CN104246082A - 向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，该搭载结构在隔着托架向发电机马达壳体上部搭载DOC装置的情况下，不会对发电机马达的冷却功能造成影响，能够减小用于搭载重量较大的DOC装置的托架自身的强度及托架向发电机马达壳体上部的安装强度。因此，该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构具备搭载于发电机马达(1)上部的大致圆筒状的DOC装置(5)以及设置于发电机马达(1)与DOC装置(5)之间、使DOC装置(5)向上方与发电机马达(1)隔离配置的托架(6)，DOC装置(5)的圆筒中心轴(G)位于发电机马达壳体(11)的旋转中心轴方向的宽度(D)内。

Description

向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构
技术领域
本发明涉及一种在配置于发动机与液压泵之间的发电机马达的上部搭载柴油氧化催化剂(DOC：Diesel Oxidation Catalyst)装置的情况下的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构。
背景技术
近年来，开发出在发动机与液压泵之间搭载有发电机马达的混合型的建筑机械。该发电机马达与发动机的输出轴和液压泵的输入轴连接，利用发动机的驱动力进行发电。由发电机马达发电产生的电能积存于电容器等蓄电装置。然后，在建筑机械需要较大的发动机输出的情况下，利用积存于蓄电装置的电能来驱动发电机马达，辅助发动机输出。
在此，在专利文献1中，在发电机马达的上部隔着消声器安装部配置有消声器。并且，利用卷绕在消声器的外周面上的线，将消声器固定在消声器安装部上。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-211469号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，设置于发电机马达上部的以往的消声器搭载结构隔着消声器安装部(托架)进行安装。并且，消音器搭载于向液压泵侧外伸的位置。
在此，在替代消声器而将DOC装置搭载于发电机马达壳体上部的情况下，DOC装置与消声器相比具有两倍左右的重量，并且成为400～500℃左右的高温。由于该DOC装置的重量增大，需要增加搭载支承DOC装置的托架自身的强度以及托架向发电机马达壳体上部的安装强度。尤其是，像以往那样将DOC装置搭载于向液压泵侧外伸的位置时，需要进一步增加托架的安装强度。
另外，DOC装置如上所述为高温装置，因此需要将DOC装置与发电机马达隔离开。这是因为，若未将DOC装置与发电机马达隔离开，则发电机马达的温度上升提高，导致使发电机马达的线圈温度上升。需要说明的是，为了防止发电机马达的线圈温度上升，也考虑不使DOC装置隔离而增大基于冷却油的冷却功能。但是，若增大冷却功能，则由于冷却功能部的大型化而使发电机马达自身的结构变大。需要说明的是，在将DOC装置与发电机马达隔离开的情况下，上述DOC装置的较大重量也会对托架、托架的安装座施加较大的负载，相对于振动、冲击，需要进一步增大托架自身的强度以及向发电机马达壳体上部的安装强度。
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，该搭载结构在隔着托架向发电机马达壳体上部搭载DOC装置的情况下，不会对发电机马达的冷却功能造成影响，能够减少搭载重量较大的DOC装置的托架自身的强度以及托架向发电机马达壳体上部的安装强度。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题而达到目的，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构的特征在于，该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构具备：发电机马达，其配置于发动机与液压泵之间；大致圆筒状的柴油氧化催化剂装置，其搭载于所述发电机马达的上部；以及托架，其设置于所述发电机马达与所述柴油氧化催化剂装置之间，使所述柴油氧化催化剂装置向上方与所述发电机马达隔离配置，所述柴油氧化催化剂装置的圆筒中心轴位于发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度内。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构以上述发明为基础，其特征在于，该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构设有增强托架，该增强托架安装于所述发电机马达壳体的所述液压泵侧的上部侧部与所述托架的所述液压泵侧下部，扩宽所述发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度，增大所述托架的支承强度。