CN107339165B - 具有孔和密封件的曲轴箱集油器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有孔和密封件的曲轴箱集油器，公开了一种曲轴箱集油器，该曲轴箱集油器包含一个或多个表面，所述表面被配置为收集散布在曲轴箱中的机油，并沿着曲轴箱集油器的表面引导机油离开曲轴箱外壳壁，并且流向曲柄油底壳。

Description

具有孔和密封件的曲轴箱集油器

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月3日提交的英国专利申请No.1607649.9的优先权。以上引用申请的整体内容以引用方式全文并入于此以用于所有目的。

技术领域

本发明涉及曲轴箱集油器(catcher)，尤其涉及但并不专指，被配置为收集曲轴箱内散布的(dispersed)机油并引导机油流向曲柄油底壳并且从曲轴箱外壳壁离开的曲轴箱集油器。

背景技术

在内燃发动机的暖机过程中，发动机缸体结构充当大型散热器，这是因为相比于冷却剂和机油，发动机缸体结构的热惯量要超出一个数量级。因此，发动机缸体结构比机油花费更长时间来变暖。

以示例方式，从活塞冷却腔返回的被燃烧事件加热的热机油可以撞击发动机的曲柄，并且机油可以被抛向较冷的曲轴箱。当机油被抛向曲轴箱壁时，由于曲轴箱热惯量大且表面积大，因此机油损失热量。相似地，从汽缸盖返回的机油已经被加热并且在通过发动机缸体返回到油底壳时损失热量。所造成的较冷机油粘稠度更高，导致更高的摩擦损失。这转而导致更差的燃料消耗和车厢加热。

本发明试图解决这些问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，曲轴箱集油器被提供，其被配置为提供在发动机曲轴上方和相关联的活塞下方，曲轴箱集油器包含：一个或多个表面，该表面被配置为收集散布在曲轴箱中的机油、并且沿着曲轴箱集油器表面引导机油从曲轴箱外壳壁离开并且流向曲柄油底壳；用于使相关联活塞的连杆经过的第一孔；和被提供在第一孔周围的密封件，其中该密封件被配置为抵靠曲轴箱外壳壁围绕通向发动机汽缸的开口密封，在发动机汽缸中存在相关联的活塞，并且密封件在曲轴箱集油器和曲轴箱外壳壁之间的空隙与发动机汽缸之间提供密封，其中曲轴箱集油器进一步包含横跨空隙的一个或多个固定座。

曲轴箱集油器可以包含设置于第一孔周围的第一唇缘，例如在限定第一孔的边缘周围。第一唇缘可以至少部分地构成密封件。第一唇缘可以接触曲轴箱外壳壁。第一唇缘可以突出以构成曲轴箱集油器的顶表面。第一唇缘可以朝活塞方向突出。

曲轴箱集油器可以包含在第一孔周围施加的密封剂，例如在限定第一孔的边缘周围。密封剂可以至少部分地构成密封件。密封剂可以接触曲轴箱外壳壁。

密封剂可以被施加在第一唇缘上。密封剂与唇缘可以共同构成密封件。

第一孔沿着垂直和/或平行于曲轴的纵轴线的方向的宽度可以等于或大于相关联发动机汽缸的对应宽度。

曲轴箱集油器可以被配置为与曲轴箱外壳壁分隔。曲轴箱集油器可以被配置为基本依照曲轴箱外壳壁的轮廓(contour)。曲轴箱集油器可以被配置为在与曲轴的延伸经过曲轴箱的纵轴线垂直的平面中基本依照曲轴箱外壳壁的轮廓。曲轴箱外壳壁与曲轴箱集油器之间的空隙可以约为4mm-10mm之间，

曲轴箱集油器可以被配置为被提供给发动机的单个汽缸。换句话说，每个活塞可以被提供有一个曲轴箱集油器。曲轴箱集油器可以被配置为处于发动机的相邻汽缸间的壁之间。然而，也设想到的是，曲轴箱集油器可以在多个活塞的下方延伸。

