CN113847173B - 增压发动机进气系统及增压发动机 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种增压发动机进气系统及增压发动机，属于车辆发动机进气技术领域。该系统包括第一连通管、第二连通管、增压器和泄压组件；第一连通管与增压器的进气端连通，增压器的出气端与第二连通管连通，第一连通管的材质为橡胶；泄压组件包括第一泄压管、第二泄压管和泄压阀，第一泄压管的一端与第一连通管相连并连通，第一泄压管的另一端与第二泄压管的一端相连并连通，第一泄压管朝向增压器的一侧的外管壁与相邻的第一连通管的外管壁之间的夹角的取值范围为5°～50°；第二泄压管的另一端与第二连通管相连并连通，泄压阀设置在第二泄压管上。该系统可以有效减小噪声，改善了驾乘人员的驾乘环境。
Description
技术领域
本申请涉及车辆发动机进气技术领域，特别涉及一种增压发动机进气系统及增压发动机。
背景技术
车辆发动机增压是指将进入发动机气缸的空气预先通过增压器进行压缩增压，以提高进入气缸的空气的密度，从而使充气质量增加，并在供油系统的配合下，使更多的燃料很好的燃烧，达到提高发动机动力性的目的，这样的发动机称为增压发动机。然而，当车辆突然停止时，增压器与气缸之间的通路断路，此时的增压器的叶轮由于惯性仍然保持高速转动而使得增压器继续压缩空气，导致增压器与气缸之间的管路的压力增大，亟需泄压。
相关技术中，增压发动机进气系统包括泄压管，泄压管的一端与增压器的进气管路连通，另一端与增压器的出气管路连通。在增压器与气缸之间的通路断路时，增压气体可以通过泄压管进入到增压器的进气管路中，以实现泄压。然而，增压气体在流出泄压管进入到增压器的进气管路时，气体分子与管壁发生碰撞，易导致进气管路内出现较大的噪声，影响驾乘人员的驾乘环境。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种增压发动机进气系统及增压发动机，可以有效减少噪声，改善驾乘人员的驾乘环境，提高驾乘的舒适度。
具体而言，包括以下的技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种增压发动机进气系统，所述系统包括第一连通管、第二连通管、增压器和泄压组件；
所述第一连通管与所述增压器的进气端连通，所述增压器的出气端与所述第二连通管连通，所述第一连通管的材质为橡胶；
所述泄压组件包括第一泄压管、第二泄压管和泄压阀，所述第一泄压管的一端与所述第一连通管相连并连通，所述第一泄压管的另一端与所述第二泄压管的一端相连并连通，所述第一泄压管朝向所述增压器的一侧的外管壁与相邻的所述第一连通管的外管壁之间的夹角θ的取值范围为5°～50°；所述第二泄压管的另一端与所述第二连通管相连并连通，所述第二泄压管的延伸方向与所述第一连通管的延伸方向垂直，且所述泄压阀设置在所述第二泄压管上。
在一些实施例中，所述第一连通管的管壁厚度的取值范围为4mm～15mm。
在一些实施例中，所述橡胶为乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶和丁青橡胶中的一种。
在一些实施例中，所述第一泄压管的管径的取值范围为10mm～28mm。
在一些实施例中，所述第一连通管具有第一通孔和连接管，所述第一连通管通过所述第一通孔与所述第一泄压管连通；所述连接管的一端固定在所述第一通孔内，另一端位于所述第一泄压管内，并与所述第一泄压管相连。
在一些实施例中，所述第二泄压管与所述第二连通管的连接方式包括粘接、焊接、螺纹连接和连接件连接等。
在一些实施例中，所述增压发动机进气系统还包括引气管和空气过滤器；
所述空气过滤器的一端与所述引气管相连并连通，另一端与所述第一连通管相连并连通。
在一些实施例中，所述空气过滤器与所述第一连通管相连的一端与所述第一通孔的中心之间的距离小于10cm。
在一些实施例中，所述增压发动机进气系统还包括中冷器和冷管；
所述中冷器的一端与所述第二连通管相连并连通，另一端与所述冷管相连并连通。
在一些实施例中，所述冷管上设置有节流阀。
另一方面，本申请实施例还提供了一种增压发动机，所述增压发动机包括如上述一方面所述的增压发动机进气系统。
本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
