CN107906194B - 一种换挡助力器变速箱换挡保护系统及其换挡方法 - Google Patents

Abstract

一种换挡助力器变速箱换挡保护系统及其换挡方法，包括离合器助力器，所述离合器助力器与主箱截止阀的相通；所述离合器助力器分别与手柄阀、主箱截止阀和后副箱截止阀相通，所述手柄阀通过电磁阀与换向阀的进气控制口相连接，所述主箱截止阀与换向阀相通，所述换向阀的高挡出气口与后副箱气缸的高挡进气口相通，所述换向阀的低挡出气口与后副箱气缸的低挡进气口相通，所述后副箱气缸的动力输出端与后副箱轴传动配合，所述后副箱轴与后副箱截止阀的触头相配合，所述后副箱截止阀与换挡助力器相通，所述换挡助力器的摇臂与换挡轴传动配合，所述换挡轴与主箱截止阀的触头相配合。本设计不仅具有主箱与后副箱互锁功能，而且通过气路互锁可靠性高。

Description

一种换挡助力器变速箱换挡保护系统及其换挡方法

技术领域

本发明涉及一种变速箱气路系统，尤其涉及一种换挡助力器变速箱换挡保护系统及其换挡方法，具体适用于提高变速箱换挡可靠性。

背景技术

传统的重型车变速箱顶盖操纵系统，仅仅能实现换挡互锁功能和空倒挡信号反馈功能；无法实现高速误挂低挡功能和主箱与后副箱之间的自锁、互锁功能。对换挡助力器也没有锁止功能

中国专利公开号为CN104613170A，公开日为2015年5月13日的发明专利公开了一种重型车变速箱操纵装置，包括变速箱选换挡轴和空挡开关，所述变速箱选换挡轴上套接有选换挡拨头和导块套，所述导块套上固定连接的空挡导块与空挡开关的触头相配合；所述变速箱操纵装置还包括锁止气缸阀和高低挡切换控制阀，所述锁止气缸阀的锁止销与选换挡拨头上的拨头锁止块限位配合，所述高低挡切换控制阀的活塞与选换挡拨头上的高低挡切换控制导块相配合，所述拨头锁止块、高低挡切换控制导块均与选换挡拨头的轴套固定连接。虽然该发明能够实现主箱与后副箱之间的自锁、互锁功能，但其仍存在以下缺陷：

该发明无法适配装有换挡助力器的变速箱。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的无法适配装有换挡助力器的变速箱的问题，提供了一种能够适配装有换挡助力器的变速箱的换挡助力器变速箱换挡保护系统及其换挡方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，包括离合器助力器、主箱截止阀，所述离合器助力器的出气口与主箱截止阀的进气口相通；

所述离合器助力器的出气口分别与手柄阀、主箱截止阀和后副箱截止阀的进气口相通，所述手柄阀出气端通过电磁阀与换向阀的进气控制口相连接，所述主箱截止阀的出气端与换向阀的进气端相通，所述换向阀的高挡出气口与后副箱气缸的高挡进气口相通，所述换向阀的低挡出气口与后副箱气缸的低挡进气口相通，所述后副箱气缸的动力输出端与后副箱轴传动配合，所述后副箱轴与后副箱截止阀的触头相配合，所述后副箱截止阀的出气端与换挡助力器的进气端相通，所述换挡助力器的摇臂与换挡轴传动配合，所述换挡轴与主箱截止阀的触头相配合。

所述后副箱截止阀的触头收缩时后副箱截止阀关闭，后副箱截止阀截止换挡助力器的进气，所述后副箱轴处于高挡或低挡时后副箱截止阀的触头伸出，后副箱截止阀开启；

所述主箱截止阀的触头收缩时主箱截止阀关闭，主箱截止阀截止换向阀的进气，所述换挡轴处于空挡时主箱截止阀的触头伸出，主箱截止阀开启。

所述电磁阀的控制端接收车速信号，所述电磁阀的开启条件是车速小于等于n千米每小时,5≤n≤30。

所述离合器助力器的出气口与主箱锁止阀的进气口相通，主箱锁止阀的锁止销与换挡助力器的摇臂限位配合，所述离合器助力器的出气口处于关闭状态时主箱锁止阀的锁止销伸出，主箱锁止阀的锁止销锁止换挡助力器；所述离合器助力器的出气口处于通气状态时主箱锁止阀的锁止销回缩限位解除。

