தொகுதி டயர் வடிவமைப்பு கழிவுகளைக் குறைத்து உள்ளமைக்கப்பட்ட சாலை உணரிகளைச் சேர்க்கிறது

மாற்றீட்டிற்குப் பதிலாக மீண்டும் கட்டமைக்கக்கூடிய டயர்

டயர்கள் நுகர்வுப் பொருட்கள். அவை தேய்ந்து, பிடியை இழந்து, இறுதியில் கழிவாக மாறும். பல தசாப்தங்களாக, அடிப்படை கட்டமைப்பு குறிப்பிடத்தக்க அளவில் ஒரே மாதிரியாகவே உள்ளது: ஒரு ரப்பர் உறை மற்றும் டிரெட் ஒரே அலகாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. டிரெட் போய்விட்டால், முழு டயரும் பொதுவாக போய்விடும். மாட்ரிட் கார்லோஸ் III பல்கலைக்கழகத்தின் (UC3M) ஆராய்ச்சியாளர்கள் வேறு ஒரு கருத்தை சோதித்து வருகின்றனர். அவர்களின் தொகுதி டயர் வடிவமைப்பு டிரெட்டை டயரின் மற்ற பகுதிகளிலிருந்து பிரிக்கிறது, அகற்றக்கூடிய சிலிகான் டிரெட் மற்றும் உள்ளமைக்கப்பட்ட உணரிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. திட்டத்தின் கூறப்பட்ட நோக்கங்கள் இரண்டு: கழிவுகளைக் குறைத்தல் மற்றும் சாலை நிலைகளைக் கண்காணித்தல்.

இந்தக் கலவை UC3M கருத்தை வெறும் பொருள் சோதனையாக மட்டும் ஆக்கவில்லை. இது டயரை ஒரு மீள் பயன்பாட்டு தளமாகக் கருதுகிறது, ஒரு முறை பயன்படுத்தி தூக்கி எறியும் பொருளாக அல்ல. டிரெட்டை மாற்றியமைக்க முடிந்தால், மையப் பகுதி பயன்பாட்டில் இருக்கும்போது, முழு டயரையும் அப்புறப்படுத்தும் அதிர்வெண் குறையலாம். டயருக்குள் உள்ள உணரிகள் அதன் கீழே உள்ள சாலையைப் பற்றி தெரிவிக்க முடிந்தால், டயர் ஓட்டுநர் சூழல் பற்றிய தரவின் ஆதாரமாகவும் மாறும்.

தொகுதித்தன்மை சமன்பாட்டை எவ்வாறு மாற்றுகிறது

வழக்கமான டயர் ஒரு ஒருங்கிணைந்த தயாரிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. டிரெட் அகற்றுவதற்கானது அல்ல; அது உடலில் பதப்படுத்தப்படுகிறது. அந்த ஒருங்கிணைப்பு டயர்களுக்கு வலிமை, வெப்ப எதிர்ப்பு மற்றும் ஊகிக்கக்கூடிய கையாளுதலை அளிக்கிறது. டிரெட் தேய்ந்துவிட்டால், கட்டமைப்பின் சில பகுதிகள் இன்னும் திறன் கொண்டிருந்தாலும், முழு கூட்டமைப்பும் ஒரு டயராக அதன் பயனுள்ள வாழ்க்கையின் முடிவை அடைகிறது.

UC3M வடிவமைப்பு டிரெட்டை அகற்றக்கூடியதாக மாற்றுவதன் மூலம் அந்த முறையை உடைக்கிறது. மூலப் பொருள் அகற்றக்கூடிய சிலிகான் டிரெட் கொண்ட ஒரு தொகுதி டயரை விவரிக்கிறது. நடைமுறையில், இது ஒரு இரண்டு-பகுதி அமைப்பைக் குறிக்கிறது: ஒரு நீடித்த மையம் மற்றும் தேய்ந்தால் மாற்றக்கூடிய ஒரு டிரெட் அடுக்கு. மையம் சக்கரத்தில் இருக்கும், டிரெட் மாற்றப்படும். இந்தக் கருத்து சில கனரக மற்றும் வணிக டயர்களில் ஏற்கனவே பயன்படுத்தப்படும் மறுசீரமைப்பு முறையை ஒத்திருக்கிறது, ஆனால் ஒரு தனித்துவமான சிலிகான் டிரெட் உறுப்பைக் குறிப்பிடுவதன் மூலம் தொகுதி தர்க்கத்தை மேலும் முன்னேற்றுகிறது.

