CN100425834C - 电机驱动压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种电机驱动压缩机，其能够使用吸入压缩机的旋转斜盘腔室中的制冷剂来有效地冷却电机，其中电机单元(10)具有安装在电机室(12)中的电机(13)，以使得驱动轴(14)转动，并且压缩机单元(20，120)安装在该电机单元(10)的一侧。压缩机单元(20，120)包括：在其中具有至少一排放腔室(31，131)的前壳体(30，130)；在其中形成有吸入腔室(61，161)和排放腔室(62，162)的后壳体(60，160)，该吸入腔室(61，161)与排放腔室(62，162)隔开，且该后壳体还具有制冷剂排放口(64，164)，该制冷剂排放口形成在一侧以与排放腔室(62，162)连通；缸体，其接合在前壳体(30，130)和后壳体(60，160)之间，并具有多个形成在旋转斜盘腔室(43，143)的两侧的气缸孔(41a和42a，141a和142a)，以及形成在该气缸的一侧处的制冷剂吸入口(44，144)；旋转斜盘(50，150)，其放置在旋转斜盘腔室(43，143)中并与驱动轴(14)和多个双头活塞(51，151)接合，这些双头活塞(51，151)用于与旋转斜盘(50，150)的转动相配合以在气缸孔(41a和42a，141a和142a)内作往复运动；供给装置(17，45，145)，用于将来自旋转斜盘腔室(43，143)的制冷剂部分地供给到电机室(12)中，且部分地供给到后壳体(60，160)的吸入腔室(61，161)中；以及前壳体还具有吸入通道，用于使电机室与气缸孔连通，以使得供应给电机室的制冷剂被吸入到到缸体的气缸孔中。

Description

电机驱动压缩机
技术领域
本发明涉及一种电机驱动压缩机，更具体地，其能够使用被吸入压缩机的旋转斜盘腔室中的制冷剂来有效地冷却电机。
背景技术
在通常用作车辆空调系统的压缩机的旋转斜盘式压缩机中，盘形的旋转斜盘以一倾斜角安装在驱动轴中，以选择地通过电离合器的接合/脱开接收发动机功率或者通过驱动轴从电机直接接收动力以转动，并且多个活塞安装在旋转斜盘的周围且在它们之间插设有滑块(shoe)，以与所述转动配合而在缸体中所形成的多个气缸孔内作线性往复运动，从而制冷剂被从蒸发器吸入、压缩以及朝向冷凝器排放。
现有各种类型的压缩机，总体上分为往复式和旋转式，其中往复式压缩机被分为曲柄式、旋转斜盘式和摇摆板式压缩机，而旋转式压缩机被分为叶片旋转和涡旋式压缩机。某些压缩机因为其可以改变容积而被称为可变容积式压缩机。
另外，还有电机驱动压缩机，它们由作为动力源的电机驱动，并分为涡旋式和旋转斜盘式电机驱动压缩机。
同时，旋转斜盘式压缩机被分为单头旋转斜盘式压缩机和双头旋转斜盘式压缩机，单头旋转斜盘式压缩机由活塞在一侧进行压缩，而双头旋转斜盘式压缩机由活塞在两侧进行压缩。
使用作为动力源的电机的电机驱动压缩机包括具有电机的电机单元和用于压缩制冷剂的压缩机单元。由于装在电机单元中的电机以高速旋转，因此该电机单元被加热，并且该热量产生还成为使电机驱动压缩机的整体性能下降的一个因素。因此，电机驱动压缩机的一个重要需求是冷却电机单元。
已经开发了很多的技术作为用于冷却电机驱动压缩机的电机单元的手段。
日本专利公开No.1997-32729公开了一种涡旋式压缩机，其中吸入的制冷剂在压缩机单元中被压缩之前流动通过电机室以冷却电机。然而，根据该冷却方案，吸入的制冷剂通过电机单元被引入压缩机单元中，以提高在低压部分中的制冷剂的温度和压力，从而导致了压缩机性能降低的问题，例如压缩效率降低。
