesimin karakteristiğidir. Her insanın o yüzden sesinin yarattığı dalgaların arasın da ki mesafe farklıdır ki, biz o insanın yüzüne bakmadan sesinden kim olduğunu tanıyabiliriz bu şekilde. İşte bu dalgaların arasın da ki boşluğa göre yani dalgaların sıklığını hava da ki dalgaların sıklığına frekans denir.
Doğal olarak sıklığı ölçmek için bir saniye içinde üretilen ses dalgasına bakabiliriz. Bunun birimi de hertzdir. Yani hertz dediğimiz şey benim ses tellerimin hava da saniye başına yarattığı dalga sayısıdır aslında. Bu hertz teriminin ses sistemlerinde oldukça yüksek miktarda duymuşsunuzdur. Aynısı ışık içine geçerlidir çünkü ışıkta dalgalar halinde yayılır. Ama bugün konumuz o değil tabi ki. Böyle düşündüğünüz zaman işte günlük hayatta duyduğumuz bütün şarkılar, bütün sesler örneğin; bir hayvan sesi, patlama yada bir yıkımın sesi yağmur sesi olabilir. Bunların hepsinin bir frekansı vardır ve hepsinin de kaç Hertz olduğu bellidir aslında.
Sizin kulağınız da bu sesleri hayatınız boyunca öğrenir. Kaç Hertz olduğunu bilir ve bu frekansı duyduğu an da siz örnek olarak dersiniz ki; yağmur başladı gibi önceden anlayabilirsiniz aslında. Ya da çok sevdiğiniz bir müziği dinlediğiniz zaman bütün çalan o melodi aslında frekanslarda ki seslerin birleşimidir. Farklı Hertzlerde ki sesler birleşir ve kulağınıza güzel bir melodi olarak gelir. Aslında bütün şarkılar da bundan ibarettir. Buna örnek olarak vermemiz gerekirse;
Do notası 130.8 Hertz olarak geçer ve yine örnek olarak Mi notası da 164 Hertz olarak geçiyor. Bu da demek oluyor ki do notasını bir enstrüman da çaldığınız zaman hava da saniyede 131 tane dalga üretiyorsunuz. Bu da sizin kulağınıza bu şekilde geliyor. Yani aslında ben sizin kulak zarınıza 131 kez vurabilseydim, duyacağınız ses bir hoparlör kablosunda ki temassızlık tan dolayı çıkan ses gibi olurdu.
Şimdi anlattığım bu temeli aklınızın bir köşesinde tutun, şimdi esas bölüme geçiyoruz bunların motorlarla ne alakası var şimdi anlayacaksınız. Aslında oldukça her şey açıklığa kavuşacak.
Örneğin aracınız da yol da dakika da 5000 devirde ilerliyorsunuz, sabit bir şekilde gidiyorsunuz. Bu ne demek oluyor, motorun içinde ki krank dakika da 5000 tur atıyor demektir. 4 zamanlı motorlarda bir silindirde krankın her 2 turu için bir patlama gerçekleşir. Bu da demek oluyor ki silindir başına, 1 dakika da 2500 tane patlama oluyor sizin motorunuzun içinde. Bu durum da Ford Fiesta 3 silindirli olduğu için 1 dakika da motorun için de 7500 patlama olacak motorun için de Volkswagen cc de ise 4 tane silindir olduğu için 10000 patlama olacaktır motorun içinde.
Hertz için de dediğimizi hatırlıyorsanız, saniye başına oluşturulan dalga demiştik. Biz dakika da Fiesta için dakika da 7500 patlama gerçekleştiriyorsa, bu da saniye başına 125 patlama demektir. Yani aslında düşündüğünüz zaman Ford Fiesta da her bir patlamanın yaratacağı o basınç dalgası 125 Hz yani hertz seviyesindedir. Ses çıkaracaktır diyebiliriz bu şekilde.
Aynısını Volkswagen cc içinde yaptığınız zamansa 165 Hz olarak çıkıyor 4 silindirli olduğu için. Her ne kadar garip gelecek olsa da iki arabanın seslerini yan yana koyup karşılaştırdığınız zaman Ford Fiestanın egzozundan çıkan ses do notasının frekansında iken, Volkswagen cc den çıkan ses mi notasının frekansında olacaktır. Böylece bu araçlar sizin yanınızdan arka arkaya geçtiği zaman hangi sesin hangi araca ait olduğunu iki notanın farkı gibi anlayabileceksiniz. Tabi ki devir arttıkça motor içinde ki patlama artacağı için frekans artacak sesler daha tizleşecektir. Ya da düşük devirde de daha boğuk bir ses olarak çıkaracaktır. Bunda kendiniz de çok iyi bilirsiniz. Arabayı kullanmaya başladığınız da yüksek devirlere çıktığınız da o herkesin hoşuna giden daha tiz, daha agresif ses çıkmaya başlar. Bu aslında frekansın yükselmesinden ibarettir.