சிலிகான் ஏன் குறிப்பிடத்தக்க தேர்வு

சிலிகான் பயணிகள் டயர் டிரெட்களுக்கான இயல்புநிலை பொருள் அல்ல. இது நெகிழ்வானது, வெப்பநிலை வரம்புகளில் நிலையானது, மேலும் வெவ்வேறு மேற்பரப்பு தொடர்புகளுக்கு உருவாக்க முடியும். அந்தப் பண்புகள் அதை அகற்றக்கூடிய டிரெட் அடுக்குக்கு ஒரு சுவாரஸ்யமான வேட்பாளராக ஆக்குகின்றன. UC3M திட்டத்தின் சிலிகான் பயன்பாடு, குழு டயர் உடலிலிருந்து தனித்தனியாக வடிவமைக்கக்கூடிய ஒரு பொருளை ஆராய்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. அந்தப் பிரிப்பு ஒரே மையத்தை வைத்துக்கொண்டு வெவ்வேறு நிலைமைகளுக்கு வெவ்வேறு டிரெட் கலவைகளை அனுமதிக்கும்.

அப்புறப்படுத்துவதற்குப் பதிலாக மாற்றுதல்

கழிவுக் குறைப்பு வாதம் நேரடியாக கட்டமைப்பிலிருந்து பின்பற்றுகிறது. டிரெட் மட்டுமே தூக்கி எறியப்பட்டால், ஒவ்வொரு மாற்று சுழற்சிக்கும் குறைவான பொருள் வீணாகும். பாதுகாப்பு ஆய்வுகளில் தேர்ச்சி பெற்றால், மையம் நீண்ட காலம் சேவையில் இருக்க முடியும். காலப்போக்கில், தேய்ந்த டிரெட்களுடன் தொடர்புடைய டயர் கழிவுகளின் அளவை இது குறைக்கலாம். இது பராமரிப்பு வழக்கங்களையும் மாற்றலாம்: புதிய டயர்களின் முழு தொகுப்பை வாங்குவதற்குப் பதிலாக, ஓட்டுநர்கள் அல்லது வாகனத் தொகுப்பு இயக்குபவர்கள் டிரெட் தொகுதிகளை மாற்றலாம்.

உள்ளமைக்கப்பட்ட உணரிகள் டயரை ஒரு தகவல் ஆதாரமாக மாற்றுகின்றன

UC3M கருத்தின் இரண்டாம் பாதி உணர்தல். வடிவமைப்பில் சாலை நிலைகளைக் கண்காணிக்கும் நோக்கத்துடன் உள்ளமைக்கப்பட்ட உணரிகள் உள்ளன. இது ஒரு டயர் செய்யும் செயலில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம். பாரம்பரியமாக, டயர்கள் செயலற்ற கூறுகள். அவை சக்திகளை கடத்துகின்றன, மேற்பரப்பைப் பிடிக்கின்றன, தாக்கங்களை உறிஞ்சுகின்றன, ஆனால் அவை தரவைத் தெரிவிக்காது. உணரி பொருத்தப்பட்ட டயர் வாகனம் சாலையைச் சந்திக்கும் இடத்தில் சூழலைக் கவனிக்க முடியும்.

சாலை நிலை கண்காணிப்பு பாதுகாப்பு, பராமரிப்பு மற்றும் வழிசெலுத்தலுக்கு முக்கியமானது. மேற்பரப்பு நிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கண்டறியும் டயர் ஒரு வாகனம் சரிசெய்ய, ஓட்டுநரை எச்சரிக்க, அல்லது பரந்த போக்குவரத்து அமைப்புக்கு தகவலை அளிக்க உதவும். UC3M வடிவமைப்பு ஒரு உணரி இணைக்கப்பட்ட டயர் மட்டுமல்ல; உணர்தல் திறன் உள்ளமைக்கப்பட்டதாக விவரிக்கப்படுகிறது. இது உணரிகள் டயரின் கட்டமைப்பின் ஒரு பகுதி அல்லது உற்பத்தியின் போது ஒருங்கிணைக்கப்பட்டவை என்பதைக் குறிக்கிறது.