当位于第二连通管内的增压气体压力达到阈值时，泄压阀开启，增压气体可以经过第二泄压管和第一泄压管进入到第一连通管中。由于第一泄压管朝向增压器的一侧的外管壁与相邻的第一连通管的外管壁之间的夹角θ的取值范围为5°～50°，使得增压气体在经第一泄压管进入到第一连通管中时，增压气体沿流出第一连通管方向的气体分量可以与待增压的气体碰撞而抵消部分增压气体的能量，因而触碰到管壁的气体的能量减小，进而使得噪音减小；同时，由于第一连通管的材质为橡胶，橡胶具有弹性，因而当气体与管壁碰撞时，气体的动能可以转换为弹性势能，进一步降低了触碰到管壁的气体的能量，使得噪声减小。因此，本申请实施例提供的增压发动机进气系统可以有效减小噪声，改善了驾乘人员的驾乘环境，提高了驾乘的舒适度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种增压发动机进气系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种第一连通管和第一泄压管的连接处的结构示意图。
图中的附图标记分别表示为：
1-第一连通管，1a-第一通孔，1b-连接管，2-第二连通管，3-增压器，4-泄压组件，41-第一泄压管，42-第二泄压管，43-泄压阀，5-引气管，6-空气过滤器，7-中冷器，8-冷管，9-节流阀。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。下面对本申请实施例中出现的一些技术术语进行说明。
为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
车辆发动机增压是指将进入发动机气缸的空气预先通过增压器进行压缩增压，以提高进入气缸的空气的密度，从而使充气质量增加，并在供油系统的配合下，使更多的燃料很好的燃烧，达到提高发动机动力性的目的，这样的发动机称为增压发动机。然而，当车辆突然停止时，增压器与气缸之间的通路断路，此时的增压器的叶轮由于惯性仍然保持高速转动而使得增压器继续压缩空气，导致增压器与气缸之间的管路的压力增大，亟需泄压。
相关技术中，增压发动机进气系统包括泄压管，泄压管的一端与增压器的进气管路连通，另一端与增压器的出气管路连通。在增压器与气缸之间的通路断路时，增压气体可以通过泄压管进入到增压器的进气管路中，以实现泄压。然而，增压气体在流出泄压管进入到增压器的进气管路时，由于气体分子与管壁发生碰撞，易导致进气管路内出现较大的噪声，影响驾乘人员的驾乘环境。
为了解决相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种增压发动机进气系统，其结构示意图如图1所示。
参见图1，该增压发动机进气系统包括：第一连通管1、第二连通管2、增压器3和泄压组件4；
第一连通管1与增压器3的进气端连通，增压器3的出气端与第二连通管2连通，第一连通管1的材质为橡胶；
泄压组件4包括第一泄压管41、第二泄压管42和泄压阀43，第一泄压管41的一端与第一连通管1相连并连通，第一泄压管41的另一端与第二泄压管42的一端相连并连通，第一泄压管41朝向增压器的一侧的外管壁与相邻的第一连通管1的外管壁之间的夹角θ的取值范围为5°～50°；第二泄压管42的另一端与第二连通管2相连并连通，第二泄压管42的延伸方向与第一连通管1的延伸方向垂直，且泄压阀43设置在第二泄压管42上。
可以理解的是，夹角θ等同于第一泄压管41的中心线与第一连通管1的中心线相交所形成的、位于第一连通管1的中心线的下部且朝向增压器一侧的夹角。
因此，本申请实施例提供的增压发动机进气系统，当位于第二连通管2内的增压气体压力达到阈值时，泄压阀43开启，增压气体可以经过第二泄压管42和第一泄压管41进入到第一连通管1中。由于第一泄压管41朝向增压器的一侧的外管壁与相邻的第一连通管1的外管壁之间的夹角θ的取值范围为5°～50°，使得增压气体在经第一泄压管41进入到第一连通管1中时，增压气体沿流出第一连通管1方向的气体分量可以与待增压的气体碰撞而抵消部分增压气体的能量，因而触碰到管壁的气体的能量减小，进而使得噪音减小；同时，由于第一连通管1的材质为橡胶，橡胶具有弹性，因而当气体与管壁碰撞时，气体的动能可以转换为弹性势能，进一步降低了触碰到管壁的气体的能量，使得噪声减小。
因此，本申请实施例提供的增压发动机进气系统可以有效减小噪声，改善了驾乘人员的驾乘环境，提高了驾乘的舒适度。
下面对本申请实施例提供的增压发动机进气系统各部分之间的相互位置、连接关系以及各部分的作用及工作原理等进行进一步地描述说明：
在一些实施例中，第一泄压管41和第二泄压管42可以为两个独立的管道，第一泄压管41和第二泄压管42在连接处相连并连通。
在一些实施例中，第一泄压管41和第二泄压管42的连接方式包括粘接、焊接、螺纹连接和连接件连接等。
在一些实施例中，第一泄压管41和第二泄压管42构成一个管道，即第一泄压管41和第二泄压管42一体成型。
