JPH0623542B2 - Intercooler layout structure in V-type multi-cylinder engine - Google Patents

Intercooler layout structure in V-type multi-cylinder engine

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JPH0623542B2
JPH0623542B2 JP16470588A JP16470588A JPH0623542B2 JP H0623542 B2 JPH0623542 B2 JP H0623542B2 JP 16470588 A JP16470588 A JP 16470588A JP 16470588 A JP16470588 A JP 16470588A JP H0623542 B2 JPH0623542 B2 JP H0623542B2
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intercooler
intake
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文康 菅
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、過給機を備えたV型多気筒機関の吸気装置に
関し、特に、その吸気を冷却するインタクーラを機関に
対して合理的にレイアウトするための配置構造に関す
る。
Detailed Description of the Invention A. OBJECT OF THE INVENTION (1) Field of Industrial Application The present invention relates to an intake system for a V-type multi-cylinder engine equipped with a supercharger, and more particularly, for rationally laying out an intercooler for cooling the intake air with respect to the engine. Regarding the arrangement structure of.

(2) 従来の技術 自動車用内燃機関の高出力化のために、ターボチャージ
ャー等の過給機を装着することが近年広く行われてい
る。しかしながら、上述のような過給機を用いた場合に
は、そのコンプレッサで加圧された吸気の温度が上昇し
て充填効率の低下や早期点火の発生等の新たな問題が生
じるために、過給機と機関を結ぶ吸気経路中にインタク
ーラを装着して吸気の冷却を行う手段が取られている。
(2) Conventional Technology In order to increase the output of internal combustion engines for automobiles, it has been widely performed in recent years to equip turbochargers and other superchargers. However, when the supercharger as described above is used, the temperature of the intake air pressurized by the compressor rises, which causes new problems such as a decrease in charging efficiency and occurrence of early ignition. A means for cooling the intake air is provided by installing an intercooler in the intake path connecting the feeder and the engine.

ところで、自動車用内燃機関にはパワーステアリング用
のオイルポンプや空調用のコンプレッサ等の各種の補機
が装備されており、これ等の補機の機能を損なわずに過
給機やインタクーラを装着する必要がある。とくにV型
多気筒機関においては、一般にシリンダヘッド付近の構
造が複雑化する傾向があり、狭小な空間に合理的に過給
機やインタクーラの配置を行う必要がある。
By the way, an automobile internal combustion engine is equipped with various auxiliary machines such as an oil pump for power steering and a compressor for air conditioning, and a supercharger and an intercooler are installed without impairing the functions of these auxiliary machines. There is a need. Particularly in a V-type multi-cylinder engine, the structure near the cylinder head generally tends to be complicated, and it is necessary to rationally arrange a supercharger and an intercooler in a narrow space.

上述のような要請に基づいて提案されたV型多気筒機関
に対する過給装置の配置構造として、特開昭61−28
719号公報に記載されたものが知られている。上記公
報に記載された過給装置の配置構造は、V型多気筒機関
のクランク軸方向の前後両端に過給機とインタクーラを
装着し、更に両シリンダ列の外側に過給機とインタクー
ラを接続するエアーダクトと吸気管を配置するととも
に、該シリンダ列の内側に排気管を配置したものであ
る。
As an arrangement structure of a supercharger for a V-type multi-cylinder engine, which has been proposed based on the above-mentioned request, there is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-28
The one described in Japanese Patent No. 719 is known. According to the arrangement structure of the supercharger described in the above publication, the supercharger and the intercooler are attached to the front and rear ends of the V-type multi-cylinder engine in the crankshaft direction, and the supercharger and the intercooler are connected to the outside of both cylinder rows. The air duct and the intake pipe are arranged, and the exhaust pipe is arranged inside the cylinder row.

(3) 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の過給装置の配置構造にあっては、
V型多気筒機関のクランク軸方向の前後両端に過給機と
インタクーラを装着しているため、必然的に機関の全長
が増大してしまう。そして、通常この種のV型多気筒機
関はFF車に横置きに搭載されるため、この機関を全幅
の限られたエンジンルーム内に配置することが困難にな
るという問題点を有していた。
(3) Problems to be Solved by the Invention However, in the above arrangement structure of the supercharger,
Since the V-type multi-cylinder engine is equipped with the supercharger and the intercooler at both front and rear ends in the crankshaft direction, the total length of the engine inevitably increases. Since this type of V-type multi-cylinder engine is usually mounted horizontally in an FF vehicle, there is a problem that it is difficult to arrange this engine in an engine room with a limited width. .