• டிரெட் தேய்மான கண்காணிப்பு: எவ்வளவு பயன்படுத்தக்கூடிய டிரெட் எஞ்சியுள்ளது என்பதை மதிப்பிட உணரிகள் உதவலாம், அகற்றக்கூடிய அடுக்கின் சரியான நேர மாற்றீட்டை ஆதரிக்கும்.
• மேற்பரப்பு நிலை விழிப்புணர்வு: டயர் உருளும்போது சாலை மேற்பரப்பு பற்றிய தரவைச் சேகரிக்கலாம், ஓட்டுநர் நிலைகளைக் கண்காணிப்பதற்கு பங்களிக்கும்.
• பராமரிப்பு திட்டமிடல்: செயல்திறன் குறைவதற்கு முன்பே சேவையை திட்டமிட வாகனத் தொகுப்புகள் டயர்-நிலை தரவைப் பயன்படுத்தலாம்.
• அமைப்பு-நிலை நுண்ணறிவு: ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சாலை-நிலை தரவு போக்குவரத்து நிறுவனங்கள், வரைபட சேவைகள் அல்லது வாகன பாதுகாப்பு அமைப்புகளுக்கு தெரிவிக்கலாம்.

அந்த சாத்தியக்கூறுகள் உணரிகள் எவ்வாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, தரவு எவ்வாறு அனுப்பப்படுகிறது, மற்றும் ஆயிரக்கணக்கான மைல்களுக்கு மேல் அளவீடுகள் துல்லியமாக இருக்குமா என்பதைப் பொறுத்தது. UC3M அறிவிப்பு அந்த பொறியியல் விவரங்களை வெளிப்படுத்தவில்லை. இருப்பினும், இது நோக்கத்தை நிறுவுகிறது: பொருள் கழிவுகளைக் குறைக்கும் மற்றும் சாலையைக் கவனிக்கும் ஒரு தொகுதி டயர்.

வடிவமைப்பு இலக்காகக் கொள்ளும் கழிவுப் பிரச்சினை

டயர் கழிவு ஒரு நிலையான சுற்றுச்சூழல் சவால். டயர்கள் பெரியதாக, நீடித்ததாக, சிக்கலான பொருள் கலவைகளால் ஆனவை. அவை விரைவாக சிதைவதில்லை, மேலும் அவற்றை மறுசுழற்சி செய்வது கடினம். டயர்கள் சேகரிக்கப்பட்டு பதப்படுத்தப்பட்டாலும், மீட்கப்பட்ட பொருட்கள் பெரும்பாலும் குறைந்த மதிப்புள்ள பயன்பாடுகளுக்குச் செல்கின்றன. எனவே, வாழ்க்கை முடிவை அடையும் முழு டயர்களின் எண்ணிக்கையைக் குறைப்பது ஒரு அர்த்தமுள்ள இலக்காகும்.

ஒரு தொகுதி டயர் அந்த இலக்கை வடிவமைப்பு நிலையில் அணுகுகிறது. தேய்ந்த டயரை எவ்வாறு மிகவும் திறமையாக மறுசுழற்சி செய்வது என்று கேட்பதற்குப் பதிலாக, தேய்ந்த பகுதியை தனிமைப்படுத்த முடியுமா என்று கேட்கிறது. டிரெட்டை அகற்றக்கூடியதாக மாற்றுவதன் மூலம், UC3M கருத்து ஒரு சிறிய நுகர்வு கூறை உருவாக்குகிறது. பெரிய மையம் நீண்ட காலம் வாழும் சொத்தாக மாறுகிறது. இது ஒரு வட்ட பொருளாதார அணுகுமுறை, இதில் தயாரிப்பின் ஒரு பகுதிக்கு அப்புறப்படுத்துதலுக்குப் பதிலாக பராமரிப்பு வருகிறது.