曲轴箱集油器可以包含底表面。底表面可以面向曲轴。底表面可以被配置为收集由曲轴、连杆和/或由曲轴与连杆间的轴承所散布的机油。曲轴箱集油器可以包含顶表面。顶表面可以面向活塞。顶表面可以被配置用于收集从曲轴箱上方例如从活塞冷却腔、汽缸盖或任何其他机油来源返回的机油。

曲轴箱集油器可以包括一个或多个第二唇缘。第二唇缘可以被提供于曲轴箱集油器表面的一个或多个边缘上，例如在曲轴箱集油器的顶表面上和/或底表面上。第二唇缘可以突出到顶表面上方和/或底表面下方。一个或多个第二唇缘可以被提供在曲轴箱集油器表面的与发动机的相邻汽缸之间的壁邻近的边缘上。一个或多个第二唇缘可以被提供在曲轴箱集油器表面的边缘上，所述边缘基本垂直于曲轴的延伸经过曲轴箱的纵轴线。

曲轴箱集油器可以由绝热材料制成。例如，曲轴箱集油器可以至少部分由塑性材料制成，诸如尼龙。曲轴箱集油器可以至少部分由闭孔泡沫材料制成。曲轴箱集油器可以通过一个或多个绝热连接件与曲轴箱外壳壁连接。这种连接件可以由塑性材料制成，诸如尼龙。

诸如内燃发动机的发动机可以包含上述曲轴箱集油器。相似地，诸如汽车、厢式货车或任何其他机动车辆的车辆可以包含上述曲轴箱集油器。

附图说明

为了更好地理解本发明并更清楚地显示如何使其生效，现以举例的方式参考附图，其中：

图1显示了发动机的侧剖面图，其中提供了根据先前提出的示例的曲轴箱集油器。

图2显示了根据先前提出的示例的曲轴箱集油器的平面图(为了清晰已省略曲轴和连杆)。

图3显示了根据先前提出的示例的曲轴箱集油器的进一步的侧剖视图，并且是沿图2中所示的A-A剖面获取的(为了清晰已省略曲轴和连杆)。

图4显示了根据本发明的示例的曲轴箱集油器的侧剖视图，并且与图3显示的针对先前提出的示例的视图相对应(为了清晰已省略曲轴和连杆)。

图1-4大约按比例绘制，然而，如果需要，其他相对尺寸是可以被使用的。

具体实施方式

参考图1-3，先前提出的装置包含曲轴箱集油器100。曲轴箱集油器100被配置为放置于内燃发动机4的曲轴箱2中。曲轴箱2构成发动机曲轴6的外壳。如所阐述的，曲轴箱2可以包含汽缸体8的一部分8a，该部分8a在汽缸10下方延伸以用于活塞12。曲轴箱2由油底壳部分14结束，油底壳部分14可以经由法兰8’、14’与汽缸体部分8a耦连。尽管未显示，但应理解的是其他布置也可以应用，例如，曲轴箱和汽缸体可以被整合，或者曲轴箱和汽缸体可以是分开的分立部件。

如图1所述，曲轴箱集油器100被提供于曲轴6上方并且在活塞12下方。相应地，曲轴箱集油器被提供于发动机汽缸10之下。此外，如图2所示，曲轴箱集油器100可以被提供于壁16之间。壁16划分相邻的汽缸10并可以在汽缸10下方延伸至曲轴箱2中。壁16可以向曲轴轴承罩(未显示)提供支撑并且可以是汽缸体铸件8的一部分。相应地，每个汽缸10以及相关联的活塞12中提供一个曲轴箱集油器100。然而，在可替代的布置中，曲轴箱集油器可以延伸跨越任意数量的汽缸10。