在一些实施例中，参见图1，第一泄压管41的管径的取值范围为10mm～28mm。
如此设置，可以根据不同型号的发动机的需求，设置不同管径的第一泄压管41。
可以理解的是，发动机的进气量越大，第一泄压管41的管径越大。
在一些实施例中，参见图1，第一泄压管41的管壁厚度的取值范围为2mm～10mm。
由于第一泄压管41内流动的是增压气体，因而通过将第一泄压管41的管壁厚度的取值范围设置为2mm～10mm，可以满足增压气体对第一泄压管41的强度需求。
例如，第一泄压管41的管壁厚度可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm或10mm。
在一些实施例中，第一泄压管41可以为硬管，也可以为软管。
在一些实施例中，当第一泄压管41为硬管时，第一泄压管的材质包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和聚苯乙烯等。
例如，第一泄压管41的材质为聚乙烯。
在一些实施例中，当第一泄压管41为软管时，第一泄压管的材质包括乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶和丁青橡胶等。
例如，第一泄压管41的材质为氟橡胶。
在一些实施例中，第一泄压管41的制备方法包括注塑成型法和挤压成型法等。
例如，第一泄压管41的制备方法为注塑成型法。
在一些实施例中，参见图1，第二泄压管42的管径的取值范围为10mm～28mm。
如此设置，可以根据不同型号的发动机的需求，设置不同管径的第二泄压管42。
可以理解的是，发动机的进气量越大，第二泄压管42的管径越大。
在一些实施例中，参见图1，第二泄压管42的管壁厚度的取值范围为2mm～10mm。
由于第二泄压管42内流动的是增压气体，因而通过将第二泄压管42的管壁厚度的取值范围设置为2mm～10mm，可以满足增压气体对第二泄压管42的强度需求。
例如，第二泄压管42的管壁厚度可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm或10mm。
在一些实施例中，第二泄压管42可以为硬管，也可以为软管。
在一些实施例中，当第二泄压管42为硬管时，第二泄压管的材质包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和聚苯乙烯等。
例如，第二泄压管42的材质为聚乙烯。
在一些实施例中，当第二泄压管42为软管时，第二泄压管的材质包括乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶和丁青橡胶等。
例如，第二泄压管42的材质为氟橡胶。
在一些实施例中，第二泄压管42的制备方法包括注塑成型法和挤压成型法等。
例如，第二泄压管42的制备方法为注塑成型法。
在一些实施例中，增压器3包括涡轮增压器、气波增压器和机械增压器等。
可选的，增压器3为涡轮增压器。其中，涡轮增压器具有位于排气道内的涡轮部分和位于进气道内的压气机部分，当涡轮增压器运行时，发动机排出的废气推动涡轮部分中的涡轮叶轮旋转，涡轮叶轮带动压气机内的压气机叶轮旋转，利用压气机对空气进行压缩，以实现增压。
在一些实施例中，泄压阀43包括弹簧式泄压阀、杠杆式泄压阀和脉冲式泄压阀。
可以理解的是，泄压阀43可以根据系统的工作压力自动启闭，当管道内压力超过预设压力时，泄压阀开启，以确保管道内压力不超过预设压力，实现对设备和管道的保护。
在一些实施例中，参见图1，第一连通管1的管壁厚度的取值范围为4mm～15mm。
由于第一连通管1的材质为橡胶，橡胶具有弹性，因而当气体与第一连通管1的管壁碰撞时，一部分气体的动能可以转换为弹性势能，可以降低碰撞到第一连通管1管壁的气体的能量。而将第一连通管1的管壁厚度的取值范围设置在4mm～15mm之间，实现对管壁厚度进行限定，以保证碰撞到第一连通管1管壁的气体的能量的削弱效果较好，从而使得产生的噪音较小。
例如，第一连通管1的管壁厚度可以为4mm、4.5mm、5mm、6mm、8mm、10mm、13mm或15mm。
在一些实施例中，第一连通管1的管径的取值范围为30mm～60mm。
可以理解的是，发动机的进气量越大，第一连通管1的管径越大。
例如，第一连通管1的管径可以为30mm、35mm、38mm、40mm、45mm、47mm或50mm。
在一些实施例中，橡胶可以为乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶和丁青橡胶中的一种。