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构以上述发明为基础，其特征在于，所述增强托架作为将所述液压泵侧与所述发动机侧分隔开的隔壁发挥功能。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构以上述发明为基础，其特征在于，在发电机马达壳体的上部形成有朝向上方立设的带螺孔凸台，所述托架的下部螺栓连接于所述带螺孔凸台。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构以上述发明为基础，在所述带螺孔凸台的基部形成有包含冷却油引入口的冷却油路，所述带螺孔凸台的螺孔不与所述冷却油路发生干涉。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构以上述发明为基础，其特征在于，该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构设有配管支承托架，该配管支承托架安装于所述托架，用于支承所述柴油氧化催化剂装置的排气引入配管。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构以上述发明为基础，其特征在于，所述排气引入配管的一部分使用波纹配管。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构以上述发明为基础，其特征在于，所述增强托架相对于在所述发电机马达壳体的上部外周设置的带螺孔管筒从侧方进行螺栓连接，并且与所述托架的底板进行螺栓连接。
另外，本发明所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构的特征在于，该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构具备；发电机马达，其配置于发动机与液压泵之间；大致圆筒状的柴油氧化催化剂装置，其搭载于所述发电机马达的上部；托架，其设置于所述发电机马达与所述柴油氧化催化剂装置之间，使所述柴油氧化催化剂装置向上方与所述发电机马达隔离配置；以及增强托架，其安装在发电机马达壳体的所述液压泵侧的上部侧部与所述托架的所述液压泵侧下部，扩宽所述发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度，增大所述托架的支承强度，并且作为将所述液压泵侧与所述发动机侧分隔开的隔壁发挥功能，在所述发电机马达壳体的上部形成有朝向上方立设的带螺孔凸台，所述托架的下部螺栓连接于所述带螺孔凸台，在所述带螺孔凸台的基部形成有包含冷却油引入口的冷却油路，所述带螺孔凸台的螺孔形成为不与所述冷却油路发生干涉，所述柴油氧化催化剂装置的圆筒中心轴位于所述发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度内。
根据本发明，利用托架将柴油氧化催化剂装置向上方与发电机马达隔离配置，托架以使所述柴油氧化催化剂装置的圆筒中心轴位于发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度内的方式安装。由此，不会对发电机马达的冷却功能造成影响，能够减少用于搭载重量较大的DOC装置的托架自身的强度以及托架向发电机马达壳体上部的安装强度。
附图说明
图1是表示作为搭载有具备本发明的实施方式所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构的发动机单元的作业机械的一例的、混合液压挖掘机的整体结构的立体图。
图2是发动机单元的立体图。
图3是发动机单元的主视图。
图4是发动机单元的左侧视图。
图5是发动机单元的俯视图。
图6是从液压泵侧观察的DOC装置搭载结构的分解立体图。
图7是从发动机侧观察的DOC装置搭载结构的分解立体图。
图8是表示带螺孔凸台的螺孔与冷却油路之间的位置关系的发电机马达壳体上部的左侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
[混合液压挖掘机]
首先，图1是表示作为搭载有具备本发明的实施方式所涉及的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构的发动机单元的作业机械的一例的、混合液压挖掘机101的整体结构的立体图。该混合液压挖掘机101具有下部行驶体102、回旋台103、作业机104、配重105、设备室106、车身部107以及驾驶室108。混合液压挖掘机101具有作为驱动源的发动机2。在发动机2的输出轴上串联地连接有利用发动机2来驱动的发电机马达1以及液压泵3(参照图3)。