曲轴箱集油器100可以与曲轴箱2的内表面18间隔开。内表面18可以朝向曲轴箱2的顶部，并且在所示的具体示例中，内表面18可以被提供于在汽缸10的下方延伸的汽缸体8的部分8a上。曲轴箱集油器100可以基本是平面的，例如板状的，例如具有的厚度小于其长度或宽度的1％。曲轴箱集油器100可以置于至少部分依照曲轴箱2的内表面18的轮廓的平面中。于是，曲轴箱集油器100可以基本与内表面18平行。内表面18和因此曲轴箱集油器100可以在与曲轴纵轴线6a垂直的平面中勾画出一个或多个圆弧形轮廓。圆的圆心可以基本对应于曲轴的纵轴线6a，例如曲轴绕其转动的轴线。相比之下，内表面18和因此曲轴箱集油器100可以在平行于曲轴纵轴线6a的方向上基本笔直。于是，曲轴箱集油器100可以至少部分地对应于基本圆柱形管的一扇形区。

曲轴箱集油器100可以装配在曲轴箱内壁18和弧形之间的空间中，所述弧形在曲轴6旋转时通过曲轴6和连杆7的大端7a勾画出轮廓。如图2所描绘的，例如在径向方向上的空隙X可以存在于曲轴箱外壳壁18和曲轴箱集油器100之间。空隙X可以是变化的或可以是基本恒定的，例如沿着曲轴箱集油器的表面。空隙X可以在大约4mm至10mm之间。相似地，空隙Y可以存在于划分壁16与曲轴箱集油器100之间。空隙Y可以是基本恒定的。空隙Y可以为小值，例如在约1-10mm之间。

如图1所示，具有面向内的油底壳表面22的油底壳壁20可以被提供于曲轴箱2的弯曲内表面18下方。油底壳壁20可以被提供于曲轴6的每一侧。油底壳表面22可以基本是笔直且平行的。在油底壳表面22与内表面18的交界处，油底壳表面22可以与内表面18的切线重合。油底壳壁20可以构成油底壳部分14的一部分，该油底壳部分14可以与外壳部分8a整合，也可以不与外壳部分8a整合。油底壳壁20可以限定容纳曲轴箱2中的机油26的油底壳24。

参考图1，曲轴箱集油器100可以向下延伸至基本与曲轴纵轴线6a齐平的点。相应地，在曲轴箱集油器100的轨迹基本是以围绕曲轴纵轴线6a为中心的圆弧的情况下，曲轴箱集油器100可以包夹约180°的角度。然而，在可替换的布置中，曲轴箱集油器可以延伸至曲柄纵轴线上方的点，例如曲轴箱集油器100可以包夹小于180°的角度。这可以是有利的，因为从集油器100流出的机油可以在落入油底壳24时距离油底壳表面22更远。可替换地，曲轴箱集油器可以延伸至曲柄纵轴线下方的点。例如，曲轴箱集油器可以依照被阐述为基本笔直的油底壳表面22。曲轴箱集油器甚至可以延伸进机油油底壳24中，例如在使用期间在机油液面下方。

曲轴箱集油器100包含表面，该表面被配置为收集曲轴箱2中散布的机油，并且沿着曲轴箱集油器的表面引导机油离开曲轴箱壁18、22并且流向曲柄油底壳24。具体来讲，曲轴箱集油器100包含在安装时面向活塞12的顶表面102。另外，曲轴箱集油器100包含在安装时面向曲轴6的底表面104。

参考图2和图3，曲轴箱集油器100可以包含使连杆7穿过的第一孔110。第一孔110在垂直于曲轴的纵轴线6a的方向中的宽度可以小于相关联发动机汽缸10的对应宽度。额外地或可替换地，第一孔110在平行于曲轴的纵轴线6a的方向中的宽度可以小于相关联发动机汽缸10的对应宽度。于是，从汽缸10的侧面落下的机油将被曲轴箱集油器100接住。

如图3所示，曲轴箱集油器100可以包含第一唇缘112，第一唇缘112被提供于限定第一孔110的边缘周围。第一唇缘112可以从曲轴箱集油器的顶表面102突出并且可以在朝向活塞12的方向中突出。第一唇缘112可以防止顶表面102上的机油通过第一孔110下落。

