اختراعات واكتشافاتالعلوم

قصة اختراع الدراجة النارية

اقرأ في هذا المقال
  • ما هي قصة اختراع الدراجة النارية؟
  • مساهمة المخترعين في تصميم الدراجات النارية
  • التطوير المستمر في اختراع الدراجات النارية
  • مواصفات الدرجات النارية؟
  • معايير انبعاثات ماسورة العادم للدراجات النارية

الدراجة النارية مثلها كباقي الاختراعات، فقد تطور اختراع وتصميم الدراجة النارية على مجموعة من المراحل المختلفة في فترات زمنية مختلفة، من غير مخترع واحد فقد ساهم في اختراع الدراجة النارية مجموعة من المخترعين العظماء، الإصدارات المبكرة من الدراجة النارية هي في الحقيقة نتيجة جهود الكثير من المخترعين، وأكثرهم في أوروبا وذلك في القرن التاسع عشر.

ما هي قصة اختراع الدراجة النارية؟

الدراجة النارية، أي المركبة ذات العجلتين، أو الأقل شيوعًا وهي ذات (3) عجلات، وعادةً ما يتم دفعها من خلال محركات الاحتراق داخلية، فقد ابتكر اختراع الدراجة النارية الدراجة ذاتية الدفع، كان أول تصميم تجاري عبارةً عن عربة بثلاث عجلات بناها إدوارد بتلر في بريطانيا العظمى عام 1884م، استخدمت محرك بنزين أفقي أحادي الأسطوانة مركب بين عجلتين أماميتين قابلتين للتوجيه ومتصل بواسطة سلسلة دفع بالعجلة الخلفية، بحلول عام 1900م، كان العديد من المصنّعين يقومون بتحويل الدراجات، أو دورات الدواسة، كما يطلق عليها أحيانًا عن طريق إضافة محركات اشتعال شرارة صغيرة مركّبة مركزيًا.

أدّت الحاجة إلى إنشاءات موثوقة إلى اختبارات تجريبية للدراجات النارية على الطرق والمنافسة بين الشركات المصنعة، أقيمت سباقات الدراجات النارية الأصلية في الكأس السياحية عام 1907م باعتبارها سباقات موثوقية أو تحمل، لقد كانت مثل هذه الأحداث بمثابة أرض إثبات للعديد من الأفكار الجديدة بدءًا من التصميمات المبكرة للدورة ثنائية الشوط إلى المحركات فائقة الشحن متعددة الصدمات المركبة على هيكل السيارة الديناميكي الهوائي المعزز بألياف الكربون.

مساهمة المخترعين في تصميم الدراجات النارية:

أول من اخترع دراجات تعمل بالبخار هو الأمريكي سيلفستر هوارد روبر (1823م – 1896م)، دراجة ذات أسطوانتين تعملان بالبخار في عام 1867م، تعد السرعة شكل مبكر من الدراجة حيث يتم ربط الدواسات بالعجلة الأمامية، يمكن اعتبار اختراع روبر أول دراجة نارية لتشمل محرك بخاري يعمل بالفحم، في عام 1896م في نفس الوقت تقريبًا الذي قدم فيه روبر محركه البخاري، قام الفرنسي إرنست ميشو بإرفاق محرك بخاري بمسار اخترعه والده الحداد بيير ميشو، تم إطلاق نسخته بواسطة الكحول ومحركات الحزام المزدوجة التي تعمل على تشغيل العجلة الأمامية.

في عام 1881م، طور المخترع لوسيوس كوبلاند من فينيكس بولاية أريزونا غلاية بخار أصغر يمكنها دفع العجلة الخلفية للدراجة بسرعة مذهلة تبلغ 12 ميلاً في الساعة، في عام 1887م، شكلت كوبلاند شركة تصنيع لإنتاج أول ما يسمّى بـ “Moto-Cycle”، على الرغم من أنّها كانت في الواقع أداة بثلاث عجلات، فهي أول دراجة نارية تعمل بالغاز على مدى السنوات العشر التالية، ظهرت العشرات من التصميمات المختلفة للدراجات ذاتية الدفع، ولكن من المسلم به على نطاق واسع أنّ أول من استخدم محرك احتراق داخلي يعمل بالبنزين هو إنشاء الألماني جوتليب دايملر وشريكه فيلهلم مايباخ، الذي طور البترول.