一种换挡助力器变速箱换挡保护系统的换挡方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：

第一步：主箱退挡，离合器分离后，离合器助力器的出气口通气，主箱截止阀和后副箱截止阀的进气口均处于通气状态，由于换挡轴在挡主箱截止阀的触头为收缩状态，主箱截止阀为关闭状态，换向阀气源关闭，此时后副箱被锁死，而后副箱截止阀为开启状态，换挡助力器能够运动；当驾驶员操纵换挡手柄退回空挡时，换挡助力器带动换挡轴转动，当换挡轴转为空挡时主箱截止阀的触头伸出，主箱截止阀开启，换向阀的进气端处于通气状态，此时主箱退挡完成；

第二步：高低挡切换，当驾驶员不切换高低挡位时直接进入第三步，当驾驶员操纵手柄阀切换高低挡位时，手柄阀控制换向阀切换出气口，使得后副箱气缸带动后副箱轴发生移动，在后副箱轴移动的过程中，后副箱截止阀触头收缩，后副箱截止阀关闭，截止换挡助力器的进气锁止主箱，当后副箱气缸换挡完成后，后副箱截止阀触头伸出，后副箱截止阀开启，换挡助力器的进气端通气，主箱锁止解除，此时高低挡切换完成；

第三步：主箱进挡，当驾驶员操纵换挡手柄进挡时，换挡助力器带动换挡轴转动进挡，主箱截止阀的触头收缩，主箱截止阀关闭，换向阀气源关闭，后副箱被锁死，换挡轴进入挡位后，离合器结合，离合器助力器的出气口关闭，此时主箱进挡完成。

所述离合器助力器的出气口与主箱锁止阀的进气口相通，主箱锁止阀的锁止销与换挡助力器的摇臂限位配合：

所述第一步中还包括，离合器分离后，离合器助力器的出气口通气，主箱锁止阀通气，主箱锁止阀的锁止销回缩，主箱锁止阀解除对换挡助力器的限位；

所述第三步中还包括，离合器结合，离合器助力器的出气口关闭，主箱锁止阀的气源关闭，主箱锁止阀的锁止销伸出与换挡助力器的摇臂限位配合，锁止主箱的进挡状态，此时主箱进挡完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种换挡助力器变速箱换挡保护系统中利用主箱截止阀和后副箱截止阀来控制主箱和后副箱的换挡气源，主箱截止阀仅在主箱处于空挡时允许后副箱换挡，后副箱截止阀在后副箱处于高挡或低挡时允许主箱换挡，通过气路连接关系实现换挡互锁保护变速箱，提高变速箱的换挡可靠性和安全性。因此，本设计的换挡保护系统具有互锁功能，有效提高变速箱的换挡可靠性和安全性。

2、本发明一种换挡助力器变速箱换挡保护系统中的主箱截止阀控制后副箱的换挡气源，仅在主箱处于空挡时允许后副箱换挡，确保后副箱换挡的安全性；后副箱截止阀控制换挡助力器的输入气源，仅在后副箱处于高挡或低挡时接通换挡助力器气源，允许主箱执行换挡动作。因此，本设计通过控制换挡气源的方式来实现主箱与后副箱的互锁功能，逻辑清晰、可靠性高。

3、本发明一种换挡助力器变速箱换挡保护系统中的换向阀控制后副箱气缸的进气端，来实现后副箱气缸内活塞的运动，从而完成后副箱换挡，而电磁阀的开启条件是车速小于等于30千米每小时，当车速过大时，后副箱无法进入低挡，有效防止驾驶员误操作。因此，本设计后副箱的挡位控制可靠，车辆行驶安全性高。

4、本发明一种换挡助力器变速箱换挡保护系统中的主箱锁止阀在离合器处于结合状态时其锁止销伸出锁止主箱，确保了车辆怠速和行驶安全。因此，本设计的主箱锁止阀能后提高车辆怠速和行驶安全。