下部行驶体102通过使卷绕在行进方向上的左右两端部分的履带P旋转，来使混合液压挖掘机101前进或者后退。另外，在下部行驶体102的上表面搭载有回旋台103。回旋台103能够相对于下部行驶体102向任意的方向回旋。在回旋台103的上表面搭载有作业机104、配重105、设备室106、车身部107、驾驶室108。另外，回旋台103利用回旋用电动马达进行回旋，该回旋用电动马达通过来自发电机马达1或者蓄电器的电力供给进行驱动。需要说明的是，该回旋用电动马达在回旋台103的回旋动作的减速时通过再生来发电。由该发电获得的电能积蓄于电容器中。
作业机104具备斗杆111、安装在斗杆111的前端的动臂112以及安装在动臂112的前端的铲斗113。作业机104通过利用液压泵3喷出的压力油驱动未图示的液压回路中包括的各液压缸111a、112a、113a等来使斗杆111、动臂112、铲斗113等动作。混合液压挖掘机101通过使这些斗杆111、动臂112、铲斗113等动作而进行挖掘作业等。
配重105例如通过在组装钢板而形成的箱中放入铁屑、混凝土等加固而成。该配重105为了在采掘作业时等取得车身的平衡而设于回旋台103的后方。
设备室106配置在与配重105相邻的位置。如图3所示，在设备室106内部具有用于收纳将发动机2、发电机马达1、液压泵3在轴向上一体化而成的发动机单元4等的发动机室110。发动机室110被能够开闭的发动机罩114覆盖。设备室106成为由未图示的工作油箱、设于发动机室110与驾驶室108之间的分隔构件、设于车辆的左右后部侧面的开闭盖、配重105以及发动机罩114等围成的空间。在设备室106内，发动机2、发电机马达1以及液压泵3分别沿着配重105并排设置。
车身部107配置在作业机104的后方。车身部107用于收容未图示的燃料箱、工作油箱以及操作阀等。
驾驶室108具有供混合液压挖掘机101的操作人员升降的室内空间。从作业机104的前端部观察，驾驶室108配置在成为配置于回旋台103上的作业机104的侧方的左侧前部。
[发动机单元]
图2是发动机单元4的立体图。另外，图3是发动机单元4的主视图。另外，图4是发动机单元4的左侧视图。另外，图5是发动机单元4的俯视图。发动机单元4如上所述地收纳于发动机室110内。以下，使用图2～图5进行说明，但主要以图3为中心进行说明。如图3所示，发动机单元4具有发电机马达1、发动机2、液压泵3以及DOC装置5等。发电机马达1配置在发动机2与液压泵3之间。发电机马达1与发动机2的输出轴和液压泵3的输入轴连接。DOC装置5隔着托架6搭载于发电机马达1的上部。托架6具有使处于高温状态的DOC装置5向上方与发电机马达1隔离配置的功能。也如图2、图4、图5所示，发动机单元4通过基于设置在发电机马达1的左右侧方的安装件M1以及设置在发动机2的左右侧方的安装件M2的四点支承于车身框架，收纳在发动机室110内。
[发电机马达]
发电机马达1是3相12极的SR(switched reluctance)马达。发电机马达1在圆环状的定子的内周侧插入有转子。在圆环状的定子的突起上卷绕有线圈。发电机马达1被发电机马达壳体11保护，定子装配于发电机马达壳体11的内侧。
发电机马达1在发电机马达壳体11的下部具有预先积存用于冷却以及润滑的冷却油的储油部12。另外，发电机马达1在发电机马达壳体11的下部、在液压泵3侧具有油冷却器13。发电机马达1为了防止由线圈的温度上升引起的发电机马达1的老化，利用油冷却器13对储油部12的冷却油进行冷却，并将该冷却油经由冷却油配管14从发电机马达壳体11的上部注入到发电机马达壳体11内。
[发动机]
发动机2是柴油发动机。发动机2具有EGR冷却器21、可变涡轮增压器。可变涡轮增压器的排气涡轮22与DOC装置5经由排气引入配管9相连接。排气引入配管9是将DOC装置5与发电机马达1隔离配置、并且从DOC装置5的端部下方供给废气的结构，因此成为向下方弯曲的配管。另外，排气引入配管9的排气涡轮22侧使用波纹配管9a。这是由于，从排气涡轮22到DOC装置5的端部下方的距离较长，因此存在因振动而无法保持配管强度的情况。因此，通过使排气引入配管9的一部分为波纹配管9a，能够容易吸收相对于排气引入配管9的振动。其结果是，能够提高排气引入配管9的抗振性。
[液压泵]
液压泵3是用于向作业机104等供给压力油的泵。另外，在液压泵3上配置有滤油器31。滤油器31用于去除发动机2的润滑所使用的发动机油的污染。
[DOC装置]
DOC装置5在表面涂层的氧化催化剂的作用下成为400～500℃以上的高温。DOC装置5对废气中的未燃烧气体进行氧化。未燃烧气体主要是碳化氢HC、一氧化碳CO、氮氧化物NOx等。需要说明的是，DOC装置5为大致圆筒状。