根据应用于使用了单头活塞的旋转斜盘式压缩机的方案，吸入的制冷剂被引向电机单元以冷却该电机单元，然后通过压缩机的低压部分被再次压缩。还可基于多阶段冷却执行该方案，通过该方案在第一活塞中被压缩的制冷剂被引向电机单元以冷却该电机单元，然后在被排放之前被第二活塞再次压缩。在日本专利公开No.2001-200785中公开了该方案。然而，该冷却方案具有如下问题，即，制冷剂通过与旋转斜盘腔室隔离的通道被引入电机室中，这不能充分地润滑旋转斜盘腔室，且仅在一侧进行压缩使得压力脉冲特性与双头旋转斜盘式压缩机相比较差。另外，需要旋转斜盘具有很大的倾斜角，从而负载高速旋转会降低耐用性。
发明内容
为了解决上述问题而作出本发明，因此本发明的目的是提供一种电机驱动压缩机，其构成为使得制冷剂从旋转斜盘腔室供给，部分地通过电机室进入前壳体的吸入腔室，部分地进入后壳体的吸入腔室，以提高电机的冷却效率和压缩机的整体性能，同时有效地润滑旋转斜盘腔室的滑动部件，从而提高耐用性。
根据用于实现上述目的的本发明的一个方面，提供了一种电机驱动压缩机，包括：电机单元，其具有安装在电机室中的电机，以使得驱动轴转动；以及安装在该电机单元的一侧的压缩机单元，其中该压缩机单元包括：在其中具有至少一排放腔室的前壳体；在其中形成有吸入腔室和排放腔室的后壳体，该吸入腔室与排放腔室隔开，且该后壳体还具有制冷剂排放口，该制冷剂排放口形成在一侧处以与排放腔室连通；缸体，其接合在前壳体和后壳体之间，并具有多个形成在旋转斜盘腔室的两侧的气缸孔，以及形成在该缸体的一侧的制冷剂吸入口；旋转斜盘，其放置在旋转斜盘腔室中并与驱动轴和多个双头活塞接合，这些双头活塞用于与该旋转斜盘的转动相配合以在所述气缸孔内作往复运动；供给装置，用于将来自旋转斜盘腔室的制冷剂部分地供给到电机室中，且部分地供给到后壳体的吸入腔室中；以及前壳体还具有吸入通道，用于使电机室与气缸孔连通，以使得供应给电机室的制冷剂被吸入到到缸体的气缸孔中。
附图说明
图1是显示根据本发明第一实施例的电机驱动压缩机的剖视图；
图2是显示图1中的缸体的立体图；
图3是沿着图1中的线A-A剖取的剖面图；
图4是沿着图1中的线B-B剖取的剖面图；
图5是显示根据本发明第二实施例的电机驱动压缩机的剖视图；
图6是沿着图5中的线C-C剖取的剖面图；
图7是沿着图5中的线D-D剖取的剖面图；
图8是显示根据本发明第二实施例的电机驱动压缩机的剖视图，其中改变了入口通道的位置；
图9是显示根据本发明第三实施例的电机驱动压缩机的剖视图；
图10是沿着图9中的线E-E剖取的剖面图；以及
图11是沿着图9中的线F-F剖取的剖面图。
具体实施方式
以下将参照附图结合优选实施例详细介绍本发明。
下面不再描述与现有技术相同的部件和操作。
图1是显示根据本发明第一实施例的电机驱动压缩机的剖视图，图2是显示图1中的缸体的立体图，图3是沿着图1中的线A-A剖取的剖面图，且图4是沿着图1中的线B-B剖取的剖面图。
如图1到图4所示，本发明的电机驱动压缩机1包括电机单元10和压缩机单元20，该压缩机单元20与电机单元10接合以接收来自电机单元10的动力，从而压缩制冷剂。
首先，电机单元10具有电机室12和电机13，在电机室12中具有预定的空间，且电机13安装在电机室12中用于使得驱动轴14转动。
驱动轴14的一端由设在电机壳体11内部的轴承16a可转动地支撑，另一端由轴承16b支撑，其中该另一端向下面将要描述的后缸体延伸。
压缩机单元20包括：前壳体30，其接合到电机单元10上并在其中具有排放腔室31；后壳体60；以及接合在前壳体30和后壳体60之间的缸体40，其中后壳体60具有：形成在其前部分中的吸入腔室61；形成在后部分中的排放腔室62，该后部分通过隔板63与前部分隔开；以及与排放腔室62连通以允许制冷剂排放到外部的制冷剂排放口64，并且缸体40具有前缸体41和后缸体42，在这两个缸体中在旋转斜盘腔室43的两侧形成有多个轴向气缸孔41a和42a，且缸体40还具有制冷剂吸入口44，用于允许从外部引入制冷剂。