如图2所示，曲轴箱集油器100可以包含一对第二唇缘114。第二唇缘114可以被提供于曲轴箱集油器的边缘上，该曲轴箱集油器的边缘与相邻汽缸10之间的壁16邻近。相应地，第二唇缘114可以被提供于曲轴箱集油器的两个边缘上，这两个边缘基本与曲轴纵轴线6a垂直。第二唇缘114可以突出到顶表面102上方。于是，第二唇缘114可以防止顶表面102上的机油下落越过邻近壁16的边缘。

如图1和图2所述，曲轴箱集油器100可以包含使活塞冷却喷嘴32经过的第二孔120。活塞冷却喷嘴32可以从机油管道34伸出，机油管道34引导机油喷嘴32穿过第二孔120并朝向活塞12。可替换的是，伸出冷却喷嘴32的管道可以延伸经过第二孔120。与第一孔110相似，向上突出的唇缘(未显示)可以被提供在限定第二孔120的边缘周围。

参照图1和图3，顶表面102可以被配置为收集从曲轴箱上方返回的机油，诸如通过管路28从汽缸盖返回的机油26a和/或从汽缸10返回的机油26b，例如从设置在汽缸10周围的活塞冷却腔30返回的机油26b。相应地，曲轴箱集油器100可以延伸跨越汽缸盖机油排油管28和/或活塞冷却腔排油管(未显示)。例如，从活塞冷却腔30返回的机油可以在顶表面102上的点108处流至顶表面上。接下来，顶表面102上收集的机油可以在重力作用下沿顶表面流动。机油可以流动直到机油到达曲轴箱集油器100的底边缘106，在此点处机油落入油底壳24中。

底表面104可以被配置为收集通过曲轴6和/或通过连杆大端7a散布的机油26c，例如当曲轴6和/或连杆大端7a经过油底壳24中的机油26时散布的机油26c。接下来，底表面104上收集的机油可以在重力和机油的表面张力作用下沿底表面流动。机油可以流动直到机油到达曲轴箱集油器100的底边缘106，在此点处机油落入油底壳24中。

在任一情况中，顶表面102和底表面104可以防止返回油底壳24的机油接触曲轴箱壁18、16、20，进而最小化机油在曲轴箱2中的热量损失。另外，从曲轴箱上方返回的机油可以被防止直接下落至曲轴箱中、撞击曲轴或连杆以及被甩出到外壳壁。

此外，曲轴箱集油器100以及位于曲轴箱集油器100与曲轴箱内表面18之间的气隙将作为绝热屏障。曲轴6和连杆7的运动在曲轴箱中产生具有油雾的旋转气流。由于从热气体到较冷曲轴箱壁的强制对流，这种气流造成额外的热量损失。因此，通过增加曲轴箱集油器100以及其与内表面18之间的气隙，将减少来自气体运动的导热量和强制对流换热量以及来自热机油的热量损失。

在建造过程中，曲轴箱集油器100可以被模塑或弯曲成型。另外，曲轴箱集油器100可以由低导热性绝热材料制成，例如塑性材料，诸如尼龙。选择这种材料将最小化从下落至曲轴箱集油器100上的机油传递的热能。此外，尽管未显示，但曲轴箱集油器可以通过一个或多个绝热连接件与曲轴箱外壳壁18连接，并且这类连接件可以由塑性材料例如尼龙制成。连接件可以包含枞树(fir tree)型配件、螺丝钉或任意其他合适的连接件。连接件可以被接收在曲轴箱壁18的开口中。额外地或可替换地，曲轴箱集油器可以包含法兰(未显示)，该法兰例如可以装配在汽缸体部分8a的法兰8’和油底壳部分14的法兰14’之间，进而保持曲轴箱集油器在适当位置。

图4显示了根据本发明的示例的曲轴箱集油器200。曲轴箱集油器200与前述曲轴箱集油器100相似，并且前文关于曲轴箱集油器100所述的特征可以等同地应用于曲轴箱集油器200。换句话说，曲轴箱集油器200可以替代曲轴箱集油器100。例如，曲轴箱集油器200被配置为提供在曲轴6与具有其相关联活塞12的发动机汽缸10之间。相应地，曲轴箱集油器200包含使相关联活塞12的连杆7经过的第一孔210。

