CN115111046A - 发动机的预燃室和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的预燃室和发动机，发动机的预燃室包括：预燃室下体；预燃室上体，预燃室上体连接预燃室下体，预燃室上体包括由上到下依次连接的第一室段和第二室段，在由上到下的方向上，第一室段和第二室段的截面面积均呈递减趋势，且第一室段截面面积的递减趋势大于第二室段截面面积的递减趋势，第二室段的最小截面面积大于预燃室下体的截面面积。由此，通过在由上到下的方向上，使第一室段和第二室段截面面积均呈递减趋势，第一室段截面面积的递减趋势大于第二室段截面面积的递减趋势，第二室段的最小截面面积大于预燃室下体的截面面积，可以使发动机的预燃室的结构更加紧凑，可以减小发动机的预燃室的装配空间。

Description

发动机的预燃室和发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种发动机的预燃室和发动机。

背景技术

为进一步提升发动机热效率，并且满足法规及排放要求，预燃室技术在发动机中的应用应运而生。预燃室一般安装在发动机缸盖内，火花塞设置于预燃室内部，由于发动机的缸盖结构较为紧凑，并且预燃室工作时容易受缸内高温高压气体的冲击，这对预燃室的装配结构提出了更高的要求。

在相关技术中，预燃室的体积较大，结构紧凑性较低，导致预燃室占用缸盖的空间较大，并且为了保证预燃室的可拆卸性，缸盖内部设置的预燃室的安装和拆卸空间较大，这样会导致预燃室的装配空间较大，会降低预燃室的产品竞争力。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种发动机的预燃室，该发动机的预燃室结构更加紧凑，装配空间较小。

本发明进一步地提出了一种发动机。

根据本发明的发动机的预燃室，包括：预燃室下体；预燃室上体，所述预燃室上体连接所述预燃室下体，所述预燃室上体包括由上到下依次连接的第一室段和第二室段，在由上到下的方向上，所述第一室段和所述第二室段的截面面积均呈递减趋势，且所述第一室段截面面积的递减趋势大于所述第二室段截面面积的递减趋势，所述第二室段的最小截面面积大于所述预燃室下体的截面面积。

由此，通过在由上到下的方向上，使第一室段和第二室段截面面积均呈递减趋势，第一室段截面面积的递减趋势大于第二室段截面面积的递减趋势，第二室段的最小截面面积大于预燃室下体的截面面积，可以使发动机的预燃室的结构更加紧凑，可以减小发动机的预燃室的装配空间。

在本发明的一些实施例中，所述第一室段包括由上到下依次连接的第一段部和第二段部，所述第一段部的内周面呈圆柱形，所述第一段部外周面的上部呈圆柱形，所述第一段部外周面的下部直径由上到下逐渐减小，所述第二段部的截面面积由上到下呈递减趋势。

在本发明的一些实施例中，所述第二室段包括由上到下依次连接的第三段部、第四段部和第五段部，所述第三段部与所述第二段部相连接，所述第四段部的截面面积由上到下呈递减趋势，所述第三段部的截面面积和所述第五段部的截面面积均不变。

根据本发明的发动机，包括：缸盖，所述缸盖设置有安装孔，所述安装孔内形成有第一台阶面；以上所述的发动机的预燃室，所述发动机的预燃室压设于所述安装孔内，所述第二室段的底面形成第二台阶面；密封件，所述密封件被压紧于所述第一台阶面和所述第二台阶面之间。

在本发明的一些实施例中，所述安装孔包括第一孔部和第二孔部，所述第二孔部位于所述第一孔部的上方，第二孔部的孔底形成所述第一台阶面，所述预燃室下体与所述第一孔部过盈配合，所述预燃室上体与所述第二孔部间隙配合，所述第一台阶面和所述第二台阶面限位配合。