在缸体40内的旋转斜盘腔室43中，旋转斜盘50以预定的倾斜角与驱动轴14接合，以与驱动轴14一起转动，并且多个双头活塞51安装在旋转斜盘50的外周边上且其间插设有滑块52，从而当与旋转斜盘50配合以在气缸孔41a和42a内作线性往复运动时压缩制冷剂。
前壳体30和后壳体60适于关闭缸体40的两端，并在壳体30和60之间分别设有阀单元70和70a，每个所述阀单元都包括吸入阀71或71a和排放阀72或72a，用于与双头活塞51的吸入和压缩冲程配合，从而调节通过吸入腔室61与前壳体30和后壳体60的排放腔室31和62以及缸体40的气缸孔41a和42a的制冷剂的流动。
与旋转斜盘50一体形成的毂50a在两端处由在旋转斜盘腔室43中的推力轴承53支撑。
前述结构的电机驱动压缩机1的电机单元10和压缩机单元20，通过例如未示出的多个螺栓的紧固装置而相互固定地接合。
上述电机驱动压缩机具有用于供给制冷剂的供给装置45，制冷剂被引入到旋转斜盘腔室43中、部分地进入电机室12中且部分地进入后壳体60的吸入腔室61中。
供给装置45包括在旋转斜盘腔室43与电机室12之间连通的第一低压通道41b和34、以及在旋转斜盘腔室43与后壳体60的吸入腔室61之间连通的第二低压通道42b。
第一低压通道41b和34形成为通过前缸体41和前壳体30，而第二低压通道42b形成为通过后缸体42。
因此，在从外部通过制冷剂吸入口44吸入并引入到旋转斜盘腔室43中之后，制冷剂部分地通过第一低压通道41b和34被供给到电机室12中，且部分地通过第二低压通道42b被供给到后壳体60的吸入腔室61中。
前壳体30具有多个吸入通道32，用于以连通的方式将电机室12与气缸孔41a连通，从而制冷剂能够在双头活塞51的吸入冲程从电机室12供给到前缸体41的气缸孔41a中。
前壳体30可以附加地设有与排放腔室31隔开的吸入腔室(未示出)。可选地，制冷剂可不用吸入腔室而直接通过吸入通道32被吸入气缸孔41a中。
另外，前壳体30的排放腔室31通过连通通道48与后壳体60的排放腔室62连通。
可选地，可以在后壳体60的使排放腔室62与制冷剂排放口64连通的区域内设置有消声器腔室，以降低排放压力脉冲。
下面将结合其操作来介绍上述结构的电机驱动压缩机1。
从外部供给的制冷剂通过缸体40的制冷剂吸入口44被引入到旋转斜盘腔室43中。制冷剂中含有润滑油，以在供给到包括旋转斜盘50、滑块52和活塞51的滑动部件时润滑这些滑动部件。
接着，制冷剂从旋转斜盘腔室43通过将旋转斜盘腔室43与电机室12连通的第一低压通道41b和34部分地供给到电机室12中，且通过将旋转斜盘腔室43与后壳体60的吸入腔室61连通的第二低压通道42b部分地供给到后壳体60的吸入腔室61中。
当供给到电机室12中时，制冷剂用于冷却从电机13产生的热，以防止由于制冷剂过热导致的磁通量降低，从而能够保持电机13的性能。
然后，制冷剂在双头活塞51的吸入冲程，通过吸入通道32以及同时阀单元70的吸入阀71的开口而从电机室12吸入到气缸孔41a中。
在响应于活塞51的压缩冲程而被压缩进入高温高压状态之后，制冷剂通过阀单元70的排放阀72被排放到前壳体30的排放腔室31中，并沿着连通通道48被供给到后壳体60的排放腔室62中。
然后如上所述，与活塞51的吸入/压缩冲程配合，制冷剂通过阀单元70a的吸入阀71a而从后壳体60的吸入腔室61被吸入到后缸体42的气缸孔42a中以被压缩，从而处于高温高压状态的制冷剂通过阀单元70a的排放阀72a被排放到后壳体60的排放腔室62中。
然后，制冷剂与通过连通通道48从前壳体30的排放腔室31供给的制冷剂一起，从后壳体60的排放腔室62通过制冷剂排放口64被排放到外部。