举例来说，橡胶为氟橡胶，且当橡胶为氟橡胶时，所制备的第一连通管1具有较好的耐高温性能和降噪性能。
在一些实施例中，第一连通管1的长度的取值范围为25cm～50cm。
例如，第一连通管1的长度可以为25cm、30cm、35cm、40cm、45cm或50cm。
在一些实施例中，参见图2，第一连通管1具有第一通孔1a和连接管1b，第一连通管1通过第一通孔1a与第一泄压管41连通；连接管1b的一端固定在第一通孔1a内，另一端位于第一泄压管41内，并与第一泄压管41相连。
如此设置，利用连接管1b与第一泄压管41连接并连通，便于将第一连通管1与第一泄压管41连接并连通。
在一些实施例中，第一连通管1的制备方法包括压制成型法、模压成型法和压延成型法等。
例如，第一连通管1的制备方法为压制成型法。
在一些实施例中，连接管1b的材质包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和聚苯乙烯等。
例如，第一泄压管41的材质可以为聚乙烯。
在一些实施例中，连接管1b的制备方法包括注塑成型法和挤压成型法等。
例如，连接管1b的制备方法为注塑成型法。
在一些实施例中，参见图1，第二泄压管42与第二连通管2的连接方式包括焊接、螺纹连接和连接件连接等。
举例来说，第二泄压管42朝向增压器3的一侧的外管壁与第二连通管2的连接方式可以为焊接。
在一些实施例中，参见图1，增压发动机进气系统还包括引气管5和空气过滤器6。
其中，空气过滤器6的一端与引气管5相连并连通，另一端与第一连通管1相连并连通。
如此设置，便于去除空气中的微粒杂质。
可以理解的是，由于车辆发动机属于较为精密的器件，如若较多的杂质进入到发动机内，会使得发动机的工作受到影响，严重时会导致发动机损伤。因此，在空气进入发动机前，有必要对空气进行过滤。通过设置空气过滤器6，可以实现对空气的过滤处理，以去除空气中的微粒杂质。
在一些实施例中，空气过滤器6包括滤芯和壳体，滤芯位于壳体内部，壳体内部有空腔，空腔用于容纳气体。
在一些实施例中，空气过滤器6包括干式空气过滤器和油式空气过滤器。
在一些实施例中，参见图1，空气过滤器6与第一连通管1相连的一端与第一通孔1a的中心之间的距离小于10cm。
在空气过滤器6与第一连通管1相连的一端与第一通孔1a的中心之间的距离小于10cm时，即空气过滤器6与第一泄压管41之间的距离较小时，从第一泄压管41中流出的增压气体更容易进入到空气过滤器6中，由于空气过滤器6具有较大的容积，因而可以利用空气过滤器6对增压气体实现进一步地泄压。
例如，空气过滤器6与第一连通管1相连的一端与第一连通孔1a的中心之间的距离可以为5cm、8cm或9cm。
在一些实施例中，参见图1，增压发动机进气系统还包括中冷器7和冷管8。
其中，中冷器7的一端与第二连通管2相连并连通，另一端与冷管8相连并连通。
通过设置中冷器7和冷管8，可以利用中冷器7的制冷功能来降低经增压器3增压后气体的温度，并将降温后的气体通过冷管8输入到气缸中，以降低发动机的热负荷，避免发动机温度过高产生损坏。
可以理解的是，当气体被增压器3压缩后，压缩后的气体具有较多的热量，使得压缩后的气体温度较高，温度较高的气体直接进入发动机会造成燃油蒸气与增压气体混合物的温度过高而自燃，从而导致发动机爆震甚至损坏。为了避免这些问题，设置中冷器7，降低经增压器3增压后气体的温度，以降低发动机的热负荷，进而增加发动机的功率。冷管8连通中冷器7和发动机气缸，便于将中冷器7降温后的气体引入发动机气缸内。
在一些实施例中，参见图1，冷管8上设置有节流阀9。
如此设置，通过控制节流阀9，可以控制进入发动机气缸的气体的量。
可以理解的是，节流阀9设置在冷管8上远离中冷器7的一端。中冷器7冷却后的气体经冷管8、节流阀9流入发动机气缸中。
当车辆处于加速状态时，节流阀9打开，便于更多的气体进入到发动机气缸中燃烧；当车辆突然停止时，节流阀9关闭，气体与发动机气缸之间的通路被切断，气体无法进入到发动机气缸中。
在一些实施例中，节流阀9包括直通式节流阀和角式节流阀。
可以理解的是，节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。节流阀9用于控制进入发动机气缸的气体的量，开度越大，进入气缸参与燃烧的气体量越大。
在一些实施例中，本申请实施例提供的增压发动机进气系统的工作过程为：
当车辆处于加速过程中时，空气通过引气管5进入到空气过滤器6中过滤杂质后，通过第一连通管1进入到增压器3中进行增压，经增压器3增压后的气体通过第二连通管2进入到中冷器7中，中冷器7将增压后的气体冷却后送入到冷管8中，使得气体再经过节流阀9进入到发动机的气缸中参与燃烧。