在本发明的一些实施例中，所述预燃室下体呈圆柱形，所述预燃室下体与所述第一孔部的内周壁过盈配合，在由上到下的方向上，所述预燃室下体的截面面积不变。

在本发明的一些实施例中，所述预燃室上体与所述预燃室下体的连接处开设有避让槽，所述避让槽上边沿至少部分延伸至所述第二台阶面，所述避让槽的下边沿至少部分延伸至所述第一台阶面的下方。

在本发明的一些实施例中，所述密封件的截面形状为矩形，所述密封件的一侧表面与所述第一台阶面相贴合，另一侧表面与所述第二台阶面相贴合。

在本发明的一些实施例中，所述发动机还包括：定位垫片，所述定位垫片设置在所述安装孔内且位于所述发动机的预燃室的上方，所述定位垫片包括垫片主体、第一定位部和第二定位部，所述第一定位部设置于所述垫片主体的外周且沿所述垫片主体的径向凸出设置，所述第二定位部设置于所述垫片主体一端且沿所述垫片主体的轴向凸出设置，所述第一定位部与所述安装孔定位配合，所述第二定位部与所述预燃室上体定位配合。

在本发明的一些实施例中，所述发动机还包括：锁紧件，所述锁紧件设置于所述定位垫片的上方，所述锁紧件与所述安装孔的内周壁锁紧配合。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的发动机的局部示意图；

图2是根据本发明实施例的发动机的局部示意图；

图3是图2中A区域的示意图；

图4是根据本发明另一实施例的发动机的预燃室的示意图；

图5是根据本发明实施例的发动机的局部示意图。

附图标记：

100、发动机；

10、缸盖；11、安装孔；111、第一孔部；112、第二孔部；113、第一台阶面；12、冷却通道；

20、预燃室；21、预燃室下体；211、避让槽；22、预燃室上体；221、第一室段；2211、第一段部；2212、第二段部；222、第二室段；2221、第三段部；2222、第四段部；2223、第五段部；23、第二台阶面；24、喷孔；

30、火花塞；40、密封件；50、锁紧件；51、开口；

60、定位垫片；61、垫片主体；62、第一定位部；63、第二定位部。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的发动机100的预燃室20，发动机100的预燃室20可以应用于发动机100。

结合图1-图3以及图5所示，根据本发明的发动机100的预燃室20可以主要包括：预燃室下体21和预燃室上体22，其中，预燃室上体22连接预燃室下体21，预燃室上体22可以主要包括由上到下依次连接的第一室段221和第二室段222，在由上到下的方向上，第一室段221和第二室段222的截面面积均呈递减趋势，并且第一室段221截面面积的递减趋势大于第二室段222截面面积的递减趋势，第二室段222的最小截面面积大于预燃室下体21的截面面积。

具体地，通过将预燃室上体22连接预燃室下体21，预燃室上体22可以主要包括由上到下依次连接的第一室段221和第二室段222，并且第一室段221和第二室段222的截面面积均呈递减趋势，第二室段222的最小截面面积大于预燃室下体21的截面面积，这样可以使发动机100的预燃室20的整体为上大下小的结构，从而可以方便将发动机100的预燃室20安装至发动机100内，可以保证发动机100的预燃室20在发动机100内部安装设置的稳定性和可靠性。

进一步地，第一室段221截面面积的递减趋势大于第二室段222截面面积的递减趋势，由于发动机100的预燃室20内需要安装火花塞30以实现点火，这样不仅可以增加预燃室上体22的内部空间，方便火花塞30的安装和拆卸，而且可以提升发动机100的预燃室20的结构紧凑性，降低预燃室上体22的体积，从而减小发动机100的预燃室20的装配空间。

需要说明的是，根据本发明的另一些实施例，结合图4所示，预燃室上体22也可以为在由上到下方向上，横截面积不变的圆柱形，这样可以使发动机100的预燃室20的结构更加简单紧凑，可以方便发动机100的预燃室20在发动机100内部的安装设置，并且可以降低发动机100的预燃室20的装配空间。

