هيكل دراجة نارية

في أوروبا والولايات المتحدة، كانت الأنابيب الفولاذية هي المادة الأساسية حتى وقت قريب. وقد استخدمت جميع الشركات المصنعة الكبرى (AJS، Ariel، BSA، Matchless، Norton، Sunbeam، Triumph، Velocette، BMW، DKW، Ducati، Moto-Guzzi، Harley-Davidson، وIndian) الأنابيب الفولاذية.

أمثلة

• إطار سرير نورتون ذو الريش
• معظم دراجات دوكاتي النارية
• هوندا CB750

بخلاف التطور الذي شهدناه في إطارات الدراجات الهوائية حيث تم استبدال الإطارات الفولاذية الأنبوبية بإطارات ملحومة من أنابيب ألومنيوم مستديرة أو بيضاوية الشكل، فإن الألومنيوم في إطارات الدراجات النارية يتم لحامه بشكل حصري تقريبًا بأشكال أكثر زاوية، وغالبًا ما يشكل إطارًا أحادي الهيكل.

أمثلة

• هوندا VFR750
• ياماها YZF-R1

في عام 1983، أنتجت شركة أرمسترونغ للدراجات النارية دراجة نارية من طراز غراند بريكس بسعة 250 سم مكعب ، مستخدمةً هيكلاً ثورياً من ألياف الكربون . ^{[ 4 ]} وباتباع هذه التقنية المستخدمة في سباقات الفورمولا 1 ، ابتكر مصمما أرمسترونغ، مايك إيتو وباري هارت، أول دراجة نارية بهيكل من ألياف الكربون للمشاركة في سباقات غراند بريكس. ^{[ 4 ]} وفي عام 2020، طرحت دوكاتي دراجة بانيجال V4 سوبرليجيرا، التي تتميز بهيكل وعجلات وذراع تأرجح مصنوعة من ألياف الكربون. ^{[ 5 ]}

أمثلة

• دوكاتي ديسموسيديسي
• MotoCzysz C1
• دوكاتي 1299 سوبرليجيرا (مونوكوكي)
• دوكاتي بانيجال V4 سوبرليجيرا

أمثلة

• 1988 Elf ROC - Honda Elf5- NSR500 500  cc Grand Prix ^{[ 6 ]}
• دوكاتي 1199 سوبرليجيرا (مونوكوكي)

أمثلة

• 1971 تيتانيوم هوسكفارنا إنتر- AMA موتوكروس ^{[ 7 ]}

أمثلة

• يتكون هيكل بيموتا SB8K من عارضتين من سبائك الألومنيوم وألواح من ألياف الكربون
• MV Agusta F4 750 Serie Oro ، المغنيسيوم والألومنيوم
• دراجة Greeves 250DCX Sportsman، مزودة بأنبوب سفلي من سبائك مصبوبة، وإطار فرعي خلفي من الفولاذ الأنبوبي، وعمود فقري شبه أحادي الهيكل.

يُعلق محرك الدراجة النارية من عمود فقري واحد. قد يكون العمود الفقري هيكلاً صلباً.

أمثلة

• هوندا CB92 بينلي
• MZ TS 250
• هوندا سي بي 600 إف هورنت

يتم تثبيت محرك الدراجة النارية في مهد واحد ذي عمود فقري واحد.

أمثلة

• هوندا CG125

يتم تثبيت محرك الدراجة النارية في حامل مزدوج مع عمود فقري واحد وأنبوب سفلي واحد.

أمثلة

• هوندا CB1000
• سوزوكي TS50ER

يُثبّت محرك الدراجة النارية في مكانه داخل حاملين منفصلين. كان إطار نورتون فيذربيد مثالاً كلاسيكياً، لكن العديد من الإطارات "المزدوجة" تحتوي في الواقع على دعامة واحدة أسفل الخزان.

أمثلة

• نورتون مانكس
• سوزوكي TS50X

إطار مزدوج العارضة في دراجة كاواساكي ZX-10R

إطار من عوارض الألمنيوم في دراجة Buell Lightning

يُعرف أيضًا باسم الإطار العارضي أو الإطار المزدوج ، وهو عبارة عن عارضتين تلتفان حول المحرك لربط رأس التوجيه والذراع المتأرجح بأقصر مسافة ممكنة لتحقيق صلابة أفضل. تُصنع العوارض عادةً من المعدن المضغوط (الفولاذ/الألومنيوم). يستخدم الإطار الشبكي نفس المبدأ، ولكنه يستخدم عناصر ملحومة لتشكيل شبكة بدلاً من المعدن المضغوط.

يُنسب إلى أنطونيو كوباس الفضل في ريادة تصميم هيكل الإطار المحيطي المصنوع من الألومنيوم، والذي يُستخدم حاليًا في العديد من دراجات السباق والإنتاج الحديثة. ^{[ 8 ]} في عام 1982، طوّر كوباس هيكلًا ثنائي العارضة مصنوعًا من الألومنيوم، أقوى وأخف وزنًا، ليحل محل هياكل العمود الفقري الفولاذية. ^{[ 8 ]} وقد قلدت كبرى شركات تصنيع الدراجات النارية هذه التقنية، وبحلول تسعينيات القرن الماضي، كانت جميع فرق السباق الرئيسية في منافسات الجائزة الكبرى تستخدم تصميم إطار الألومنيوم الذي ابتكره كوباس. ^{[ 9 ]}

أمثلة

• سيارة دايملر 1885
• هوندا CBR1000RR
• ياماها FZR600
• دوكاتي بانيجال V4

يُصنع الهيكل بالضغط أو التشكيل من صفائح معدنية لتكوين هيكل شبه أحادي من نوع السيارات . ومن أوائل الأمثلة على ذلك دراجة لويس جانوار النارية سعة 965 سم مكعب التي أنتجتها عام 1920، والتي استخدمت الفولاذ المضغوط للهيكل والذراع المتأرجح الخلفي والشوكة الأمامية. قد يكون الهيكل مضغوطًا بالكامل (كما في دراجة آرييل آرو)، أو قد يحتوي فقط على قسم خلفي مضغوط متصل برأس التوجيه بواسطة عمود أنبوبي فولاذي تقليدي (كما في دراجة هوندا سوبر كاب). وتتميز كل من سوبر كاب وآرو بشوكات فولاذية مضغوطة، بدلاً من الشوكات التلسكوبية التقليدية .

أمثلة

• لويس جانوار 1920 965 سم مكعب ثنائي الأسطوانات المسطح ^{[ 10 ]}
• أرييل آرو ^{[ 11 ]}
• هوندا سوبر كوب ^{[ 12 ]}

يُعدّ الهيكل الأحادي أكثر شيوعاً في عالم السيارات، ويتألف من بنية يتم فيها دعم الأحمال من خلال غلافها الخارجي. أما في الدراجات النارية، فيُستخدم هذا الهيكل حصرياً تقريباً في دراجات السباق.

حاول الصناعي والمهندس الفرنسي جورج روي في عشرينيات القرن الماضي تحسين هياكل الدراجات النارية المستوحاة من الدراجات الهوائية، والتي كانت تفتقر إلى الصلابة. وقد حدّ ذلك من قدرتها على المناورة وبالتالي من أدائها. تقدم بطلب للحصول على براءة اختراع عام 1926، وفي معرض باريس للسيارات عام 1929 كشف النقاب عن دراجته النارية الجديدة، ماجستيك 1930 ذات التصميم الفني الزخرفي. حلّ هيكلها الأحادي الجديد المشاكل التي عالجها، وإلى جانب صلابته المحسّنة، فقد أدّى وظيفة مزدوجة، حيث وفّر الهيكل والإطار بعض الحماية من العوامل الجوية. وبالنظر بدقة، يمكن اعتبارها أقرب إلى هيكل شبه أحادي، إذ استخدمت إطارًا فولاذيًا مضغوطًا ذو مقطع صندوقي مع قضيبين جانبيين مثبتين معًا بواسطة عوارض عرضية، بالإضافة إلى ألواح أرضية وحواجز أمامية وخلفية. ^{[ 13 ]}

تم إنتاج دراجة بياتي الخفيفة في خمسينيات القرن الماضي باستخدام هيكل أحادي مجوف مصنوع من صفائح فولاذية ملحومة معًا، حيث تم تركيب المحرك وناقل الحركة من الأسفل. وكان من الممكن إمالة الدراجة على جانبها، مستندةً على ألواح القدم المثبتة بمسامير لتسهيل الوصول إلى الأجزاء الميكانيكية . ^{[ 14 ]}

طوّرت شركة أوسا الإسبانية دراجة نارية بهيكل أحادي (مونوك) لموسم سباقات الجائزة الكبرى للدراجات النارية عام 1967. ^{[ 15 ]} على الرغم من أن دراجة أوسا أحادية الأسطوانة كانت أقل قوة بمقدار 20 حصانًا (15 كيلوواط) من منافسيها، إلا أنها كانت أخف وزنًا بمقدار 20 كيلوغرامًا (45 رطلاً) ، وكان هيكلها الأحادي أكثر صلابة من هياكل الدراجات النارية التقليدية، مما منحها رشاقة فائقة على حلبة السباق. ^{[ 15 ]} فازت أوسا بأربعة سباقات جائزة كبرى بدراجتها ذات الهيكل الأحادي قبل أن يتوفى سائقها إثر حادث تحطم خلال سباق فئة 250 سي سي في جزيرة مان تي تي عام 1970 ، مما دفع مصنع أوسا إلى الانسحاب من منافسات الجائزة الكبرى . ^{[ 15 ]}   