Örneğin; siz bir tane Ferrari 458i alın, arkadaşınız da buna karşılık bir tane Mustang GT aldı, ikisi de V8 araçlar bu iki araçların motorlarından çıkan ses aynı mı olacaktır? İşte burda ateşleme sırası devreye giriyor. FlatPlane ve XPlane olarak 2 farklı krank tipi var. Ferrari 458 de ilk krank tipi kullanılırken, arkadaşınızın alacağı Mustang GT de ise 2’ncisi olacaktır. Şöyle anlatmak gerekirse Ferrari deki ateşleme sırası farklı olacaktır. Bu krank tiplerinde ki farktan dolayı. Ferrari de sol sağ şeklinde ateşleme yapılırken, Mustang da biraz daha farklı olan, sol sağ, sol sol, sağ sol, sağ sağ şeklinde olacaktır. Ama bu ateşleme sırasın da ki fark yüzünden Ferrarilerde o çığlık atma sesine yakın bir ses gelirken, bu amerikan V8lerinde daha böyle kalın bir böğürme sesi gelecektir. Bu da tamamen ateşleme sırasında ki fark yüzünden 2 egzozdan yine çıkan frekansla alakalıdır.
Ferrarilerde bu ateşleme sonucunda gelecek olan ses 2 egzoz için iki elinizle sıralı bir şekilde parmağınızı şıklattığınız da çıkan ses gibi olacaktır. Amerikan Mustang’ı için bir parmağınızı diğerine oranla 2 3 kez fazla şıklatmanız gibi olacaktır. Fark ederseniz aslında sadece parmak şıklatıyor olsanız bile amerikanların size o kalın sesini anımsatacak bir ritme sahip. Ferraride ki daha farklı, bu yüzden de bir aracın egzoz sesi farklı olabilir. Aynı silindirin sayısına sahip olsa bile farklı ateşleme sıralaması yüzünden motorların sesi farklı olacaktır.
Diyelim ki tanıdığımız bir kişiden 2 farklı markadan aynı sesi çıkaran araç istiyorsunuz. Arkadaşınız yine Ferrari 458i‘ye sahip siz de o yüzden gittiniz, FlatPlane E92 M3 aldınız. V8 motor ikisi de ikisi de V8 ikisi de FlatPlane bu ikisinden de artık aynı sesin çıkması gerekiyor dimi? diye düşündüğümüz zaman cevap maalesef yine hayır oluyor.
Firmaların mühendisleri motorların istedikleri sesi çıkarması için ve istedikleri performansın ulaşması için ayarlar var, bu da şu demek oluyor. Bütün silindirlerden çıkan egzoz manifoldun uzunluğu aynı olmayacaktır araçlarda. Bu uzunluğa göre sizin kulağınıza gelen frekans değişebilir. Bir silindirin, egzoz manifoldu diğerinden uzunsa, bu ikisinin patlaması bir noktada birleşip tek bir sesmiş gibi gelebilir.
Yani siz isterseniz V8 motoru sıralı 4 gibi de duyurabilirsiniz. Ya da isterseniz çok daha farklı frekans elde edecek şekilde ayarlayabilirsiniz. Bütün firmalar da kendi mühendislerine göre tabi ki bunları farklı farklı ayarlıyorlar. Bu yüzden doğal olarak, bütün araçların sesleri kulağınıza farklı frekanslar veriyor.
Aynı farklı notaları duyar gibi hepsini ayırabiliyorsunuz bu şekilde. Hatta bire bir aynı arabayı aldığınız zaman, son susturucuyu değiştirdiğinizde bile bu egzozun içinde yaşanan yansımalar değişeceği için aracın sesi frekansı değişecek, bu yüzden de aracın komple ses karakteristiği değişmiş olacaktır. Sizin kulağınız bunu bile ayıracaktır. Kısacası bu ses dalgalarının, yönünü ve yoğunluğunu değiştirecek her şey Valf açıklığından tutun da, egzoz manifoldunun uzunluğuna, şekline, silindir sayısına aracın sesini etkileyecektir. Bu yüzden de bütün araçların sesleri farklıdır birbirinden.
Eminim ki aklınızda da şöyle bir soru hala kalmıştır. Peki hacim büyüdükçe, 2 litrelik 4 silindir bir motor ile 5 litrelik 4 silindir bir motorun sesi aynı mı olacaktır? Frekans aynı olduğu sürece tanısı size hep aynı gelecektir, ama silindir büyüdükçe, araçta güç artacağı için doğal olarak sesin şiddeti yükselecektir. Aynı frekansta daha yüksek şiddetli ses duyacaksınızdır. Eğer arabanın herşeyinin aynı olduğunu var-sayarsak, sadece hacim değişirse. Yani aslında böyle düşündüğünüz zaman siz 8 silindirli bir Ferrariyi, isterseniz Şahin sesine bile büründürebilir-siniz.
Egzoz manifoldlarını çok iyi tasarlayarak, ama işte sesin fiziğini ve temelini öğrendiğiniz zaman araç motorlarıyla istediğinizi yapabileceğinizi fark edeceksinizdir. Hatta Renault Formula 1 takımının İngiltere marşını çalmışlığı vardır. Kendi Formüla 1 araçlarıyla. Sadece arabanın devrini yükselterek ve alçaltarak. Bu da dediğim gibi bire bir o notalara karşılık gelen, devir sayısını hesaplayıp bir yazılıma döküp arabaya yüklemişlerdir. Bu şekilde araba egzozuyla İngiltere milli marşını çalar hale gelmiştir.