由此，通过在由上到下的方向上，使第一室段221和第二室段222截面面积均呈递减趋势，并且第一室段221截面面积的递减趋势大于第二室段222截面面积的递减趋势，第二室段222的最小截面面积大于预燃室下体21的截面面积，可以使发动机100的预燃室20的结构更加紧凑，可以减小发动机100的预燃室20的装配空间。

结合图1-图3所示，第一室段221可以主要包括由上到下依次连接的第一段部2211和第二段部2212，第一段部2211的内周面呈圆柱形，第一段部2211的外周面的上部呈圆柱形，第一段部2211外周面的下部直径由上到下逐渐减小，第二段部2212的截面面积由上到下呈递减趋势。具体地，将第一段部2211的内周面设置为呈圆柱形，这样可以保证第一室段221内部具有较大的空间，并且将第一段部2211的外周面的上部设置为圆柱形，第一段部2211外周面的下部直径设置地由上到下逐渐减小，第二段部2212的截面面积由上到下呈递减趋势，这样可以保证在由上到下方向上，第一室段221的截面面积呈较大的递减趋势，从而可以减小第一室段221的体积，可以提升发动机100的预燃室20的结构紧凑性，可以进一步地减小发动机100的预燃室20的装配空间。

结合图1-图3所示，第二室段222可以主要包括由上到下依次连接的第三段部2221、第四段部2222和第五段部2223，第三段部2221与第二段部2212相连接，第四段部2222的截面面积由上到下呈递减趋势，第三段部2221的截面面积和第五段部2223的截面面积均不变。具体地，通过设置截面面积均不变的第三段部2221和第五段部2223，以及截面面积由上到下呈递减趋势的第三段部2221，并且将第三段部2221、第四段部2222和第五段部2223由上到下依次连接，这样可以减缓第二室段222在由上到下方向上的递减趋势，使第二室段222在由上到下方向上的递减趋势较小，从而可以降低第二室段222的体积，可以进一步地提升发动机100的预燃室20的结构紧凑性，可以进一步地减小发动机100的预燃室20的装配空间。

结合图1-图3以及图5所示，根据本发明的发动机100可以主要包括：缸盖10、上述的发动机100的预燃室20和密封件40。其中，缸盖10设置有安装孔11，发动机100的预燃室20压设于安装孔11内。具体地，发动机100的预燃室20的头部设置有喷孔24，在将发动机100的预燃室20压设于安装孔11内后，喷孔24伸入发动机100的主燃室，在发动机100工作时，发动机100的预燃室20内设置的火花塞30点火，发动机100的预燃室20内部引发火焰，使发动机100的预燃室20内部压力急速增加，与主燃室形成巨大压差，火焰可以通过喷孔24进入主燃室，形成多个点火点，从而使主燃室内部的混合气体的燃烧更加迅速，更加均匀充分，进而可以降低爆震，提高发动机100的热效率。

进一步地，相较于传统发动机中通过螺纹配合安装预燃室，将发动机100的预燃室20压设于安装孔11内，这样安装孔11无需留出装配空间以方便发动机100的预燃室20的安装和拆卸，可以使安装孔11的结构更加紧凑，可以缩小安装孔11的尺寸，从而可以在缸盖10尺寸不变的情况下，增加缸盖10中冷却通道12的空间，进而提升缸盖10的冷却效果，防止缸盖10产生热变形和缸盖10的密封性能降低，可以提升发动机100的工作性能。

结合图1-图3所示，安装孔11内形成有第一台阶面113，第二室段222的底面形成第二台阶面23，密封件40被压紧于第一台阶面113和第二台阶面23之间。具体地，由于材料和加工工艺的限制，在将发动机100的预燃室20压设于安装孔11内后，第一台阶面113与第二台阶面23之间的配合必不可少地会存在间隙，通过将密封件40设置于第一台阶面113与第二台阶面23之间，密封件40可以密封第一台阶面113与第二台阶面23之间的配合间隙，防止高温高压气体从第一台阶面113与第二台阶面23之间的配合间隙中漏出，降低发动机100的预燃室20的燃烧效率，甚至引起发动机100的故障，从而可以提升发动机100的预燃室20和缸盖10连接的密封性，可以提升发动机100的可靠性。