5、本发明一种换挡助力器变速箱换挡保护系统的换挡方法中叙述了变速箱换挡过程中个各阀的工作状态，在主箱换挡时利用主箱截止阀关闭后副箱换挡气路，在后副箱换挡时利用后副箱截止阀关闭换挡助力器进气气路，实现主箱与后副箱的互锁，在离合器分离后箱锁止阀的锁止销伸出限制换挡助力器动作，有效确保了变速箱在挡、怠速和换挡的安全性。因此，本设计换挡过程可靠、安全性高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的气路示意图。

图3是图2中换向阀的结构示意图。

图4是图1中主箱锁止阀10的锁止结构示意图。

图中：储气罐1、离合器助力器2、手柄阀3、换向阀4、高挡出气口41、低挡出气口42、进气控制口43、后副箱气缸5、高挡进气口51、低挡进气口52、主箱截止阀6、后副箱轴7、后副箱截止阀8、换挡助力器9、主箱锁止阀10、换挡轴11、电磁阀12。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，包括离合器助力器2、主箱截止阀6，所述离合器助力器2的出气口与主箱截止阀6的进气口相通；

所述离合器助力器2的出气口分别与手柄阀3、主箱截止阀6和后副箱截止阀8的进气口相通，所述手柄阀3出气端通过电磁阀12与换向阀4的进气控制口43相连接，所述主箱截止阀6的出气端与换向阀4的进气端相通，所述换向阀4的高挡出气口41与后副箱气缸5的高挡进气口51相通，所述换向阀4的低挡出气口42与后副箱气缸5的低挡进气口52相通，所述后副箱气缸5的动力输出端与后副箱轴7传动配合，所述后副箱轴7与后副箱截止阀8的触头相配合，所述后副箱截止阀8的出气端与换挡助力器9的进气端相通，所述换挡助力器9的摇臂与换挡轴11传动配合，所述换挡轴11与主箱截止阀6的触头相配合。

所述后副箱截止阀8的触头收缩时后副箱截止阀8关闭，后副箱截止阀8截止换挡助力器9的进气，所述后副箱轴7处于高挡或低挡时后副箱截止阀8的触头伸出，后副箱截止阀8开启；

所述主箱截止阀6的触头收缩时主箱截止阀6关闭，主箱截止阀6截止换向阀4的进气，所述换挡轴11处于空挡时主箱截止阀6的触头伸出，主箱截止阀6开启。

所述电磁阀12的控制端接收车速信号，所述电磁阀12的开启条件是车速小于等于n千米每小时,5≤n≤30。

所述离合器助力器2的出气口与主箱锁止阀10的进气口相通，主箱锁止阀10的锁止销与换挡助力器9的摇臂限位配合，所述离合器助力器2的出气口处于关闭状态时主箱锁止阀10的锁止销伸出，主箱锁止阀10的锁止销锁止换挡助力器9；所述离合器助力器2的出气口处于通气状态时主箱锁止阀10的锁止销回缩限位解除。

一种换挡助力器变速箱换挡保护系统的换挡方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：

第一步：主箱退挡，离合器分离后，离合器助力器2的出气口通气，主箱截止阀6和后副箱截止阀8的进气口均处于通气状态，由于换挡轴11在挡主箱截止阀6的触头为收缩状态，主箱截止阀6为关闭状态，换向阀4气源关闭，此时后副箱被锁死，而后副箱截止阀8为开启状态，换挡助力器9能够运动；当驾驶员操纵换挡手柄退回空挡时，换挡助力器9带动换挡轴11转动，当换挡轴11转为空挡时主箱截止阀6的触头伸出，主箱截止阀6开启，换向阀4的进气端处于通气状态，此时主箱退挡完成；

第二步：高低挡切换，当驾驶员不切换高低挡位时直接进入第三步，当驾驶员操纵手柄阀切换高低挡位时，手柄阀3控制换向阀4切换出气口，使得后副箱气缸5带动后副箱轴7发生移动，在后副箱轴7移动的过程中，后副箱截止阀8触头收缩，后副箱截止阀8关闭，截止换挡助力器9的进气锁止主箱，当后副箱气缸5换挡完成后，后副箱截止阀8触头伸出，后副箱截止阀8开启，换挡助力器9的进气端通气，主箱锁止解除，此时高低挡切换完成；