சுற்றுச்சூழல் பயன் பல காரணிகளைப் பொறுத்தது. அகற்றக்கூடிய டிரெட் அதன் உற்பத்தியை நியாயப்படுத்தும் அளவுக்கு நீண்ட காலம் நீடிக்க வேண்டும். மையம் பல டிரெட் மாற்றீடுகளைத் தாங்க வேண்டும். மாற்று செயல்முறை நடைமுறை மற்றும் பாதுகாப்பானதாக இருக்க வேண்டும். அந்த நிபந்தனைகள் நிலைத்தால், வடிவமைப்பு மூலப்பொருள் தேவை மற்றும் கழிவு அளவைக் குறைக்கலாம். அவை இல்லையென்றால், தொகுதித்தன்மை நிகர லாபமின்றி சிக்கலைச் சேர்க்கலாம்.

சோதிக்கப்பட்ட கருத்திலிருந்து சாலைக்குத் தயாரான தயாரிப்பு வரை

திட்ட விவரத்தின்படி, UC3M ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு தொகுதி டயரை வடிவமைத்து சோதித்துள்ளனர். சோதனை ஒரு முக்கியமான மைல்கல், ஏனெனில் இது கருத்தை முற்றிலும் தத்துவார்த்த பயிற்சிக்கு அப்பால் நகர்த்துகிறது. குழு குறைந்தபட்சம் ஒரு வேலை செய்யும் பதிப்பு அல்லது முன்மாதிரியை உருவாக்கி மதிப்பீடு செய்துள்ளது என்பதை இது குறிக்கிறது. ஆனால் ஒரு ஆராய்ச்சி அமைப்பில் சோதனை செய்வது பொதுச் சாலைகளுக்கான ஒரு தயாரிப்பை சரிபார்ப்பதற்கு சமமானதல்ல.

பல கேள்விகள் எஞ்சியுள்ளன. திருப்புதல், பிரேக்கிங் மற்றும் அதிவேக சுமைகளின் கீழ் அகற்றக்கூடிய டிரெட் எவ்வாறு பாதுகாப்பாக இணைக்கப்பட்டிருக்கும்? உள்ளமைக்கப்பட்ட உணரிகள் வெப்பம், அதிர்வு மற்றும் தாக்கத்திலிருந்து எவ்வாறு தப்பிக்கின்றன? உணரி தரவு எவ்வாறு பாதுகாக்கப்பட்டு அனுப்பப்படுகிறது? தேய்மான விகிதம், உருளும் எதிர்ப்பு மற்றும் ஈரமான பிடியில் தொகுதி டயர் வழக்கமான டயர்களுடன் எவ்வாறு ஒப்பிடுகிறது? ஒரு புத்திசாலித்தனமான வடிவமைப்பு வணிக யதார்த்தமாக மாற முடியுமா என்பதை தீர்மானிக்கும் பிரச்சினைகள் இவை.

ஒழுங்குமுறை மற்றொரு தடையாகும். டயர்கள் பாதுகாப்பு-முக்கியமான கூறுகள், சுமை திறன், வேக மதிப்பீடு, நீடித்த தன்மை மற்றும் லேபிளிங்கிற்கான கடுமையான தரநிலைகளுக்கு உட்பட்டவை. அகற்றக்கூடிய டிரெட் மற்றும் உட்பொதிக்கப்பட்ட மின்னணுவியல் கொண்ட ஒரு தொகுதி டயர் அந்த தரநிலைகளை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும் அல்லது மிஞ்ச வேண்டும். இது ஒரு சேவை சூழலையும் தேவைப்படுத்தும்: பயிற்சி பெற்ற தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள், மாற்று டிரெட் இருப்பு மற்றும் ஆய்வு நடைமுறைகள்.