进一步地，由于第二室段222的底面形成第二台阶面23，将密封件40设置于第二台阶面23下方，这样预燃室上体22位于密封件40的上方，又由于预燃室上体22的第一室段221和第二室段222在由上到下方向上截面面积均呈递减趋势，这样可以实现密封件40的上下两侧表面的密封面压最大化，从而可以进一步提升密封件40对密封件40对第一台阶面113与第二台阶面23之间的配合间隙的密封作用的可靠性，进而可以进一步地提升发动机100的预燃室20和缸盖10连接的密封性，可以进一步地提升发动机100的可靠性。需要说明的是，密封件40为弹性密封件，密封件40可以包括橡胶密封件、硅胶密封件和乳胶密封件中的至少一种，此处不作限定。

另外，将第二段部2212、第三段部2221、第四段部2222的壁厚设置地相同，这样可以使预燃室上体22的圆周受力更加均匀，从而可以使密封件40在圆周方向上受力更加均匀，可以进一步地提升密封件40对第一台阶面113与第二台阶面23之间的配合间隙的密封作用的可靠性，进而可以进一步地提升发动机100的预燃室20和缸盖10连接的密封性，可以进一步地提升发动机100的可靠性。

结合图1-图5所示，安装孔11可以主要包括第一孔部111和第二孔部112，第二孔部112位于第一孔部111的上方，第二孔部112的孔底形成第一台阶面113，预燃室下体21与第一孔部111过盈配合，预燃室上体22与第二孔部112间隙配合，第一台阶面113和第二台阶面23限位配合。

具体地，在将发动机100的预燃室20压设于安装孔11内时，可以先将发动机100的预燃室20的预燃室下体21伸入安装孔11的第一孔部111，预燃室下体21和第一孔部111过盈配合，随着预燃室下体21在第一孔部111内的逐渐伸入，安装孔11上的第一台阶面113和发动机100的预燃室20的第二台阶面23相互限位，从而一方面通过预燃室下体21和第一孔部111的过盈配合，无需其他辅助安装结构，就可以实现发动机100的预燃室20在安装孔11内的安装设置，可以保证发动机100的预燃室20在安装孔11内安装设置的稳定性和牢固性，防止发动机100的预燃室20受到缸盖10内高温高压气体的冲击时，发动机100的预燃室20在安装孔11内的安装设置出现松动或者热疲劳等问题，以及可以保证发动机100的预燃室20和缸盖10的密封稳定性，另一方面可以通过第一台阶面113和第二台阶面23的限位配合，限定发动机100的预燃室20在安装孔11内的安装深度，保证发动机100的预燃室20和主燃室之间的设置距离，从而保证发动机100的预燃室20的正常工作。

进一步地，预燃室上体22和第二孔部112间隙配合，这样可以避免发动机100的预燃室20压设于安装孔11内时产生装配干涉，可以使发动机100的预燃室20在安装孔11的安装设置更加简单可靠，并且可以避免在发动机100工作时发动机100的预燃室20热变形，预燃室上体22和第二孔部112产生干涉变形，甚至断裂风险，从而可以进一步地提升发动机100的预燃室20在安装孔11内安装设置的可靠性。

可选地，在将发动机100的预燃室20压设于安装孔11后，使第一室段221的第一段部2211与第二孔部112的间隙由下到上先减小后不变(第一段部2211与第二孔部112的最小间隙在0.05mm-0.5mm的范围内)，使第一室段221的第二段部2212和第二室段222与第二孔部112的间隙由下到上均保持不变，并且均和第一段部2211与安装孔11的最大间隙相同，第一段部2211的外周面包括一圆柱面和一圆锥面，圆柱面和圆锥面的夹角角度设定为90度-180度之间，这样可以在保证预燃室上体22和第二孔部112之间的间隙配合的前提下，进一步地提升发动机100结构的紧凑性。