عام 1885م استخدم جوتليب دايملر محركًا جديدًا اخترعه المهندس نيكولاس أوتو، كان أوتو قد اخترع أول “محرك احتراق داخلي رباعي الأشواط” في عام 1876م، وأطلق عليه اسم “محرك أوتو سيكل” بمجرد أن أكمل محركه، قام دايملر (موظف سابق في أوتو) ببنائه في دراجة نارية، كان دايملر مبتكرًا رائعًا واستمر في تجربة محركات البنزين للقوارب، وأصبح أيضًا رائدًا في مجال تصنيع السيارات التجارية، أصبحت الشركة التي تحمل اسمه في نهاية المطاف (Daimler Benz) وهي الشركة التي تطورت في الشركة التي نعرفها الآن باسم (Mercedes-Benz).

التطوير المستمر في اختراع الدراجات النارية:

منذ أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر فصاعدًا، ظهرت عشرات الشركات الإضافية لإنتاج “دراجات” ذاتية الدفع، أولاً في ألمانيا بوريطانيا ولكن سرعان ما انتشرت إلى الولايات المتحدة، في عام 1894م، أصبحت الشركة الألمانية (Hildebrand & Wolfmüller)، أول من أنشأ مصنعًا لخطوط الإنتاج لتصنيع المركبات، والذي أطلق عليه الآن للمرة الأولى “الدراجات النارية”، في الولايات المتحدة تم تصنيع أول دراجة نارية من قبل مصنع تشارلز ميتز، لا يمكن أن ينتهي أي نقاش حول تاريخ الدراجات النارية دون ذكر أشهر مصنع أمريكي، هارلي ديفيدسون.

غالبًا ما انتقل العديد من مخترعي القرن التاسع عشر الذين عملوا على الدراجات النارية المبكرة إلى اختراعات أخرى، دايملر وروبر، على سبيل المثال استمر كلاهما في تطوير السيارات والمركبات الأخرى، ومع ذلك استمر بعض المخترعين، بما في ذلك ويليام هارلي والأخوين ديفيدسون، في تطوير الدراجات النارية، وكان من بين الشركات المنافسة شركات ناشئة جديدة، مثل (Excelsior وIndian وPierce وMerkel وSchickel وThor).

في عام 1903م، أطلق ويليام هارلي وأصدقائه آرثر ووالتر ديفيدسون شركة هارلي ديفيدسون للسيارات، كانت الدراجة ذات محرك عالي الجودة، بحيث يمكنها إثبات نفسها في السباقات، على الرغم من أنّ الشركة خططت في البداية لتصنيعها وتسويقها كوسيلة نقل، باع ميرشانت سي إتش لانج أول سيارة هارلي ديفيدسون وتم توزيعها رسميًا في شيكاغو.

مواصفات الدرجات النارية؟

يتم إنتاج الدراجات النارية بمحركات ثنائية الشوط وأربعة أشواط وما يصل إلى أربع أسطوانات، يتم تبريد معظمها بالهواء، على الرغم من أنّ القليل منها يتم تبريده بالماء، تقتصر المحركات بشكل عام على عمليات إزاحة تبلغ حوالي 1800 سم مكعب، أصغر التصميمات التي يطلق عليها اسم الدراجات البخارية (من “دواسة المحرك”)، لديها محركات صغيرة جدًا (50 سم مكعب) مع اقتصادات وقود تصل إلى 2.4 لتر لكل 100 كيلومتر (100 ميل لكل جالون)، لا يُسمح بمثل هذه الوحدات على الطرق العامة ذات الوصول المحدود بسبب قدرتها على السرعة المنخفضة.

ومن أجل زيادة سعة الطاقة وإزاحة المحرك، فإنّ التصنيفات الخمسة الأخرى هي دراجات الأطفال، دراجات المسار، دراجات الطرق، الدراجات السياحية ودراجات السباق، تُعرف فئة فرعية من دراجات السباق باسم (superbikes) هذه هي الدراجات البخارية التي تزيح أكثر من 900 سم مكعب، ويتم فيها إمالة المقعد للأمام بحيث ينحني الراكب فوق الإطار، مما يخلق مظهرًا أكثر ديناميكية، غالبًا ما يكون إطار الدراجة النارية من الفولاذ، وعادةًَ ما يكون مزيجًا من الأنابيب والألواح، تكون العجلات عمومًا من الألمنيوم أو الفولاذ مع مكابح.