如上所述，托架6将DOC装置5向上方与发电机马达1隔离配置。托架6在下部具有固定于发电机马达壳体11上部的平面。另外，托架6在上部具有供大致圆筒状的DOC装置5的侧面抵接、模仿DOC装置5的侧面的外径形状的凹状的承受部。而且，如图3所示，托架6以使DOC装置5的圆筒中心轴G收纳于发电机马达壳体11的旋转中心轴方向的宽度D内的方式安装DOC装置5。由此，相对于上下方向的振动、冲击，能够减小DOC装置5相对于发电机马达壳体11上部的力矩，能够减少托架6自身的强度以及托架6向发电机马达壳体11上部的安装强度。
如图2所示，与承受部抵接配置的DOC装置5通过两根线51固定于托架6。另外，在DOC装置5的上部以覆盖DOC装置5的方式设置有保护构件52。该保护构件52为了提高DOC装置5周围的散热性而设置多个贯通孔，该保护构件52固定于托架6的上部。
增强托架7安装于发电机马达壳体11的液压泵3侧的上部侧部与托架6的液压泵3侧下部，具有扩宽发电机马达壳体11的狭窄的旋转中心轴方向的宽度D、增大托架6的支承强度的功能。即，DOC装置5由于其自身的重量较大，而且向上方与发电机马达壳体11隔离配置，因此仅依靠安装于发电机马达壳体11的狭窄的旋转中心轴方向的宽度D内的托架6，存在相对于振动、冲击的强度不够的情况。因此，增强托架7实质上将发电机马达壳体11的旋转中心轴方向的宽度D扩张，扩宽托架6的下部安装面而增大托架6的DOC装置5的支承强度。另外，增强托架7将液压泵3侧与发动机2侧隔开。因此，增强托架7具有即使液压泵3侧的液压系统失陷而油飞溅也可以防止向发动机2等高温设备飞溅的功能。因而，增强托架7形成隔开液压泵3侧与发动机2侧的隔壁，在该隔壁面上不形成通风孔。
在托架6的侧部设置配管支承托架8。配管支承托架8支承排气引入配管9。由于DOC装置5与发电机马达1的上部隔离配置而排气引入配管9变长，因此配管支承托架8用于增强排气引入配管9的安装强度。
[向发电机马达搭载DOC装置的搭载结构]
图6是从液压泵3侧观察的DOC装置搭载结构的分解立体图。另外，图7是从发动机2侧观察的DOC装置搭载结构的分解立体图。如图6以及图7所示，在发电机马达壳体11的液压泵3侧的上部侧部安装有增强托架7。在发电机马达壳体11的上部外周的液压泵3侧，以沿外周的方式形成有四个带螺孔管筒15。增强托架7通过从发电机马达壳体11的侧方朝向四个带螺孔管筒15连结四根螺栓而进行固定。在将增强托架7安装于发电机马达壳体11时，由于使用带螺孔管筒15，因此能够增大螺孔直径以及螺栓直径。其结果是，能够增大增强托架7向发电机马达壳体11的安装强度。
另一方面，在发电机马达壳体11的上部，以分开规定距离的方式形成有两个立设的带螺孔凸台16。在带螺孔凸台16中分别形成有两个螺孔，合计具有四个螺孔。托架6向发电机马达壳体11的固定通过使托架6的底板平面与该带螺孔凸台16所形成的上端平面抵接、且相对于四个螺孔进行螺栓连接来进行。
在此，带螺孔凸台16在发电机马达壳体11上部彼此分离而立设，因此在带螺孔凸台16之间产生空隙。即，在托架6与发电机马达壳体11上部之间出现用于热量释放的空间，能进行空冷。因而，从搭载于上部的高温的DOC装置5向发电机马达1的热传导变小。
需要说明的是，增强托架7的截面为L字形状，在固定于发电机马达壳体11的状态下，在上部形成有安装平面。该安装平面与该带螺孔凸台16所形成的上端平面为同一平面，形成在液压泵3侧。因而，托架6的安装平面超出发电机马达壳体11的旋转中心轴方向的宽度D而变宽。其结果是，能够增大托架6自身的强度。需要说明的是，托架6的固定不仅是相对于带螺孔凸台16进行螺栓连接，还相对于增强托架7的安装平面进行六处螺栓连接。
如图8所示，在带螺孔凸台16的基部形成有包含供冷却油配管14连接的冷却油引入口14a在内的冷却油路14b。在此，带螺孔凸台16的螺孔16a成为未到达冷却油路14b的深度。因而，带螺孔凸台16的螺孔16a与冷却油路14b不发生干涉。因此，能够增大螺孔16a的直径，能够增大托架6向发电机马达壳体11上部的安装强度。另外，由于带螺孔凸台16的螺孔16a与冷却油路14b沿上下方向配置，因此不需要扩宽发电机马达壳体11的旋转中心轴方向的宽度D。
在托架6的侧部、且在排气引入配管9侧设有对排气引入配管9进行支承的配管支承托架8。配管支承托架8具有配置于托架6侧的第一托架8a与配置于排气引入配管9侧的第二托架8b。在排气引入配管9上设有朝向下方的垂直凸缘9b。通过将该垂直凸缘9b螺栓连接于第二托架8b，从而将排气引入配管9固定于托架6。
DOC装置5的圆柱侧面与托架6的承受部6a抵接。之后，通过将图2以及图3所示的两根线51的各两端部安装于托架6，从而将DOC装置5固定于托架6。
在本实施方式中，以DOC装置5的圆筒中心轴G处于发电机马达壳体11的上部的旋转中心轴方向的宽度D内的方式进行安装。由此，在将重量较大的DOC装置5与发电机马达1隔离配置的情况下，即使产生上下方向的振动、冲击，也能够减少托架6自身的强度以及托架6向发电机马达壳体11的安装强度。