第三步：主箱进挡，当驾驶员操纵换挡手柄进挡时，换挡助力器9带动换挡轴11转动进挡，主箱截止阀6的触头收缩，主箱截止阀6关闭，换向阀4气源关闭，后副箱被锁死，换挡轴11进入挡位后，离合器结合，离合器助力器2的出气口关闭，此时主箱进挡完成。

所述离合器助力器2的出气口与主箱锁止阀10的进气口相通，主箱锁止阀10的锁止销与换挡助力器9的摇臂限位配合：

所述第一步中还包括，离合器分离后，离合器助力器2的出气口通气，主箱锁止阀10通气，主箱锁止阀10的锁止销回缩，主箱锁止阀10解除对换挡助力器9的限位；

所述第三步中还包括，离合器结合，离合器助力器2的出气口关闭，主箱锁止阀10的气源关闭，主箱锁止阀10的锁止销伸出与换挡助力器9的摇臂限位配合，锁止主箱的进挡状态，此时主箱进挡完成。

本发明的原理说明如下：

所述离合器助力器2的进气端与储气罐1相连接。

手柄阀3开关处于低挡位置时，手柄阀3出气端为通气状态，手柄阀3开关处于处于高挡位置时，手柄阀3出气端为关闭状态，切换低挡时电磁阀12的限制通气条件为车速不高于30千米每小时。

当手柄阀3在调到低挡的时候其出气端接通，当车速小于等于30千米每小时时，电磁阀12开启，进气控制口43通气，主箱截止阀6输出的气体通过低挡出气口42进入低挡进气口52；当手柄阀3在调到高挡的时候其出气端关闭，进气控制口43不通气，主箱截止阀6输出的气体通过高挡出气口41进入高挡进气口51。

所述后副箱气缸5的活塞与后副箱轴7的一端固定连接，所述后副箱轴7上开设有高挡孔位和低挡孔位，所述后副箱截止阀8的触头与高挡空位或低挡孔位相配合，当后副箱轴7位于高挡时，后副箱截止阀8的触头伸出位于高挡孔位内，后副箱截止阀8开启；当后副箱轴7位于低挡时，后副箱截止阀8的触头伸出位于低挡孔位内，后副箱截止阀8开启；当后副箱轴7正处于高、低挡换挡时，后副箱截止阀8的触头收缩位于高挡孔位和低挡孔位之间，后副箱截止阀8关闭。

主箱锁止阀10的锁止销与换挡助力器9的摇臂限位配合，所述换挡助力器9的摇臂套设于换挡轴11上，所述换挡助力器9的摇臂与换挡轴11固定连接。

实施例1：

一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，包括离合器助力器2、主箱截止阀6，所述离合器助力器2的出气口与主箱截止阀6的进气口相通；所述离合器助力器2的出气口分别与手柄阀3、主箱截止阀6和后副箱截止阀8的进气口相通，所述手柄阀3出气端通过电磁阀12与换向阀4的进气控制口43相连接，所述主箱截止阀6的出气端与换向阀4的进气端相通，所述换向阀4的高挡出气口41与后副箱气缸5的高挡进气口51相通，所述换向阀4的低挡出气口42与后副箱气缸5的低挡进气口52相通，所述后副箱气缸5的动力输出端与后副箱轴7传动配合，所述后副箱轴7与后副箱截止阀8的触头相配合，所述后副箱截止阀8的出气端与换挡助力器9的进气端相通，所述换挡助力器9的摇臂与换挡轴11传动配合，所述换挡轴11与主箱截止阀6的触头相配合。