结合图1-图5所示，预燃室下体21呈圆柱形，预燃室下体21与第一孔部111的内周壁过盈配合，在由上到下的方向上，预燃室下体21的截面面积不变。具体地，预燃室下体21与第一孔部111的内周壁过盈配合，通过将预燃室下体21设置为圆柱形，并且在由上到下的方向上，预燃室下体21的截面面积不变，这样可以在保证预燃室下体21和第一孔部111的连接设置更加简单方便的前提下，保证预燃室下体21和第一孔部111的内周壁的过盈配合的可靠性，防止发动机100的预燃室20在受到高压气体冲击时，预燃室下体21和第一孔部111产生松动，降低发动机100的可靠性。

结合图1-图4所示，预燃室上体22和预燃室下体21的连接处开设有避让槽211，避让槽211上边沿至少部分延伸至第二台阶面23，避让槽211的下边沿至少部分延伸至第一台阶面113的下方。具体地，密封件40套设在预燃室下体21的顶端，通过在预燃室上体22和预燃室下体21的连接处开设避让槽211，使避让槽211上边沿至少部分延伸至第二台阶面23，并且使避让槽211的下边沿至少部分延伸至第一台阶面113的下方，这样可以使预燃室下体21的顶部的外径小于密封件40的内径，避让槽211可以对应避让密封件40，从而可以在不改变密封件40与第一台阶面113和第二台阶面23配合面积的前提下，避免预燃室下体21和密封件40产生装配干涉，可以保证密封件40对发动机100的预燃室20和缸盖10之间连接设置的密封作用的可靠性。

进一步地，结合图1-图3所示，密封件40的截面形状为矩形，密封件40的一侧表面与第一台阶面113相贴合，另一侧表面与第二台阶面23相贴合。具体地，将密封件40的截面形状设置为矩形，这样在将密封件40设置于第一台阶面113和第二台阶面23时，密封件40的一侧表面可以和第一台阶面113相贴合，另一侧表面可以和第二台阶面23相贴合，从而可以增加密封件40与第一台阶面113和第二台阶面23之间的配合面积，进而可以提升密封件40对第一台阶面113和第二台阶面23之间的间隙的密封作用，可以进一步地提升发动机100的预燃室20和缸盖10连接设置的密封可靠性。

结合图1、图2和图5所示，发动机100还可以主要包括：定位垫片60，定位垫片60设置在安装孔11内，并且位于发动机100的预燃室20的上方，定位垫片60可以主要包括垫片主体61、第一定位部62和第二定位部63，第一定位部62设置于垫片主体61的外周，并且沿垫片主体61的径向凸出设置，第二定位部63设置于垫片主体61一端，并且沿垫片主体61的轴向凸出设置，第一定位部62与安装孔11定位配合，第二定位部63与预燃室上体22定位配合。具体地，第一定位部62和安装孔11的内周壁定位配合，第二定位部63和预燃室上体22定位配合，垫片主体61设置于发动机100的预燃室20的上方，这样可以通过定位垫片60分别与安装孔11和预燃室上体22的定位配合，使发动机100的预燃室20快速直接地相对缸盖10处于正确的安装位置，从而不仅可以方便发动机100的预燃室20在安装孔11内的安装设置，可以提升发动机100组装生产的效率，而且还可以满足发动机100的预燃室20的喷孔24的角度要求，从而可以提升发动机100的燃烧效率。