另外，在本实施方式中，由于设置增强托架7而扩宽托架6的安装面积，因此能够增大托架6自身的强度。另外，由于使用带螺孔凸台16来安装托架6，因此能够增大托架6的安装强度。
另外，在本实施方式中，在发电机马达1的上部隔着托架6而隔离配置高温的DOC装置5。其结果是，能够减小从DOC装置5向发电机马达1的热传导，不会对发电机马达1的冷却功能造成影响。另外，利用在带螺孔凸台16之间形成的空间，能够进一步减小从DOC装置5向发电机马达1的热传导。
附图标记说明：
1  发电机马达
2  发动机
3  液压泵
4  发动机单元
5  DOC装置
6  托架
6a 承受部
7  增强托架
8  配管支承托架
8a 第一托架
8b 第二托架
9  排气引入配管
9a 波纹配管
9b 垂直凸缘
11 发电机马达壳体
12 储油部
13 油冷却器
14 冷却油配管
14a 冷却油引入口
14b 冷却油路
15 带螺孔管筒
16 带螺孔凸台
16a 螺孔
21 EGR冷却器
22 排气涡轮
31 滤油器
51 线
52 保护构件
M1、M2 安装件
D  宽度
G  圆筒中心轴

Claims (9)

1.一种向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构具备：
发电机马达，其配置于发动机与液压泵之间；
大致圆筒状的柴油氧化催化剂装置，其搭载于所述发电机马达的上部；以及
托架，其设置于所述发电机马达与所述柴油氧化催化剂装置之间，使所述柴油氧化催化剂装置向上方与所述发电机马达隔离配置，
所述柴油氧化催化剂装置的圆筒中心轴位于发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度内。
2.根据权利要求1所述的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构设有增强托架，该增强托架安装于所述发电机马达壳体的所述液压泵侧的上部侧部与所述托架的所述液压泵侧下部，扩宽所述发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度，增大所述托架的支承强度。
3.根据权利要求2所述的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
所述增强托架作为将所述液压泵侧与所述发动机侧分隔开的隔壁发挥功能。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
在所述发电机马达壳体的上部形成有朝向上方立设的带螺孔凸台，
所述托架的下部螺栓连接于所述带螺孔凸台。
5.根据权利要求4所述的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
在所述带螺孔凸台的基部形成有包含冷却油引入口的冷却油路，
所述带螺孔凸台的螺孔不与所述冷却油路发生干涉。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构设有配管支承托架，该配管支承托架安装于所述托架，用于支承所述柴油氧化催化剂装置的排气引入配管。
7.根据权利要求6所述的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
所述排气引入配管的一部分使用波纹配管。
8.根据权利要求2所述的向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
所述增强托架相对于在所述发电机马达壳体的上部外周设置的带螺孔管筒从侧方进行螺栓连接，并且与所述托架的底板进行螺栓连接。
9.一种向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构，其特征在于，
该向发电机马达搭载柴油氧化催化剂装置的搭载结构具备；
发电机马达，其配置于发动机与液压泵之间；
大致圆筒状的柴油氧化催化剂装置，其搭载于所述发电机马达的上部；
托架，其设置于所述发电机马达与所述柴油氧化催化剂装置之间，使所述柴油氧化催化剂装置向上方与所述发电机马达隔离配置；以及
增强托架，其安装在发电机马达壳体的所述液压泵侧的上部侧部与所述托架的所述液压泵侧下部，扩宽所述发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度，增大所述托架的支承强度，并且作为将所述液压泵侧与所述发动机侧分隔开的隔壁发挥功能，
在所述发电机马达壳体的上部形成有朝向上方立设的带螺孔凸台，所述托架的下部螺栓连接于所述带螺孔凸台，在所述带螺孔凸台的基部形成有包含冷却油引入口的冷却油路，所述带螺孔凸台的螺孔形成为不与所述冷却油路发生干涉，
所述柴油氧化催化剂装置的圆筒中心轴位于所述发电机马达壳体的旋转中心轴方向的宽度内。
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