结果，在被引入到旋转斜盘腔室43中之后，制冷剂被部分地供给到电机室12中以冷却电机单元10，并部分地供给到后壳体60的吸入腔室61中以有效地润滑在旋转斜盘腔室43中的滑动部件，从而改善其耐用性。另外，由于通过仅使用部分低温和低压的制冷剂来冷却电机单元10，因此能够在防止压缩效率降低同时增强冷却效果。
另外，与现有技术的单头旋转斜盘式电机驱动压缩机不同，本发明的双头旋转斜盘式电机驱动压缩机1在前端和后端进行压缩以降低压力脉冲。该电机驱动压缩机即使排量较小，也能够改善基于高速旋转的冷却性能，因此当以相同的容量纵向包装时是有利的。
另外，该双头旋转斜盘式电机驱动压缩机能够减小旋转斜盘角，以使其小于单头旋转斜盘式电机驱动压缩机的旋转斜盘角，从而降低高速旋转时的负载，由此在耐用性方面获得有利的益处。
图5是根据本发明第二实施例的电机驱动压缩机的剖视图，图6是沿着图5中的线C-C剖取的剖面图，图7是沿着图5中的线D-D剖取的剖面图，且图8是显示根据本发明第二实施例的电机驱动压缩机的剖视图，其中改变了入口通道的位置，这里只描述与第一实施例不同的部件和操作以避免相同部件的重复描述。
如图5到图8所示，第二实施例具有从第一实施例的供给装置修改的供给装置，其中第二实施例的供给装置17包括：沿着驱动轴14纵向形成的通道14a，以将电机室12与后壳体60连通；和用于将旋转斜盘腔室43与通道41a连通的入口通道15和15a，从而制冷剂能够从旋转斜盘腔室43被引入到通道14a中。
即，第二实施例省略了作为第一实施例的供给装置45的第一和第二低压通道34、41b和42b，但形成了在驱动轴14中的入口通道15和15a以及通道14a，从而制冷剂从旋转斜盘腔室43部分地供给到电机室12中且部分地供给到后壳体60的吸入腔室61中。
入口通道15和15a可以形成为通过驱动轴14和旋转斜盘的毂轴，或者形成在驱动轴14的放置推力轴承53的区域中而不是其与旋转斜盘50接合的表面中。
因此，从外部供给的制冷剂通过缸体40的制冷剂吸入口44被引入到旋转斜盘腔室43中。制冷剂中含有润滑油，以在被引入时润滑包括旋转斜盘50、滑块52和活塞51的滑动部件。
接着，制冷剂通过入口通道15和15a被引入到驱动轴14的通道14a中。
在被引入到通道14a中之后，制冷剂被分成两部分供给到电机室12和后壳体60的吸入腔室61中。
其它部件与前述第一实施例的相同，因此不再描述。
同时，沿着驱动轴14的通道14a供给到后壳体60的吸入腔室61中的制冷剂，润滑旋转支撑着驱动轴14的端部的轴承16b。
图9是显示根据本发明第三实施例的电机驱动压缩机的剖视图，图10是沿着图9中的线E-E剖取的剖面图，且图11是沿着图9中的线F-F剖取的剖面图，其中只描述与第一实施例不同的部件和操作以避免相同部件的重复描述。
如图9到图11所示，第三实施例还提供了吸入消声器腔室180，其形成在上游部分中，制冷剂在该上游部分处被引入到旋转斜盘腔室143中，且吸入消声器腔室180具有安装在其中的电机控制装置181，从而另外地冷却电机控制装置181。
该电机控制装置181优选地由变换器182构成。
下面仅描述压缩机单元120，而不介绍与第一实施例相同的电机单元10。
压缩机单元120与电机单元10接合，并包括前壳体130、后壳体160、和接合在前壳体130和后壳体160之间的缸体140。前壳体130具有排放腔室131和吸入腔室135，它们分别形成在内侧部分和外侧部分中并由隔板133分开。后壳体160具有排放腔室162和吸入腔室161以及制冷剂排放口164，这两个腔室分别形成在内侧部分和外侧部分中并由隔板163分开，而该制冷剂排放口用于与排放腔室162连通以允许将压缩的制冷剂排放到外部。缸体140具有前缸体141和后缸体142以及制冷剂吸入口144，在这两个缸体中在旋转斜盘腔室143的两侧形成有多个轴向气缸孔141a和142a，而该制冷剂吸入口用于允许从外部引入制冷剂。