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、V型多
気筒機関に過給装置のインタクーラを合理的に配置する
ことによって、機関全体のコンパクト化を図るととも
に、他の補機との干渉を避けてその搭載を容易にするこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by rationally disposing an intercooler of a supercharging device in a V-type multi-cylinder engine, the overall size of the engine is reduced and other auxiliary machines are used. The purpose is to avoid interference and facilitate its mounting.

B.発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明のV型多気筒機関に
おけるインタクーラ配置構造は、シリンダヘッドに接続
する吸気マニホールドと過給機の間に、水冷式インタク
ーラを介装してなるV型多気筒機関において、一対のシ
リンダ列により形成されたVバンク内に上記インタクー
ラを配置するとともに、このインタクーラの上部に上記
吸気マニホールドを位置させたことを特徴とする。
B. Configuration of the Invention (1) Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, an intercooler arrangement structure in a V-type multi-cylinder engine according to the present invention is provided between an intake manifold connected to a cylinder head and a supercharger. In a V-type multi-cylinder engine having a water-cooled intercooler, the intercooler is arranged in a V bank formed by a pair of cylinder rows, and the intake manifold is located above the intercooler. And

(2) 作 用 上記構成によれば、過給機から送給される高温の吸気
は、V型多気筒機関の一対のシリンダ列により形成され
るVバンク内に配置された水冷式のインタクーラによっ
て冷却され、このインタクーラの上部に位置する吸気マ
ニホールドを介してシリンダヘッドに供給される。この
インタクーラは従来有効に利用されていなかったVバン
クのデッドスペースを利用して配置されているため、機
関全体をコンパクトに形成することができる。そして、
このインタクーラは吸気の冷却に加えて加熱し易いVバ
ンク内の冷却にも寄与し、燃料系におけるベーパの発生
を防止する。
(2) Operation According to the above configuration, the high temperature intake air sent from the supercharger is supplied by the water-cooled intercooler arranged in the V bank formed by the pair of cylinder rows of the V type multi-cylinder engine. It is cooled and supplied to the cylinder head through an intake manifold located above the intercooler. Since this intercooler is arranged by utilizing the dead space of the V bank which has not been effectively used in the past, the entire engine can be made compact. And
This intercooler contributes not only to cooling of the intake air but also to cooling of the V bank, which is easy to heat, and prevents the generation of vapor in the fuel system.

(3) 実施例 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。(3) Example Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図に示すように、この機関EはV型6気
筒機関であって、V字状に配置されたフロント側及びリ
ヤ側のシリンダ列C1 ,C2 の各シリンダブロック1の
内部には、それぞれ3個のシリンダ2が配列されてい
る。各シリンダ2に摺合されたピストン3に対面するシ
リンダヘッド4の底面には燃焼室5が形成されており、
この燃焼室5に開口する吸気ポート6と排気ポート7は
それぞれ吸気弁8と排気弁9により開閉される。そし
て、この吸気弁8はシリンダヘッド4の上部に位置する
カム軸10の吸気カム10aにカムフォロア11を介し
て係合されており、一方、排気弁9は上記カム軸10の
排気カム10bに、カムフォロア12、プッシュロッド
13、及びロッカーアーム14を介して係合されてい
る。
As shown in FIGS. 1 and 2, this engine E is a V-type 6-cylinder engine, and each cylinder block 1 of the front and rear cylinder rows C 1 and C 2 arranged in a V shape. Inside each of the three cylinders, three cylinders 2 are arranged. A combustion chamber 5 is formed on the bottom surface of the cylinder head 4 facing the piston 3 slidably fitted to each cylinder 2.
The intake port 6 and the exhaust port 7 opening to the combustion chamber 5 are opened and closed by an intake valve 8 and an exhaust valve 9, respectively. The intake valve 8 is engaged with the intake cam 10a of the cam shaft 10 located above the cylinder head 4 via a cam follower 11, while the exhaust valve 9 is connected to the exhaust cam 10b of the cam shaft 10. The cam follower 12, the push rod 13, and the rocker arm 14 are engaged with each other.

この機関Eは過給機としてのターボチャージャTCを備
えており、前記各排気ポート7から排出される高速の排
ガスは、該ターボチャージャTCの内部に導入されてタ
ービンホイルTを高速で回転駆動した後、マフラーMに
向けて排出される。一方、エアクリーナAを介して吸入
された空気は前記タービンホイルTと共に回転するコン
プレッサホイルCによって圧縮されてエアダクト15に
送出される。そして、第2図から明らかなように、この
エアダクト15はターボチャージャTCからリヤ側のシ
リンダ列C2 の上部を通って機関Eの反対側の端部に延
びている。
This engine E is equipped with a turbocharger TC as a supercharger, and high-speed exhaust gas discharged from each of the exhaust ports 7 is introduced into the turbocharger TC to rotationally drive the turbine wheel T at high speed. After that, it is discharged toward the muffler M. On the other hand, the air sucked in through the air cleaner A is compressed by the compressor wheel C that rotates together with the turbine wheel T and is sent to the air duct 15. As is apparent from FIG. 2, the air duct 15 extends from the turbocharger TC to the end portion on the opposite side of the engine E through the upper portion of the rear cylinder row C 2 .