进一步地，结合图1、图2和图5所示，发动机100还可以主要包括：锁紧件50，锁紧件50设置于定位垫片60的上方，锁紧件50与安装孔11的内周壁锁紧配合。具体地，锁紧件50设置于定位垫片60的上方，锁紧件50上设置有适当宽度和数量的开口51，通过拧紧工具，可以将锁紧件50相对安装孔11的内周壁对应进行锁紧配合，这样一方面可以通过开口51设计减小工具的使用空间，从而更加利于缸盖10结构的紧凑化设计，另一方面锁紧件50可以对发动机100的预燃室20施加向下的压力，压力可以通过定位垫片60传递至第一台阶面113、密封件40和第二台阶面23之间，从而可以进一步地提升发动机100的预燃室20压设于安装孔11中的牢固性，可以进一步地提升发动机100的预燃室20压设于安装孔11的密封性。

另外，如此设置，当发动机100的预燃室20受到高温高压气体冲击时，由于锁紧件50的锁紧作用，发动机100的预燃室20将不易产生热疲劳，从而可以进一步地保证发动机100的预燃室20在安装孔11中的稳定性，可以提升发动机100的可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种发动机的预燃室，其特征在于，包括：

预燃室下体；

预燃室上体，所述预燃室上体连接所述预燃室下体，所述预燃室上体包括由上到下依次连接的第一室段和第二室段，在由上到下的方向上，所述第一室段和所述第二室段的截面面积均呈递减趋势，且所述第一室段截面面积的递减趋势大于所述第二室段截面面积的递减趋势，所述第二室段的最小截面面积大于所述预燃室下体的截面面积。

2.根据权利要求1所述的发动机的预燃室，其特征在于，所述第一室段包括由上到下依次连接的第一段部和第二段部，所述第一段部的内周面呈圆柱形，所述第一段部外周面的上部呈圆柱形，所述第一段部外周面的下部直径由上到下逐渐减小，所述第二段部的截面面积由上到下呈递减趋势。

3.根据权利要求2所述的发动机的预燃室，其特征在于，所述第二室段包括由上到下依次连接的第三段部、第四段部和第五段部，所述第三段部与所述第二段部相连接，所述第四段部的截面面积由上到下呈递减趋势，所述第三段部的截面面积和所述第五段部的截面面积均不变。

4.一种发动机，其特征在于，包括：

缸盖，所述缸盖设置有安装孔，所述安装孔内形成有第一台阶面；

权利要求1-3中任一项所述的发动机的预燃室，所述发动机的预燃室压设于所述安装孔内，所述第二室段的底面形成第二台阶面；

密封件，所述密封件被压紧于所述第一台阶面和所述第二台阶面之间。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述安装孔包括第一孔部和第二孔部，所述第二孔部位于所述第一孔部的上方，第二孔部的孔底形成所述第一台阶面，所述预燃室下体与所述第一孔部过盈配合，所述预燃室上体与所述第二孔部间隙配合，所述第一台阶面和所述第二台阶面限位配合。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述预燃室下体呈圆柱形，所述预燃室下体与所述第一孔部的内周壁过盈配合，在由上到下的方向上，所述预燃室下体的截面面积不变。

7.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述预燃室上体与所述预燃室下体的连接处开设有避让槽，所述避让槽上边沿至少部分延伸至所述第二台阶面，所述避让槽的下边沿至少部分延伸至所述第一台阶面的下方。

8.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述密封件的截面形状为矩形，所述密封件的一侧表面与所述第一台阶面相贴合，另一侧表面与所述第二台阶面相贴合。

9.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，还包括：定位垫片，所述定位垫片设置在所述安装孔内且位于所述发动机的预燃室的上方，所述定位垫片包括垫片主体、第一定位部和第二定位部，所述第一定位部设置于所述垫片主体的外周且沿所述垫片主体的径向凸出设置，所述第二定位部设置于所述垫片主体一端且沿所述垫片主体的轴向凸出设置，所述第一定位部与所述安装孔定位配合，所述第二定位部与所述预燃室上体定位配合。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，还包括：锁紧件，所述锁紧件设置于所述定位垫片的上方，所述锁紧件与所述安装孔的内周壁锁紧配合。

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