密封件211可以被提供于第一孔210周围在曲轴箱集油器面向曲轴箱外壳壁18的侧面上。密封件211可以被配置为抵靠曲轴箱外壳壁18密封在曲轴箱外壳壁中的开口周围，在所述开口处，发动机汽缸10接触曲轴箱外壳壁。密封件211可以在发动机汽缸和曲轴箱集油器与曲轴箱外壳壁18之间的空隙215之间提供密封。

与集油器100形成对比的是，曲轴箱集油器200不必在汽缸孔10正下方延伸。换句话说，第一孔210在垂直和/或平行于曲轴纵轴线6a的方向中的宽度可以等于或大于相关联发动机汽缸10的对应宽度。相应地，曲轴箱集油器200仍可以收集被曲轴6抛出的机油以及从排油管28、活塞冷却腔、涡轮或曲轴箱通风设备回路返回的机油，但不必收集来自活塞12下侧的机油。

曲轴箱集油器200可以包含第一唇缘212，第一唇缘212被设置在限定第一孔210的边缘217周围。第一唇缘212可以在朝向汽缸10的方向上自曲轴箱集油器200的顶表面突出。曲轴箱集油器200可以包含密封剂214，例如密封剂颗粒，其被施加于限定第一孔210的边缘217周围。密封件214可以被施加到第一唇缘212上并且密封剂214可以与曲轴箱外壳壁18接触。密封剂214与第一唇缘212可以由此共同构成密封件211。

在可替换的布置中，可以省去密封剂，并且第一唇缘212可以直接接触曲轴箱外壳壁18从而构成密封件。在另外的可替换布置中，可以省去第一唇缘，并且密封剂214可以单独构成密封件211。

无论何种方式构成的密封件211，密封件211均可以防止空隙215中的空气受空气运动的脉动，该空气运动由活塞12在汽缸10内的上下运动生成。通过这种方式，空隙215中的空气将是相对停滞的，并且因此将产生良好的热阻，从而减少向曲轴箱壁18的热传递。

曲轴箱集油器200可以包含一个或多个固定座216，固定座216横跨空隙215并且允许曲轴箱集油器200附着到曲轴箱外壳壁18。固定座216在图4的横截面图中被显示，但其并未展现所有横截面，例如使得来自排油管28或活塞冷却腔的机油能够环绕固定座216流动的横截面。

曲轴箱集油器200可以由低导热性绝热材料制成，例如塑性材料，诸如尼龙。可替换地，曲轴箱集油器200可以至少部分由闭孔泡沫材料制成。

图1-4显示了示例性配置及多种部件的相对位置。如果显示为互相直接接触或直接耦连，则这些元件在至少一个示例中可以被分别称为直接接触或直接耦连。相似地，显示为彼此连续或邻近的元件在至少一个示例中可以分别是彼此连续或邻近的。例如，处于彼此共面接触的部件可以被称为处于共面接触。又例如，在至少一个示例中，其间仅有空间而没有其他部件的彼此分离放置的元件可以被这样提及。再例如，显示为在另一元件上方/下方的元件，在另一元件的相对侧的元件，或在另一元件的左/右侧的元件可以相对于另一元件被这样提及。进一步地，如图所示，在至少一个示例中，最顶端的元件或元件的某个点可以被称为部件的“顶部”，并且最底端的元件或元件的某个点可以被称为部件的“底部”。如本文使用的，顶部/底部、较高的/较低的、上方的/下方的可以是相对于图的竖直轴线，并且用来描述图中元件相对于另一元件的定位。这样，在一个示例中，显示为在其他元件上方的元件被放置于其他元件的竖直上方。作为另一个示例，图中阐述的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如是环形的、笔直的、平面的、弯曲的、圆的、倒角的、有角度的或诸如此类)。进一步地，至少在一个示例中，被显示为彼此交叉的元件可以被称为交叉元件或与彼此交叉。仍进一步地，在一个示例中，被显示为在另一元件内或被显示为在另一元件外的元件可以被这样提及。