与第一实施例相同，第三实施例还可以具有形成在隔板133和163内部的吸入腔室和形成在它们外部的排放腔室，其中制冷剂排放口164可以形成在前壳体130中。
另外，前壳体130的排放腔室131和后壳体160的排放腔室162通过形成在缸体140中的连通通道148而互相连通。
在缸体140内部的旋转斜盘腔室143中，旋转斜盘150以预定的倾斜角与驱动轴14接合，以与驱动轴14一起旋转，并且多个双头活塞151安装在旋转斜盘150的外周边上且其间插设有滑块152，从而在与旋转斜盘150配合以在气缸孔141a和142a内作线性往复运动的同时压缩制冷剂。
前壳体130和后壳体160适于关闭缸体140的两端，并在前壳体130和后壳体160之间分别设有阀单元170，每个阀单元都包括吸入阀和排放阀72，用于与双头活塞151的吸入和压缩冲程配合来调节通过前壳体130和后壳体160的吸入腔室135和161和排放腔室131和162以及缸体140的气缸孔141a和142a的制冷剂的流动。
与旋转斜盘150一体形成的毂150a在两端处由在旋转斜盘腔室143内的推力轴承153支撑。
另外，在缸体140的上游部分中还设有吸入消声器腔室180，制冷剂在该上游部分处被引入到旋转斜盘腔室143中，且电机控制装置181的变换器182安装在该吸入消声器腔室180的内部。
吸入消声器腔室180优选地设有内部空间以用作吸入消声器，从而当从外部供给制冷剂时减小噪音并降低压力脉冲。
另外，形成在缸体140中的制冷剂吸入口144通过吸入消声器腔室180被分为顶部分和底部分。
可选地，该吸入消声器腔室180可以不与缸体140一体形成，而是与缸体140分开制造然后再与之接合。
另外，还设置有供给装置145，用于将引入旋转斜盘腔室143中的制冷剂部分地供给到电机室12中以冷却安装在电机室10中的电机13，并将其部分地供给到后壳体160的吸入腔室161中。
供给装置145包括：第一低压通道141b和134，其形成为通过前缸体141和前壳体130，以使旋转斜盘腔室143与电机室12连通；以及第二低压通道142b，其形成为通过后缸体142，以使旋转斜盘腔室143与后壳体160的吸入腔室161连通。
前壳体130设有多个吸入通道132，用于使电机室12与吸入腔室135连通，从而供给到电机室12中的制冷剂能够被吸入到前壳体130的吸入腔室135中。
结果，从外部供给的制冷剂通过吸入消声器腔室180的制冷剂吸入口144被引入到吸入消声器腔室180中。所引入的制冷剂将同时用作吸入消声器的变换器182冷却，然后供给到旋转斜盘腔室143中。在这种情况下，制冷剂冷却旋转斜盘腔室143，同时包含在制冷剂中的润滑油润滑包括旋转斜盘150、滑块152和活塞151的滑动部件。
在被引入到旋转斜盘腔室143中之后，制冷剂通过将旋转斜盘腔室143与电机室12连通的第一低压通道141b和134部分地供给到电机室12中，且通过将旋转斜盘腔室143与后壳体160的吸入腔室161连通的第二低压通道142b部分地供给到后壳体160的吸入腔室161中。
第三实施例的其它部件与前述第一实施例的相同，因此不再描述。
工业实用性
如上所述，本发明的电机驱动压缩机首先将制冷剂引入旋转斜盘腔室中，然后将制冷剂供给到电机室和后壳体的吸入腔室中，从而在旋转斜盘腔室中的滑动部件被充分地润滑，以提高电机单元的耐用性和制冷效率，从而防止电机性能的降低并提高电机驱动压缩机的总体性能。
另外，本发明的电机驱动压缩机仅通过使用部分低温低压的制冷剂来冷却电机单元，并在前部分和后部分处压缩制冷剂，以在增强冷却效果的同时相对地防止压缩性能的降低。
外部制冷剂在被供给到旋转斜盘腔室之前吸入到吸入消声器腔室中，从而变换器被吸入的制冷剂冷却以防止变换器被加热，且吸入消声器腔室的内部空间还作为吸入消声器，以在吸入制冷剂时防止噪音并降低压力脉冲。
