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(一)弦列
現代鋼琴產生之前,大部分鋼琴的弦列設計是呈直弦排列的,即所有琴弦在同一平麵上,若想增加音域,隻能增加弦長,若一味地隻知道增加弦長,那麽會對鋼琴琴體的整體比例造成失調,且低音區的效果也不好。因此,現代鋼琴的高低音交叉弦排列方式解決了上述問題,讓弦列的大部分區域處於音板的振動中心位置,這對於鋼琴獲得良好的音響效果有了很大的幫助。
鋼琴的弦列分為裸弦和纏弦兩種,這兩種類型的琴弦分別應用於中高音音區與低音區,且弦的直徑由低音區向高音區逐漸遞減。中高音區的裸弦又被稱為“琴鋼絲”,屬於高碳鋼材料。這種鋼絲強度高,彈性和韌性極佳,且表麵光潔,能夠在長期的張力作用下不變形。低音區使用的纏弦是在裸線的基礎上纏繞一層或兩層經過防鏽處理的紫銅絲製成的。由於鋼琴的體積有限,無法安置產生低頻振動的過長琴弦,且琴弦過長對於其穩固與振動性能都有所影響。因此,纏弦技術通過增加琴弦直徑的方法彌補了長度上的缺陷,且保證了琴弦的穩定性。另外,為了解決不同類型的琴弦發聲效果不同的問題,中低音區交界處的幾根琴弦常采用一層纏弦的結構形式來使聲音均衡過渡。
鋼琴弦必須具備一定的質量標準,並且能夠具備琴聲持久、柔美、音準能夠保持穩定的性能。其中,琴弦也必須達到一定的強度、橢圓度、表麵光潔度、張弛度和塑性標準。為了保持鋼琴能夠發出悅耳的音色,除了對鋼琴進行常規的調律和維護外,還需要對琴弦進行必要的保養,尤其在拆卸擊弦機和調律的過程中,任何對琴弦表麵造成的損傷和超額外力都會影響鋼琴的音質,這是鋼琴生產和使用中必須要注意的細節問題。
鋼琴存放的環境不僅對整台琴的木製部件產生影響,同樣也會與鋼琴弦的發聲狀態有一定的關聯,一旦溫差突然增加,琴弦受潮鎊蝕,就會減少琴弦的使用壽命。
(二)琴弦的連接
鋼琴琴弦由弦軸通過壓弦條、弦枕、弦碼掛在鐵支架上的掛弦釘上。多重固定使琴弦能夠穩定振動,且能將振動能量通過弦碼傳遞給音板。
1.琴弦的有效振動與無效振動。
由於琴弦的特殊張掛方式,因此存在“有效振動”和“無效振動”兩部分區域。有效振動部分即琴弦的有效弦長,是從弦枕到弦碼之間的距離,弦槌敲擊琴弦後,有效弦長按一定頻率振動產生固定音高;琴弦的無效振動部分即無效弦長,該部分雖不參與振動,但在琴弦振動時產生共鳴。無效弦長由弦軸至弦枕和下碼釘至掛弦釘兩部分構成,該部分用來連接弦的兩端使弦穩固。
2.穩固琴弦的零件。
(1)弦軸。
弦軸固定在弦軸板上,用於調整琴弦的鬆緊程度,調整琴弦振動的頻率從而改變音高。因此,弦軸的穩固對於保持琴弦穩定的張力有非常重要的作用。
弦軸采用優質碳素鋼,直徑在6.7~7.4毫米之間,弦軸外露部分的四棱錐體錐度為1:1〇~1:7.5,弦軸與弦軸孔的過盈配合尺寸為1.3~1.5毫米,具體尺寸的配合情況還應考慮弦軸板結構等因素。
(2)壓弦條與撥釘。
壓弦條是斷麵呈半圓形的電鍍鋼條,由螺釘將其固定在弦軸下方,作用是固定中髙音區琴弦,放置琴弦在弦枕上滑動而造成能量損失。調整螺絲鬆緊決定了壓弦條與弦枕之間琴弦的曲折角度。中高音區壓弦條與弦枕所形成的角度為12°~15°。低音區用撥釘來穩固琴弦。
(3)弦枕。
弦枕是用來固定琴弦的條狀支撐物。弦枕的形式有兩種,通常是直接澆築在鐵支架上的弦枕條,還有一種可以調節的壓弦鈕形式。弦枕使琴弦形成15°左右的角度,從而起到穩定琴弦的效果。
(4)弦碼釘。
弦碼釘又稱別弦釘,縱向成對並以相反的方向斜插在高、低音弦碼與碼橋上,用於穩固琴弦。
(5)掛弦釘。
掛弦釘位於琴弦低端,穩固在鐵支架上。琴弦與掛弦釘之間也存在角度,一般在0.5°~2°,它的作用與弦枕類似,都是為了使琴弦緊繃,且牢固地貼在支撐物上。
(6)琴弦的雙泛音結構形式。
雙泛音結構由鐵支架、弦軸、琴弦、碼釘、壓弦條、弦枕、掛弦釘構成,將一組壓弦條設計在與有效弦長成1:2關係的位置上,即可同時激發出比基頻高八度的一泛音;二組壓弦條在與有效弦長成1:3關係的位置上,即可同時激發出比基頻高三度的四泛音,這一係列泛音的產生,豐富了高音區音色。