على الرغم من استخدام بعض العجلات المصبوبة، يتم استخدام أجزاء الجرافيت والمركب والمغنيسيوم بشكل متزايد بسبب خصائصها العالية من حيث القوة إلى الوزن، الإطارات مشابهة لتلك المستخدمة في السيارات ولكنها أصغر حجمًا ومستديرة للسماح بالانحناء لخفض مركز الثقل في الدوران دون فقد الجر، يعمل التأثير الجيروسكوبي لعجلات الدراجات النارية التي تدور بسرعة عالية على تحسين الثبات والقدرة على الانعطاف بشكل كبير، يُعتبر القصور الذاتي وهندسة التوجيه من العوامل المهمة أيضًا، يتم توفير تعليق العجلات الأمامية بواسطة نوابض لولبية على شوكة تلسكوبية.

غالبًا ما يتم تثبيت نوابض العجلات الخلفية على ماصات صدمات مماثلة لتلك المستخدمة في السيارات، يكون ناقل الحركة على الدراجات النارية عادةً من أربع إلى ست سرعات، على الرغم من أنّ الدراجات الصغيرة قد لا تزيد عن سرعتين، تنتقل الطاقة عادةً إلى عجلات العجلة المسننة بواسطة سلسلة، وعلى الرغم من استخدام أحزمة أو أعمدة في بعض الأحيان، يتم تشغيل القابض والخانق، اللذين يتحكمان في سرعة المحرك.

إنّ تشغيل القابض والمحرك يكون بواسطة أدوات تحكم من النوع الملتوي على مقابض اليد، يتم التحكم في فرامل العجلات الأمامية بواسطة رافعة بالقرب من المقبض؛ يتم تعشيق فرامل العجلات الخلفية بواسطة دواسة القدم، باستثناء الآلات الصغيرة جدًا، تكون الفرامل الأمامية عادةً من نوع القرص الهيدروليكي، وقد تكون الفرامل الخلفية قرصية أو أسطوانة، تم استبدال مشغل الركلة في الغالب بمشغل كهربائي يعمل بالضغط.

معايير انبعاثات ماسورة العادم للدراجات النارية:

يستمر تعزيز معايير انبعاثات ماسورة العادم للدراجات النارية، في عام 1980 م، نظمت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) لأول مرة انبعاثات الهيدروكربونات الجديدة للدراجات النارية، مما تطلب من الدراجات النارية أن تصدر أقل من (5.0) جرام لكل كيلومتر (0.3 أونصة لكل ميل) من القيادة على الطرق السريعة، فرضت كاليفورنيا والاتحاد الأوروبي قيودًا أكثر صرامة على الهيدروكربونات وأضافت قيودًا على أكاسيد النيتريك وأول أكسيد الكربون، في عام 2006م اقتصرت الانبعاثات من الدراجات النارية الجديدة المباعة في الولايات المتحدة على (1.4) جرام من الهيدروكربونات و(12.0) جرام من أول أكسيد الكربون لكل كيلومتر.

خفضت وكالة حماية البيئة الحد الأقصى للانبعاثات المجمعة للهيدروكربونات وأكاسيد النيتريك إلى (0.8) جرام في عام 2010م، وخفض الاتحاد الأوروبي الانبعاثات من الدراجات النارية الجديدة في عام 2004م، إلى (1.0) جرام من الهيدروكربونات و(0.3) جرام من أكاسيد النيتريك و(5.5) جرام من أول أكسيد الكربون لكل كيلومتر؛ في عام 2007م، تم تخفيض هذه المستويات إلى (0.3) جرام من الهيدروكربونات و(0.15) جرام من أكاسيد النيتريك و(2.0) جرام من أول أكسيد الكربون لكل كيلومتر.

قام الاتحاد الأوروبي بتخفيض إضافي للانبعاثات في عام 2016م إلى (0.17) جرام من الهيدروكربونات و(0.09) جرام من أكاسيد النيتريك و(1.14) جرام من أول أكسيد الكربون، مع تقليل إضافي إلى (0.1) جرام من الهيدروكربونات و(0.06) جرام من أكاسيد النيتريك وجرام من أول أكسيد الكربون المخطط لعام 2020م، على الرغم من عدم خفض حدود الولايات المتحدة لأول أكسيد الكربون بموجب القانون، فإنّ التخفيضات المطلوبة في الملوثات الأخرى خفضت فعليًا انبعاثات أول أكسيد الكربون في الواقع، من أجل تلبية “لوائح الهواء النظيف” قام المصنعون بتركيب محولات حفازة أكثر تطوراً وأنظمة حقن الوقود.

المصدر
كتاب موسوعة الاختراعات والاكتشافات العلمية، أماني الشافعيكتاب الاكتشافات العلمية، محمد رفعتكتاب الاختراعات، لايونيل بيندركتاب اختراعات واكتشافات وعلماء،كلود بريزنسكي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى