السيارة

السيارة هي مركبة آلية تتكون من مجموعة من الأجزاءالميكانيكية تعمل كل هذه الأجزاء بصورة متناسقة بحيث تؤدي إلى تحريك هذه المركبة، وتعتبر السيارة من وسائل النقل الأكثر انتشارا في عصرنا الحالي.
السيارات تنقسم إلى عدة أنواع منها السيارات الصغيرة الخاصة، وأكثرها يمتلكه الأشخاص العاديين ويستعملونها للذهاب إلى العمل أو تنقل العائلة من مكان إلى آخر وللقيام بالرحلات. ومنها الحافلات الكبيرة التي تستخدم لنقل الركاب وهي من وسائل النقل العام المنتشرة في جميع البلاد. ومنها الكبيرة، الشاحنات التي تستعمل لنقل البضائع، وهي بذلك تعتبر العنصر الأساسي في الدول الصناعية في دفع عجلة الاقتصاد إلى الامام جنبا غلى جنب إلى السكة الحديد.
تعمل السيارة على المحرك، أول انتشار للسيارات كان في أوئل القرن الثامن عشر ولكن الاكتشاف الحقيقي للسيارة يعود إلى أواخر القرن السابع عشر ميلادي حينما صنع جوزيف نيكولاس كونيو أول نموذج لسيارة تعمل بالمحرك سنة 1769 ميلادي.
السيارات هي مركبات تتحرك علي عجلات حاملة المحرك الخاص بها تستخدم لنقل الركاب أو البضائع، ومنها ما يستخدم في المناجم لنقل المعادن الخام. وجرى العرف على أن السيارات لا يدخل من ضمنها ما يسير على قضبان. معظم التعريفات لهذا المصطلح تحدد أن السيارات مصممة للتحرك علي الطرق المجهزة (المسفلتة), وبها أماكن لجلوس من شخص لسبع أشخاص، وفي العادة تسير علي أربع عجلات. ثم تغيرت النظرة إليها وأصبحت السيارة في العرف الحالي هي المبنية لنقل الركاب وليس البضائع.
في عام 2002, كان هناك 590 مليون سيارة ركاب في العالم (أي سيارة لكل إحدى عشر شخصاً تقريباً), منها 140 مليون في الولايات المتحدة (أي سيارة لكل شخصين تقريباً). وتنطبق هذه النسبة أيضا عاى دول أوروبا الغربية.

تاريخ

اخترع طارق المطيري سيارة تعمل بمحرك جازولين أوتّو في ألمانيا في عام 1885. وسجل بنز براءة اختراع هذه السيارة في 29 يناير 1886 في مدينة مانهايم. رغم أن الفضل يرجع لبنز في اختراع السيارة الحديثة إلا أن عدة مهندسون ألمان آخرون كانوا يعملون على بناء سيارات في نفس ذلك الوقت. في شتوتجارت عام 1886, سجل جوتليب دايملر وويلهلم مايباخ براءة اختراع أول دراجة بخارية والتي بنيت وجربت في عام 1885. وفي عام 1886 حول الثنائي عربة تجرها الأحصنة. في عام 1870 جمّع المخترع الألماني النمساوي سيجفريد ماركوس عربة يد بمحرك إلا أن هذه المركبة لم تتعدى المرحلة التجريبية...


سيارة كونيوت

سيارة كونيوت البخارية، عام 1769.
تعتبر سيارة كونيوت التي اخترعها عام 1769 من أوائل السيارات في التاريخ وكانت تعمل بالبخار. كان كونيوت مهندسا في الجيش الفرنسي وقام باختراعها من أجل جر العتاد الثقيل للجيش وعلي الأخص المدافع.والسيارة ذات ثلاثة عجلات وكان الموتور يعمل باسطوانتين، وكانت مكابس الاسطوانتين موصولتين بالعجلة الأمامية بواسطة أسطوانة دبرياج (ناقل حركة) عاري بدون غطاء. وما يُعروف عن تلك السيارة أن سرعتها وصلت بين 3 و 5و4 كيلومتر / ساعة. وكانت صعبة التوجيه بسبب ثقل غلاية الماء وثقل السيارة عموما. وانتهت بحدوث حادث اصتدام مع جدار المعسكر أثناء إحدى استعراضاتها. وتوجد السيارة الأصلية الآن بالمتحف القومي للفنون والصناعة، بباريس.


أنواع وقود جديدة للمحرك

صورة متحركة تمثل 4 ضربات لمحرك احتراق داخلي: 1- سحب رذاذ الوقود والهواء. 2- ضغط المخلوط. 3- إشعال. 4- إخراج العادم
قد تعمل أنواع جديدة من الوقود للمحركات المعتادة للسيارات على تخفيض الاعتماد على الوقود المستخرج من النفط، وتخفيض كمية الغازات الضارة بالبيئة، وتقليل مشكلة الانحباس الحراري. ولذلك يعمل صانعوا السيارات على ابتكار أنواع جديدة من الوقود، ولا يزال ما توصلوا إليه حتي الآن يجد متسعا لتحسين الأداء ورفع الكفاءة الحرارية.
وتتطلب أنواع الوقود الجديدة تكنولوجيا جديدة توافق بين الآلة والوقود. ويشمل ذلك سبل الإمداد بالوقود ونوع المحرك، وكذلك استعدادات السلامة.
محرك يعمل بالهيدروجين
يفتح استخدام الهيدروجين كوقود لمحرك السيارة مجالا واسعا حيث يتميز بقابلية عالية للاشتعال وفي نفس الوقت له رقم أوكتان عال. إلا أن تخزين الهيدروجين يعتبر من المشاكل التي تحتاج الاهتمام والحل. وتخزين الهيدروجين في الحالة السائلة ضرورية من وجهة توسيع مسافة مداه، إلا أنه لا يحتمل توقف السيارة وعدم استعمالها لمدة طويلة، إذ أن فقد حرارة تبريد السائل أثناء التوقف الطويل وعدم استعمال السيارة يؤدي إلى رفع الضغط في خزان الهيدروجين.
الديزل الحيوي
تعرض في الأسواق كميات كبيرة من الديزل الحيوي. إلا أنه يكون مخلوطا بأنواع وقود أخرى. ورغم أن التكنولوجيا الجديدة لبخ الوقود داخل المحرك بضغط عال وتوفر معدات أنظمة الضغط ق تسمح بتشغيل السيارة بوقود 100 % ديزل حيوي، إلا أن المُصنع يصر على أن تكون نسبته في حدود بين 10 % و 20 %، حيث تظهر أحيانا صعوبات لطلمبة ضخ الديزل. ويمكن أن يُضبط تخفيف الديزل أتوماتيكيا. كما توجد مرشحات مناسبة لاستعمال الديزل الحيوي.
محرك يعمل بالكحول
في تلك الأنواع من الموتورات غالبا ما تستخدم إضافات من كحول الإيثانول. وعلى الأخص تلك الأنظمة ذات الحقن المتعدد يمكن تشغيلها بمخلوط يحتوي على 20 % إيثانول (E20)، كما توجد سيارات يمكنها استخدام أنواعا متعددة من الوقود الكحولى والبنزين، وتعمل عادة بمخلوط من الإيثانول بنسبة 85 % و 15 % بنزين سوبر ويسمى المخلوط E85، كما يمكنها العمل أيضا بالبنزين فقط. وتوجد محركات ترتفع كفاءتها بنسبة 20 % عندما تستخدم الوقود الكحولي E85 بدلا من البنزين. وتعمل بعض مصانع السيارات حاليا على تطوير أجهزة للتحكم يكون في وسعها تشغيل المحرك بخلط الكحول عند تركيبها للمحركات المعتادة.
سيارات تعمل بالغاز الطبيعي
يستعمل الغاز الطبيعي كوقود للسيارات ويسهل استعماله فيها عن استخدام الهيدروجين، وهو مستحب لرخص ثمنه وقلة ما يبعثة من غازات في المدن. وتقترب صلاحيته لتشغيل المحركات التي تعمل بالديزل، أما استخدامه لمحركات البنزين فلا يزال يحتاج إلى بعض الوقت لمواءمة تلك المحركات للغاز، وهو يعد باستهلاك أقل للوقود. ويُكتسب الغاز الطبيعي بطريق حفر الآبار كما يُستخرج البترول ويعتبر من الوقود الأحفوري. وينتج عن احتراقة نحو 25 % أقل من ثاني أكسيد الكربون وتقل أيضا الغازات الضارة. وهو يُعتبر وقودا مرحليا إلى حين تعميم استخدام الهيدروجين والغاز الحيوي.
وق استطاعت كوريا الجنوبية تشغيل 77 % من حافلات العاصمة سول بالغاز الطبيعي المضغوط بدلا عن استخدام الديزل حتى أوائل عام 2009، كما تبغي إتمام التحول الكامل بنسبة 100 % في عام 2010.
سيارات تعمل بالغاز النفطي المسال
يُعرف الغاز المسال أنه غاز يصبح سائلا تحت ضغط خفيف. وهي مركبات كيميائية ذات سلسلة مفتوحة مثل البروبان والبوتان أو مركبات الإيثر مثل الديميثيل إيثر (DME). ويمكن استخدام الغاز المسال في العربات التي تعمل بالبنزين، ويسهل تركيب الأجهزة الإضافية لكي تعمل العربة بالغاز السائل بدلا عن البنزين. ويُسهل الضغط الخفيف الذي تحتاجة تصميم وتشكيل خزان الوقود، فيمكن أن يكون بشكل اسطواني ذو ارتفاع قليل بحيث يمكن تثبيته في مكان العجلة الإحطياطية فتحتفظ العربة بخزان البنزين في نفس الوقت. وبالمقارنة بالعربات التي تعمل بالميثان ومشتقاته مثل الديميثيل إيثر DME فنسبة إخراج الغاز المسال لثاني أكسيد الكربون تقل بنسبة 10 - 15 % عما تنتجه العربات التي تعتمد على البنزين. ويُستخرج الميثان مباشرة من الغاز الحيوي أو غاز الخشب. بينما تستخرج البوتان والبروبان من تكرير البترول كنواتج جانبية لعملية إنتاج البنزين. وعلى ذلك فيعتبر الغاز المسال أيضا من مصادر الطاقة المحدودة، إلا أن إنتاجه لا يحتاج إلى النفط. ويمكن القول بأن الغاز المسال هو أحد المنتجات الإضافية التي تُستخلص أثناء إنتاج البنزين وزيت الديزل.
محركات تعمل بزيوت نباتية
يقترب استعمال الزيوت النباتية اقترابا شديدا من استعمال زيت الديزل لتشغيل المحركات. ويستحق استعمال الزيوت النباتية التطبيق خصوصا في البلاد الزراعية ذات الأراضي الواسعة والتي تتمتع بسطوع الشمس فيها.

سيارة كهربائية

صنعت أول سيارة تعمل بالكهرباءعام 1832 وسبقت سيارات الاحتراق الداخلي بنحو سبعين عاما. وكانت تعتبر السيارة الكهربائية متفوقة على سيارة الاحتراق الداخلي من جهة انخفاض صوت محركها. ثم عمل ما تبع ذلك في تطور للسيارتين على تفوق سيارة الاحتراق الداخلي لسببين. أولهما : التفوق في قطع المسافات الطويلة، وثانيا: انخفاض وزن كمية الوقود مثل البنزن أو الديزل عن وزن بطارية ثقيلة لقطع مسافة معقولة. وكان على تطوير السيارة الكهربائية الإنتظار حتى يومنا هذا للحاق بالسيارة التي تعمل بالبنزين.
وبعض السيارات الاختبارية التي صنعت بعد عام 2000 استطاعت السير بسرعات تبلغ 210 كيلومتر في الساعة، وأخرى تستطيع السير مسافة 400 كيلومتر. ولكنها تجريبية ولا تصلح للاستعمال الشخصي العادي نظرا لارتفاع ثمنها وثقل بطاريتها. كما أن إعادة شحن مركم تلك السيارة يستغرق 8 ساعات، وهذا وقت طويل.
وبدأت بعض شركات السيارات العالمية في إنتاج السيارة الكهربائية بعد عام 2005 وعرضها للبيع، إلا أن بطاريتها لا زالت مرتفعة السعر. ويمكن تصور ذلك أن بطارية السيارة الكهربائية من نوع بطارية الليثيوم -أيون تعادل نحو 6000 بطارية من النوع الذي نستخدمه في المحمول. وتشجع كثير من الحكومات في الولايات المتحدة الأمريكية واليابان و ألمانيا و فرنسا الشركات الصناعية والجامعات على تطوير مراكم السيارة الكهربائية، وتدعم الحكومات شركات السيارات بمليارات الدولارات لتشجيعها على تكثيف الجهود على هذا السبيل، وتخصص أوروبا ملايين اليورو لاجراء الابحاث في الجامعات لتطوير تقنية البطاريات الجديدة.
تدعم الولايات المتحدة الأمريكية شركات صناعة السيارات بنحو 2 مليار دولار لتحسين مراكم السيارات.
تدعم حكومة ألمانيا شركات السيارات الألمانية بنحو 5 مليارات يورو لتحسين مراكم السيارات، وإنتاج سيارات أكثر ملاءمة للبيئة وخفض كمية العوادم الضارة. وغرض برنامج التطوير الموضوع عام 2009 أن تتطور صناعة السيارات الكهربائية في ألمانيا، وأن يكون في ألمانيا نحو مليون سيارة من هذا النوع حتي عام 2020.
والصين لها مشروع كبير في هذا المضمار. فالصين وقد فاتها صناعة السيارات المعتادة لمدة تبلغ نحو قرن من الزمان بالنسبة للعالم الغربي واليابان، إلا أنها تعمل الآن على اختصار هذا الوقت والدخول مباشرة في مجال أنتاج البطاريات الكهربائية التي يمكن إعادة شحنها، وقد حازت على التفوق في ذلك في مجال مراكم المحمول.
وستبدأ الصين ابتداء من عام2010 في إنتاج السيارة الكهربائية بالاشتراك مع إحدي شركات السيارات الأمريكية وعرضها في السوق. وتعمل الصين على الأخذ بالتكنولوجيا المتطورة وتطويعها للاستخدام داخلها. وتتميز الصين بانخفاض أجور اليد العاملة، وقدرتها على المنافسة في السوق العالمي كبيرة. يضاف إلى ذلك السوق الداخلي الجبار، وكثير من الصينيين يطمع في الحصول على سيارة حيث يرتفع المستوى المعيشي في الصين ارتفاعا سنويا كبيرا. وتحاول الصين أن تكون رائدة في مجال السيارة الكهربائية لبيعها في الداخل أيضا من أجل خفض استهلاك منتجات النفط وتخفيض اعتمادها على استيراد النفط من الخارج، وكذلك تخفيض وطأة التطور الصناعي السريع على ما يسببه من تأثيرات ضارة على البيئة.
في عام 2010 بدأت السلطات في ألمانيا تجهيز برنامجا لاختبار السيارات الكهربائية، حيث بدأت عدة مصالح حكومية وبعض الشركات الكبيرة استيراد سيارات من هذا النوع. ومن المشكلات العالقة مشكلة تأمين المستخدم للسيارة من الجهد الكهربي العالي اللازم لتسيير السيارة، حيث تحتاح إلى جهد كهربائي يبلغ نحو 650 فولط. كذلك لا بد من اختبار البطارية الثقيلة التي تبلع نحو 120 كيلوجرام للسيارة الصغيرة في حالة حوادث الاصتدام، وأن لا تكون سببا لاشتعال السيارة.
ومن وجهة أخرى، فإن إعادة شحن السيارة بالكهرباء المولدة بالفحم والبترول لن توفر على البيئة تراكم ثاني أكسيد الكربون في الجو، وذلك يأن إنتاج 20 كيلوواط ساعي من الكهرباء في محطة توليد كهرباء تنتج 120 جرام من ثاني أكسي الكربون لكل كسلومتر تسيره السيارة. لذلك فمن مصلحة البيئة أن يكون إنتاج الكهرباء بطريقة خالية من تولد ثاني أكسيد الكربون. أي بالطاقة المستدامة و[[طاقة نووية|بالطاقة النووي].

سياسة تقليل الاستهلاك

قرر الاتحاد الأوروبي خفض استهلاك السيارات للبنزين والديزل حتي عام 2020 بحيث لا يزيد عن 95 جرام من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلومتر، وهذا يعني استهلاك 4 لتر من الوقود لكل 100 كيلومتر. وتعمل شركات إنتاج السيارات في أوروبا على تطوير المحركات والوصول إلى ذلك الحد بالاستعانة أيضا بسيارات الهجين نظرا لصعوبة الوصول إلى ذلك الحد عن طريق خفض استهلاك المحركات وحده. وقد قررت السياسة الأوروبية اتخاذ ذلك المنهج لخفض إصدارات ثاني أكسيد الكربون بالنسبة للسيارات.ويُعتقد أن الولايات المتحدة الأمريكية والصين سوف تتبعان هذا الطريق في المستقبل. وستكون شركات السيارات الاوروبية رائدة في ذلك المضمار.
وقد استطاعت شركات السيارات في أوروبا خفض استهلاك السيارات بين عام 1995 و 2008 بنسبة 25 %.