ابتكر مصممون بارزون مثل إريك أوفنشتات ودان هانبرينك تصاميم أحادية الهيكل فريدة من نوعها لسباقات الدراجات النارية في أوائل سبعينيات القرن العشرين. ^{[ 16 ]} فاز بيتر ويليامز بسباق F750 في سباقات جزيرة مان تي تي عام 1973 على متن دراجة جون بلاير سبيشال ذات الهيكل الأحادي، والتي ساهم في تصميمها استنادًا إلى دراجة نورتون كوماندو . ^{[ 17 ] [ 18 ]} كما أجرت هوندا تجارب على دراجة NR500 ، وهي دراجة سباق أحادية الهيكل مخصصة لسباقات الجائزة الكبرى ، عام 1979. ^{[ 19 ]} تميزت الدراجة بميزات مبتكرة أخرى، بما في ذلك محرك ذو أسطوانات بيضاوية الشكل، ولكنها في النهاية واجهت صعوبات مرتبطة بمحاولة تطوير العديد من التقنيات الجديدة في وقت واحد. في عام 1987، طور جون بريتن دراجة Aero-D One، التي تتميز بهيكل أحادي مركب لا يتجاوز وزنه 12 كيلوغرامًا (26 رطلاً) . ^{[ 20 ]}  

استُخدم هيكل أحادي من الألومنيوم لأول مرة في دراجة نارية تُنتج بكميات كبيرة بدءًا من عام 2000 في دراجة كاواساكي ZX-12R ، ^{[ 21 ]} وهي دراجتها الرياضية الرائدة التي صُممت لتكون أسرع دراجة نارية إنتاجية . وقد وصفتها مجلة سايكل وورلد في عام 2000 بأنها "عمود فقري أحادي... عارضة واحدة كبيرة القطر" و"مصنوعة من مزيج من المسبوكات والصفائح المعدنية المختومة". ^{[ 22 ]}

تُوصف إطارات الدراجات المصنوعة من ألياف الكربون المكونة من قطعة واحدة أحيانًا بأنها أحادية الهيكل؛ ومع ذلك، نظرًا لأن معظمها يستخدم مكونات لتشكيل هيكل الإطار (حتى لو تم تشكيله في قطعة واحدة)، ^{[ 23 ]} فهذه إطارات وليست أحادية الهيكل، وتستمر صناعة الدراجات الهوائية في الإشارة إليها باسم مجموعات الإطارات.

أمثلة

• دراجة كاواساكي نينجا ZX-12R موديل 2000
• دراجة كاواساكي نينجا ZX-14 موديل 2006
• دوكاتي 1199 موديل 2012

إذا استخدم إطار "أحادي الهيكل" دعامات إضافية، مثل الأنابيب أو العوارض الطولية، يُطلق عليه بشكل أدق اسم "شبه أحادي الهيكل". ومن الأمثلة على ذلك دراجة بيتر ويليامز من طراز نورتون المخصصة للسباقات ذات الهيكل شبه الأحادي.

يربط الإطار الشبكي رأس التوجيه بمحور ذراع التأرجح مباشرةً قدر الإمكان باستخدام أنابيب معدنية مُرتبة على شكل مثلثات . وباتباع مبادئ العوارض الشبكية ، يُصنع الإطار الشبكي عادةً من قطع أنبوبية معدنية دائرية أو بيضاوية المقطع، تُلحم أو تُلحم معًا. يجب أن يوفر الإطار الشبكي المصمم جيدًا بنية قوية وخفيفة الوزن تُسهل وضع المحرك والمكونات، وتُتيح سهولة الوصول للصيانة. على الرغم من أن بناء الإطار الشبكي يتطلب عملية أكثر تعقيدًا من، على سبيل المثال، إطار العارضة المصنوع من سبيكة معدنية، إلا أنه لا يتطلب سوى قالب بسيط ولحام ماهر. لا يتطلب الإطار الشبكي استثمارًا رأسماليًا كبيرًا، لذا فهو مثالي للطرازات التي قد تُصنع بأعداد قليلة نسبيًا. لهذا السبب، لاقى الإطار الشبكي رواجًا لدى المصنعين الأوروبيين، وخاصةً شركة دوكاتي.

تتميز بعض الدراجات النارية، مثل ياماها TRX850 ، بهياكل هجينة تستخدم سبائك مصبوبة في منطقة محور ذراع التأرجح. وهناك تصميم آخر يتمثل في تعليق المحرك من هيكل شبكي، مع دمج محور ذراع التأرجح في الجزء الخلفي من المحرك.

أمثلة

• معظم دراجات دوكاتي الحديثة
• سوزوكي بانديت 400 موديل 1989
• سوزوكي SV650 الجيل الأول والثالث والرابع
• هوندا VTR250
• دراجة KTM 690 إندورو
• KTM 1290 Super Duke R

في القرن الحادي والعشرين، أدت التطورات، مثل محركات الطاقة العالية التي تُشغل إطارات ذات احتكاك عالٍ ^{[ 36 ]} ومكونات التعليق ذات الأداء المحسن، وخاصة الشوكات الأمامية ^{[ 37 ]،} إلى توفير تصاميم ذات صلابة هيكلية إجمالية مُحسّنة للمستهلكين. ويختلف المحللون حول ما إذا كانت الصلابة الجانبية اللانهائية مرغوبة ^{[ 37 ]} أم أن درجة محدودة من المرونة المدمجة أفضل ^{[ 38 ] [ 39 ] .}