இந்தக் கருத்து போக்குவரத்திற்கு என்ன அர்த்தம்

UC3M அணுகுமுறை முதிர்ச்சியடைந்தால், அதன் தாக்கம் பல போக்குவரத்துத் துறைகளில் பரவலாம். நுகர்வோர் வாகனங்கள் குறைந்த கால டயர் செலவுகள் மற்றும் குறைவான அதிர்வெண் முழு-டயர் மாற்றீட்டிலிருந்து பயனடையலாம். பராமரிப்பை நெருக்கமாகக் கண்காணிக்கும் வணிக வாகனத் தொகுப்புகள், டயர்-நிலை உணரி தரவு மற்றும் தரப்படுத்தப்பட்ட டிரெட் மாற்றங்களிலிருந்து பயனடையலாம். மின்சார மற்றும் தன்னாட்சி வாகனங்கள் தொடர்ச்சியான சாலை-நிலை கண்காணிப்பில் குறிப்பாக ஆர்வமாக இருக்கலாம், ஏனெனில் அந்த தளங்கள் துல்லியமான சுற்றுச்சூழல் விழிப்புணர்வை நம்பியிருக்கின்றன.

சாலை நிறுவனங்கள் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட டயர் உணரி தரவில் மதிப்பைக் காணலாம். ஆயிரக்கணக்கான வாகனங்கள் தொடர்பு இணைப்பிலிருந்து மேற்பரப்பு நிலைகளைப் புகாரளித்தால், போக்குவரத்து மேலாளர்கள் ஆபத்துகளைக் கண்டறிய, பழுதுபார்ப்புகளுக்கு முன்னுரிமை அளிக்க அல்லது எச்சரிக்கைகளை வழங்க முடியும். அந்தத் தொலைநோக்கு லட்சியமானது மற்றும் தரவு உரிமை, தனியுரிமை மற்றும் உள்கட்டமைப்பு பற்றிய கேள்விகளை எழுப்புகிறது. ஆனால் உள்ளமைக்கப்பட்ட உணர்தல் கொண்ட ஒரு டயர் ஒரு சிறிய மேம்பாடு மட்டுமல்ல என்பதை இது விளக்குகிறது.

பெரிய கருத்து: சேவை செய்யக்கூடிய, இணைக்கப்பட்ட கூறுகள்

UC3M தொகுதி டயர் முதிர்ந்த தொழில்நுட்பங்கள் இன்னும் மறுவடிவமைக்கப்படலாம் என்பதை நினைவூட்டுகிறது. டயர்கள் ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இருப்பினும் அவற்றின் அடிப்படை ஒரு முறை பயன்படுத்தி தூக்கி எறியும் தன்மை பெரும்பாலும் மாறாமல் உள்ளது. டிரெட்டை மையத்திலிருந்து பிரித்து உணர்தலைச் சேர்ப்பதன் மூலம், UC3M குழு வேறு ஒரு தயாரிப்பு தர்க்கத்தை ஆராய்கிறது: சேவை செய்யக்கூடிய, பொருள்-திறனுள்ள மற்றும் இணைக்கப்பட்ட கூறுகள்.

அந்த தர்க்கம் பொறியியலில் ஒரு பரந்த போக்கிற்குப் பொருந்துகிறது, அங்கு தயாரிப்புகள் ஒரு முறை பயன்பாட்டு நுகர்வுக்குப் பதிலாக பழுது, கண்காணிப்பு மற்றும் மறுபயன்பாட்டிற்காக வடிவமைக்கப்படுகின்றன. தொகுதி டயர் இன்னும் ஒரு வணிக தயாரிப்பு அல்ல, மேலும் பல தொழில்நுட்ப மற்றும் ஒழுங்குமுறை கேள்விகள் எஞ்சியுள்ளன. ஆனால் ஒரு சோதிக்கப்பட்ட கருத்தாக, இது டயர்கள் உருளுவதை விட அதிகம் செய்யும் ஒரு எதிர்காலத்தை நோக்கிக் காட்டுகிறது. அவை கழிவுகளைக் குறைக்க, விலையுயர்ந்த கூறுகளின் ஆயுளை நீட்டிக்க, மற்றும் அவற்றின் கீழே உள்ள சாலைகள் பற்றிய பயனுள்ள தரவை உருவாக்க உதவலாம்.

இந்தக் கட்டுரை Interesting Engineering இன் செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.