我眼中的现代钢琴结构(4)

文/吴红江

(接上期)

延留制音器装置（Renner 模型）

延留制音器装置（Kawai up）

四踏瓣装置（Fazioli）

踏瓣功能分别为：抬起全部弦槌，减少击弦距离；右移键盘、击弦机，减少弦槌击弦数量；延留制音器回落；开启制音器。

四踏瓣装置（海伦）

海伦谐振踏瓣装置的琴内部分

相关链接：海伦谐振踏瓣

踏瓣分两级。第一级制音器全部打开，每弹一个音之后，此音的制音器会下落制住此音，但是其它音的制音器仍处于打开状态，被制住的音的能量会带动其它未制音的琴弦振动产生谐音。继续踩下踏瓣会将下落的制音器再次打开，钢琴处于全部共振的效果。

II、激发系统

钢琴琴弦的激发振动需要满足这样一些条件：音色能够产生变化，琴弦能够充分振动并能够被不间断地击打。

呢毡包裹木芯的外柔内刚的结构使得现代钢琴的音色表现丰富多彩。木芯的形状、槌头的形状、槌毡的毛质及加工工艺无不对钢琴所产生的音色施加影响。

弦槌（左：Renner；中：Renner-Baldwin；右：Abel）

相关链接：钢琴的槌毡

钢琴弦槌用毛毡是以纯羊毛制成的，不但要求弹性好，还要求纤维梳理的方向符合结构设计要求。

弦槌纤维方向

直的毛纤维易于梳理，弯曲的毛纤维有弹性，要想兼顾就要找到合适的接合点。实践证明，产于澳大利亚和英国的绵羊毛是制造弦槌最理想的材料，其毛纤维既有合适的波浪形曲线，又较易于梳理。根据德国贝希斯坦钢琴厂的技术人员实验分析：

弦槌毛纤维分层排列时呈现波浪形弯曲状，若以3500倍的放大照片观察，其波浪形弯曲结构就像欧洲屋顶上的瓦棱形状。当无数根弯曲的羊毛被压成毡以后，呈波浪形状的毛纤维交错叠加，相互牵连。弯曲叠加的毛纤维部分支撑着双方，由于是不规则的曲线接触，形成内部结构的不均衡性，从而储存大量动能，其内部产生了强大的内应力，就构成了毛毡的弹性。这就是毛毡的内应力产生的结构原理。

弦槌木芯压粘工艺过程示意图（引自《钢琴键盘机械的原理与工艺实践》）

上图中，为了易于观察到毛毡受力以后产生的扭曲变形状况，特意在图中毛毡部分画上棋盘格线。在不受力的情况下，棋盘格是正方形的；受力后，棋盘格将发生相应的扭曲。

弦槌应力分布示意图

“琴弦能够充分振动”要求弦槌击弦要有一段惯性行程，击弦后即刻脱开琴弦。“琴弦能够被不间断地击打”要求推动弦槌击弦的部件能够在弦槌击弦后即刻复位于弦槌之下使之具备连续推动的可能。这两项要求使得现代钢琴具备了区分于古钢琴的重要标志——擒纵装置。

“纵装置”就是使弦槌发生惯性行程的装置——脱进调节钮。它使推动弦槌击弦的部件——顶杆，在上升推动弦槌的过程中受阻外扬并脱离弦槌装置，使弦槌依靠惯性继续前行并击打琴弦。由于没有固定支撑，击弦后的弦槌受到琴弦的弹力作用回返而脱离琴弦，琴弦得以充分振动。

“擒装置”就是在弦槌击弦并回弹后接托住弦槌，使顶杆获取复位时间的装置。对于平台钢琴，是震奏杠杆和托木；对于竖式钢琴，仅是托木。

击弦机键盘模型（Renner）图中：1脱进调节钮，2震奏杠杆

击弦机的运动状况大致如下两图所描述。

平台钢琴击弦机工作示意图（引自《钢琴与钢琴音乐》）

立式钢琴击弦机工作示意图（引自《钢琴与钢琴音乐》）

钢琴的机芯部件大多采用单端“轴架—鸟眼”杠杆结构。轴架将杠杆固定到对应的总档上。轴钉穿过轴架轴钉孔和对应的连结部件的鸟眼。轴钉孔内围绕轴钉的轴衬起到轴承的作用。连结部件以轴钉为轴转动。

单端“轴架—鸟眼”杠杆结构（图中“◎”处；Renner击弦机模型）

Steinway 弦槌总档 脱进调节钮总档 联动器总档

鸟眼凸起的边缘始终倚靠着对应的轴架臂，二者间必须留有适度的端隙。鸟眼的形状很重要，决定二者接触的表面积，为部件运动保留适度的摩擦力。

为避免摩擦过度，关联部件要做润滑处理。

竖式钢琴制音器杠杆和顶柱的润滑处理（图中黑色的部分）

采用轴架轴衬作为“轴承”使用的最主要的原因是因为它的耐磨损及减噪性能。琴键也用轴衬作此功用，轴衬同时为琴键运动保持适度的摩擦力。为了键尾回落减噪，后档粘有毡条。

钢琴的琴键是标准的杠杆结构，静栖于键架前、中、后三档之上。中档上的圆销起支点作用，被称作平衡销；前档上的扁销决定键杆指向，被称作导向销。

琴键杠杆阻力臂的长度计算一般是从卡钉/顶柱到平衡销；动力臂的长度计算一说是从平衡销到导向销，一说是从平衡销到琴键前端。琴键杠杆比，竖式钢琴一般满足“3：2”的条件，平台钢琴一般满足“2：1”的条件。

弹奏过程中，琴键前端（琴首）沿导向销下滑，琴键后端抬起，卡钉/顶柱推动击弦机部件运动。

键盘（Otto Heuss）

(待 续)