空间相关术语，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“低于”、“上方”、“高于”及诸如此类可以在本文使用，从而方便描述一个元件或特征与其他(一个或多个)元件或(一个或多个)特征的如图中阐述的关系。空间相关术语除了包含图中所阐述的取向之外还可意图涵盖所使用或运行的设备的不同取向。例如，如果设备在图中是翻转的，则被描述为在其他元件或特征的“下方”或“之下”的元件将被取向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向。设备可以其他方式取向(旋转90度或处于其他取向)，并且本文使用的空间相关描述符会被相应地解释。

本领域技术人员将意识到，尽管以举例的方式参照一个或多个示例对本公开进行描述，但本发明不限于所公开的示例，并且可在不脱离由随附权利要求所限定的本公开的范围的情况下构造可替换示例。

Claims (20)

1.一种曲轴箱集油器，其被配置为提供在发动机的曲轴的上方并且在相关联活塞的下方，所述曲轴箱集油器包含：

一个或多个表面，所述表面配置为收集散布在曲轴箱中的机油，并沿着所述曲轴箱集油器的所述表面引导所述机油离开曲轴箱外壳壁并且流向曲柄油底壳；

用于使所述相关联活塞的连杆经过的第一孔；和

被提供在所述第一孔周围的密封件，其中所述密封件被配置为抵靠所述曲轴箱外壳壁围绕通入发动机汽缸的开口密封，所述发动机汽缸中存在所述相关联活塞，并且所述密封件还在所述曲轴箱集油器和所述曲轴箱外壳壁之间的空隙与所述发动机汽缸之间提供密封，

其中所述曲轴箱集油器进一步包含横跨所述空隙的一个或多个固定座。

2.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述第一孔在垂直和/或平行于所述曲轴的纵轴线的方向上的宽度等于或大于相关联发动机汽缸的对应宽度。

3.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器包含设置在所述第一孔周围的第一唇缘，并且所述第一唇缘至少部分地构成所述密封件。

4.根据权利要求3所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器包含在所述第一孔周围施加的密封剂，并且所述密封剂至少部分地构成所述密封件。

5.根据权利要求4所述的曲轴箱集油器，其中所述密封剂被施加在所述第一唇缘上。

6.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器被配置为与所述曲轴箱外壳壁间隔开。

7.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器被配置为实质依照所述曲轴箱外壳壁的轮廓。

8.根据权利要求7所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器被配置为在与延伸穿过所述曲轴箱的曲轴的纵轴线垂直的平面中实质依照所述曲轴箱外壳壁的轮廓。

9.根据权利要求7所述的曲轴箱集油器，其中在所述曲轴箱外壳壁与所述曲轴箱集油器之间的空隙为4mm到10mm之间。

10.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器被配置为提供以用于所述发动机的单个汽缸。

11.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器被配置为提供在所述发动机的相邻汽缸间的壁之间。

12.根据权利要求11所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器包含一个或多个第二唇缘，所述第二唇缘被提供在所述曲轴箱集油器的表面的一个或多个边缘上。

13.根据权利要求12所述的曲轴箱集油器，其中所述一个或多个第二唇缘被提供在所述曲轴箱集油器的表面的边缘上，所述边缘邻近所述发动机的相邻汽缸间的所述壁。

14.根据权利要求12所述的曲轴箱集油器，其中所述一个或多个第二唇缘被提供在所述曲轴箱集油器的表面的边缘上，所述边缘基本垂直于延伸穿过所述曲轴箱的曲轴的纵轴线。

15.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器包含底表面，所述底表面被配置为收集由曲轴和/或由所述曲轴与连杆之间的轴承散布的机油。

16.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器包含顶表面，所述顶表面被配置为收集从所述曲轴箱的上方返回的机油。

17.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器由低导热性绝热材料制成，使得从所述曲轴箱集油器上的所述机油传递的热量少于以其他方式被传递至所述曲轴箱外壳壁的热量。

18.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器至少部分由塑性材料制成。

19.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器至少部分由尼龙制成。

20.根据权利要求1所述的曲轴箱集油器，其中所述曲轴箱集油器至少部分由闭孔泡沫材料制成。

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