与现有的单头旋转斜盘式电机驱动压缩机不同，本发明的压缩机由于在前部分和后部分处压缩，因此可具有优异的压力脉冲降低，能够减小压缩机的尺寸并保持其容量，且能够减小旋转斜盘角，从而降低在高速旋转时的负载。因此，本发明的压缩机在耐用性方面是有利的。

Claims (8)

1、 一种电机驱动压缩机，包括：
电机单元(10)，其具有安装在电机室(12)中的电机(13)，以使得驱动轴(14)转动；以及
安装在该电机单元(10)的一侧的压缩机单元(20，120)，其中该压缩机单元(20，120)包括：
在其中具有至少一排放腔室(31，131)的前壳体(30，130)；
在其中形成有吸入腔室(61，161)和排放腔室(62，162)的后壳体(60，160)，该吸入腔室(61，161)与排放腔室(62，162)隔开，且该后壳体(60，160)还具有制冷剂排放口(64，164)，该制冷剂排放口形成在一侧处以与排放腔室(62，162)连通；
缸体，其接合在前壳体(30，130)和后壳体(60，160)之间，并具有多个形成在旋转斜盘腔室(43，143)的两侧的气缸孔(41a和42a，141a和142a)，以及形成在该缸体的一侧处的制冷剂吸入口(44，144)；
旋转斜盘(50，150)，其放置在旋转斜盘腔室(43，143)中并与驱动轴(14)和多个双头活塞(51，151)接合，这些双头活塞(51，151)用于与该旋转斜盘(50，150)的转动相配合以在所述气缸孔(41a和42a，141a和142a)内作往复运动；
供给装置(17，45，145)，用于将来自旋转斜盘腔室(43，143)的制冷剂部分地供给到电机室(12)中，且部分地供给到后壳体(60，160)的吸入腔室(61，161)中；以及
前壳体(30，130)还具有吸入通道(32，132)，用于使电机室(12)与气缸孔(41a，141a)连通，以使得供应给电机室(12)的制冷剂被吸入到缸体(40，140)的气缸孔(41a，141a)中。
2、 如权利要求1所述的电机驱动压缩机，其特征在于，所述供给装置(45，145)包括将旋转斜盘腔室(43，143)与电机室(12)连通的第一低压通道(34和41b，134和141b)、以及将旋转斜盘腔室(43，143)与后壳体(60，160)的吸入腔室(61，161)连通的第二低压通道(42b，142b)。
3、 如权利要求2所述的电机驱动压缩机，其特征在于，所述第一低压通道(34和41b，134和141b)形成为通过前缸体(41，141)和前壳体(30，130)，而所述第二低压通道(42b，142b)形成为通过后缸体(42，142)。
4、 如权利要求1所述的电机驱动压缩机，其特征在于，所述供给装置包括通道(14a)和入口通道(15和15a)，该通道(14a)形成在驱动轴(14)中用于使电机室(12)与后壳体(60)的吸入腔室(61)连通，而该入口通道(15和15a)用于使旋转斜盘腔室(43)与该通道(14a)连通，以使得制冷剂从旋转斜盘腔室(43)朝向该通道(14a)流动。
5、 如权利要求4所述的电机驱动压缩机，其特征在于，所述入口通道(15和15a)形成为通过驱动轴(14)和旋转斜盘(50)的毂(50a)。
6、 如权利要求1所述的电机驱动压缩机，其特征在于，所述前壳体(130)还具有与排放腔室(131)隔开的吸入腔室(135)。
7、 如权利要求1所述的电机驱动压缩机，其特征在于，还包括形成在缸体(140)一侧处的吸入消声器腔室(180)，该吸入消声器腔室(180)在上游部分处安装有电机控制装置(181)，制冷剂在该上游部分处被引入到旋转斜盘腔室(143)中。
8、 如权利要求7所述的电机驱动压缩机，其特征在于，所述电机控制装置(181)包括变换器(182)。
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