一种换挡助力器变速箱换挡保护系统的换挡方法，所述使用方法包括以下步骤：

第一步：主箱退挡，离合器分离后，离合器助力器2的出气口通气，主箱截止阀6和后副箱截止阀8的进气口均处于通气状态，由于换挡轴11在挡主箱截止阀6的触头为收缩状态，主箱截止阀6为关闭状态，换向阀4气源关闭，此时后副箱被锁死，而后副箱截止阀8为开启状态，换挡助力器9能够运动；当驾驶员操纵换挡手柄退回空挡时，换挡助力器9带动换挡轴11转动，当换挡轴11转为空挡时主箱截止阀6的触头伸出，主箱截止阀6开启，换向阀4的进气端处于通气状态，此时主箱退挡完成；

第二步：高低挡切换，当驾驶员不切换高低挡位时直接进入第三步，当驾驶员操纵手柄阀切换高低挡位时，手柄阀3控制换向阀4切换出气口，使得后副箱气缸5带动后副箱轴7发生移动，在后副箱轴7移动的过程中，后副箱截止阀8触头收缩，后副箱截止阀8关闭，截止换挡助力器9的进气锁止主箱，当后副箱气缸5换挡完成后，后副箱截止阀8触头伸出，后副箱截止阀8开启，换挡助力器9的进气端通气，主箱锁止解除，此时高低挡切换完成；

第三步：主箱进挡，当驾驶员操纵换挡手柄进挡时，换挡助力器9带动换挡轴11转动进挡，主箱截止阀6的触头收缩，主箱截止阀6关闭，换向阀4气源关闭，后副箱被锁死，换挡轴11进入挡位后，离合器结合，离合器助力器2的出气口关闭，此时主箱进挡完成。

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

所述后副箱截止阀8的触头收缩时后副箱截止阀8关闭，后副箱截止阀8截止换挡助力器9的进气，所述后副箱轴7处于高挡或低挡时后副箱截止阀8的触头伸出，后副箱截止阀8开启；所述主箱截止阀6的触头收缩时主箱截止阀6关闭，主箱截止阀6截止换向阀4的进气，所述换挡轴11处于空挡时主箱截止阀6的触头伸出，主箱截止阀6开启；所述电磁阀12的控制端接收车速信号，所述电磁阀12的开启条件是车速小于等于n千米每小时,5≤n≤30。

一种内置换挡助力器变速箱换挡保护系统的换挡方法，所述离合器助力器2的出气口与主箱锁止阀10的进气口相通，主箱锁止阀10的锁止销与换挡助力器9的摇臂限位配合；

所述第一步中还包括，离合器分离后，离合器助力器2的出气口通气，主箱锁止阀10通气，主箱锁止阀10的锁止销回缩，主箱锁止阀10解除对换挡助力器9的限位；

所述第三步中还包括，离合器结合，离合器助力器2的出气口关闭，主箱锁止阀10的气源关闭，主箱锁止阀10的锁止销伸出与换挡助力器9的摇臂限位配合，锁止主箱的进挡状态，此时主箱进挡完成。

实施例3：

实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：

所述离合器助力器2的出气口与主箱锁止阀10的进气口相通，主箱锁止阀10的锁止销与换挡助力器9的摇臂限位配合，所述离合器助力器2的出气口处于关闭状态时主箱锁止阀10的锁止销伸出，主箱锁止阀10的锁止销锁止换挡助力器9；所述离合器助力器2的出气口处于通气状态时主箱锁止阀10的锁止销回缩限位解除。

Claims (5)

1.一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，包括离合器助力器（2）、主箱截止阀（6），所述离合器助力器（2）的出气口与主箱截止阀（6）的进气口相通，其特征在于：

所述离合器助力器（2）的出气口分别与手柄阀（3）、主箱截止阀（6）和后副箱截止阀（8）的进气口相通，所述手柄阀（3）出气端通过电磁阀（12）与换向阀（4）的进气控制口（43）相连接，所述主箱截止阀（6）的出气端与换向阀（4）的进气端相通，所述换向阀（4）的高挡出气口（41）与后副箱气缸（5）的高挡进气口（51）相通，所述换向阀（4）的低挡出气口（42）与后副箱气缸（5）的低挡进气口（52）相通，所述后副箱气缸（5）的动力输出端与后副箱轴（7）传动配合，所述后副箱轴（7）与后副箱截止阀（8）的触头相配合，所述后副箱截止阀（8）的出气端与换挡助力器（9）的进气端相通，所述换挡助力器（9）的摇臂与换挡轴（11）传动配合，所述换挡轴（11）与主箱截止阀（6）的触头相配合；