当车辆的油门踏板被松开时，节流阀9关闭，由于增压器3的叶轮在惯性作用下仍然保持高速转动，使得增压器3仍继续压缩空气，此时经增压器3增压的气体会滞留在增压器3与节流阀9之间；当第二连通管2中的增压气体压力达到压力阈值时，泄压阀43开启，滞留在增压器3与节流阀9之间的增压气体可以进入到第二泄压管42中，经过泄压阀43进入到第一泄压管41中，并通过第一泄压管41进入到第一连通管1中，其中，进入到第一连通管1中的部分增压气体通过空气过滤器6和引气管5排入大气，部分增压气体进入增压器3。
因此，本申请实施例提供的增压发动机进气系统可以有效减小噪声，改善了驾乘人员的驾乘环境，提高了驾乘的舒适度。
本申请实施例还提供了一种增压发动机，该增压发动机包括上述实施例中所限定的增压发动机进气系统。
基于使用了上述增压发动机进气系统，因此本申请实施例提供的增压发动机具有噪声小的优点，可以确保驾乘人员在较好的驾乘环境内驾乘，驾乘人员的驾乘舒适度较高。
在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种增压发动机进气系统，其特征在于，所述系统包括第一连通管(1)、第二连通管(2)、增压器(3)和泄压组件(4)；
所述第一连通管(1)与所述增压器(3)的进气端连通，所述增压器(3)的出气端与所述第二连通管(2)连通，所述第一连通管(1)的材质为橡胶，所述第一连通管(1)用于将碰撞到所述第一连通管(1)的管壁的气体的一部分动能转换为所述橡胶的弹性势能；
所述泄压组件(4)包括第一泄压管(41)、第二泄压管(42)和泄压阀(43)，所述第一泄压管(41)的一端与所述第一连通管(1)相连并连通，所述第一泄压管(41)的另一端与所述第二泄压管(42)的一端相连并连通，所述第一泄压管(41)朝向所述增压器的一侧的外管壁与相邻的所述第一连通管(1)的外管壁之间的夹角(θ)的取值范围为5°～50°；所述第二泄压管(42)的另一端与所述第二连通管(2)相连并连通，所述第二泄压管(42)的延伸方向与所述第一连通管(1)的延伸方向垂直，且所述泄压阀(43)设置在所述第二泄压管(42)上。
2.根据权利要求1所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述第一连通管(1)的管壁厚度的取值范围为4mm～15mm。
3.根据权利要求1所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述橡胶为乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶和丁青橡胶中的一种。
4.根据权利要求1所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述第一泄压管(41)的管径的取值范围为10mm～28mm。
5.根据权利要求1所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述第一连通管(1)具有第一通孔(1a)和连接管(1b)，所述第一连通管(1)通过所述第一通孔(1a)与所述第一泄压管(41)连通；所述连接管(1b)的一端固定在所述第一通孔(1a)内，另一端位于所述第一泄压管(41)内，并与所述第一泄压管(41)相连。
6.根据权利要求5所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述增压发动机进气系统还包括引气管(5)和空气过滤器(6)；
所述空气过滤器(6)的一端与所述引气管(5)相连并连通，另一端与所述第一连通管(1)相连并连通。
7.根据权利要求6所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述空气过滤器(6)与所述第一连通管(1)相连的一端与所述第一通孔(1a)的中心之间的距离小于10cm。
8.根据权利要求1所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述增压发动机进气系统还包括中冷器(7)和冷管(8)；
所述中冷器(7)的一端与所述第二连通管(2)相连并连通，另一端与所述冷管(8)相连并连通。
9.根据权利要求8所述的增压发动机进气系统，其特征在于，所述冷管(8)上设置有节流阀(9)。
10.一种增压发动机，其特征在于，所述增压发动机包括如权利要求1-9任一项所述的增压发动机进气系统。
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