上述换挡助力器变速箱换挡保护系统的换挡方法，包括以下步骤：

第一步：主箱退挡，离合器分离后，离合器助力器（2）的出气口通气，主箱截止阀（6）和后副箱截止阀（8）的进气口均处于通气状态，由于换挡轴（11）在挡主箱截止阀（6）的触头为收缩状态，主箱截止阀（6）为关闭状态，换向阀（4）气源关闭，此时后副箱被锁死，而后副箱截止阀（8）为开启状态，换挡助力器（9）能够运动；当驾驶员操纵换挡手柄退回空挡时，换挡助力器（9）带动换挡轴（11）转动，当换挡轴（11）转为空挡时主箱截止阀（6）的触头伸出，主箱截止阀（6）开启，换向阀（4）的进气端处于通气状态，此时主箱退挡完成；

第二步：高低挡切换，当驾驶员不切换高低挡位时直接进入第三步，当驾驶员操纵手柄阀切换高低挡位时，手柄阀（3）控制换向阀（4）切换出气口，使得后副箱气缸（5）带动后副箱轴（7）发生移动，在后副箱轴（7）移动的过程中，后副箱截止阀（8）触头收缩，后副箱截止阀（8）关闭，截止换挡助力器（9）的进气锁止主箱，当后副箱气缸（5）换挡完成后，后副箱截止阀（8）触头伸出，后副箱截止阀（8）开启，换挡助力器（9）的进气端通气，主箱锁止解除，此时高低挡切换完成；

第三步：主箱进挡，当驾驶员操纵换挡手柄进挡时，换挡助力器（9）带动换挡轴（11）转动进挡，主箱截止阀（6）的触头收缩，主箱截止阀（6）关闭，换向阀（4）气源关闭，后副箱被锁死，换挡轴（11）进入挡位后，离合器结合，离合器助力器（2）的出气口关闭，此时主箱进挡完成。

2.根据权利要求1所述的一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，其特征在于：

所述后副箱截止阀（8）的触头收缩时后副箱截止阀（8）关闭，后副箱截止阀（8）截止换挡助力器（9）的进气，所述后副箱轴（7）处于高挡或低挡时后副箱截止阀（8）的触头伸出，后副箱截止阀（8）开启；

所述主箱截止阀（6）的触头收缩时主箱截止阀（6）关闭，主箱截止阀（6）截止换向阀（4）的进气，所述换挡轴（11）处于空挡时主箱截止阀（6）的触头伸出，主箱截止阀（6）开启。

3.根据权利要求2所述的一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，其特征在于：

所述电磁阀（12）的控制端接收车速信号，所述电磁阀（12）的开启条件是车速小于等于n千米每小时,5≤n≤30。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，其特征在于：

所述离合器助力器（2）的出气口与主箱锁止阀（10）的进气口相通，主箱锁止阀（10）的锁止销与换挡助力器（9）的摇臂限位配合，所述离合器助力器（2）的出气口处于关闭状态时主箱锁止阀（10）的锁止销伸出，主箱锁止阀（10）的锁止销锁止换挡助力器（9）；所述离合器助力器（2）的出气口处于通气状态时主箱锁止阀（10）的锁止销回缩限位解除。

5.根据权利要求4所述的一种换挡助力器变速箱换挡保护系统，其特征在于：

所述离合器助力器（2）的出气口与主箱锁止阀（10）的进气口相通，主箱锁止阀（10）的锁止销与换挡助力器（9）的摇臂限位配合：

所述第一步中还包括，离合器分离后，离合器助力器（2）的出气口通气，主箱锁止阀（10）通气，主箱锁止阀（10）的锁止销回缩，主箱锁止阀（10）解除对换挡助力器（9）的限位；

所述第三步中还包括，离合器结合，离合器助力器（2）的出气口关闭，主箱锁止阀（10）的气源关闭，主箱锁止阀（10）的锁止销伸出与换挡助力器（9）的摇臂限位配合，锁止主箱的进挡状态，此时主箱进挡完成。

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