第1図及び第3図に示すように、両シリンダ列C1 ,C
2 からなるVバンク内には水冷式のインタクーラICが
配設されている。このインタクーラICは箱状のケーシ
ング16を備えており、その両側に突設した4個のブラ
ケット17を介して後述する吸気マニホールドの下面に
ボルト18で下方から螺着されている。そして、ケーシ
ング16の後部上方に形成した入口孔16aは上記エア
ダクト15に接続されるとともに、その前部に形成した
出口孔16bはエルボ19を介して内部にスロットル弁
20aを備えたスロットルボディー20に接続されてい
る。第3図から明らかなように、インタクーラICのケ
ーシング16の内部には給水管21aと排水管21bを
備えた熱交換器21が斜めに配置されており、ポンプ2
2とラジエータ23が上記給水管21aと排水管21b
に接続されて冷却水の循環経路を形成している。
As shown in FIGS. 1 and 3, both cylinder rows C 1 , C
A water-cooled intercooler IC is arranged in the V bank consisting of two . The intercooler IC has a box-shaped casing 16 and is screwed from below with a bolt 18 to the lower surface of an intake manifold, which will be described later, via four brackets 17 protruding from both sides thereof. The inlet hole 16a formed in the upper rear portion of the casing 16 is connected to the air duct 15, and the outlet hole 16b formed in the front portion of the casing 16 is connected to the throttle body 20 having the throttle valve 20a therein via the elbow 19. It is connected. As is clear from FIG. 3, a heat exchanger 21 having a water supply pipe 21a and a drain pipe 21b is obliquely arranged inside the casing 16 of the intercooler IC, and the pump 2
2 and the radiator 23 are the water supply pipe 21a and the drain pipe 21b.
Is connected to form a circulation path for cooling water.

Vバンク内の上方には前記スロットルボディー20から
の給気を各吸気ポート6を分配するための全体として鞍
形をなす吸気マニホールド24が配設されておる。この
吸気マニホールド24は一端がスロットルボディー20
に接続されてVバンクの上部に沿って延びる吸気チャン
パ24aを有しており、この吸気チャンバ24aは各シ
リンダ列C1 ,C2 の吸気ポート6に接続するそれぞれ
3個の吸気路24bを両側に備えるとともに、その上面
に放熱のための6条の冷却フィン24cを備えている。
第4図から明らかなように、吸気マニホールド24の下
面に形成されたシリンダヘッド4に対する接合面には前
記6個の吸気路24bが開口するとともに、各吸気路2
4bの開口の近傍には燃料噴射ノズルNが配設されてい
る。そして、この吸気マニホールド24の下面には、前
述のインタクーラICが4本のボルト18によって吊下
げ状態で締着されるとともに、この吸気マニホールド2
4はガスケットGを介して9本のボルト25でシリンダ
ヘッド4に対して上方から締着されている。
Above the inside of the V bank, there is provided an intake manifold 24 having a saddle shape as a whole for distributing the intake air from the throttle body 20 to the intake ports 6. This intake manifold 24 has a throttle body 20 at one end.
Has an intake chamfer 24a connected to the upper side of the V bank, and the intake chamber 24a has three intake passages 24b connected to the intake ports 6 of the cylinder rows C 1 and C 2 on both sides. And six cooling fins 24c for heat dissipation are provided on the upper surface thereof.
As is apparent from FIG. 4, the six intake passages 24b are opened in the joint surface formed on the lower surface of the intake manifold 24 with respect to the cylinder head 4, and each intake passage 2 is formed.
A fuel injection nozzle N is arranged near the opening of 4b. The intercooler IC described above is fastened to the lower surface of the intake manifold 24 in a suspended state by four bolts 18, and the intake manifold 2
4 is fastened to the cylinder head 4 from above by nine bolts 25 via a gasket G.

第5図及び第6図はフロント側のシリンダ列C1 に使用
するガスケットGを示すもので、このガスケットGには
それぞれ燃料噴射ノズルNに対応する膨出部26aを備
えた3個の吸気通孔26と、吸気マニホールド24をシ
リンダヘッド4に取り付けるための複数のボルト挿通孔
27が形成されている。尚、符号28はフロント側のガ
スケットGにのみ形成されるEGR用通孔である。上記
ガスケットGは3枚のステンレス板29a,29bを積
層した構造を有しており、その外側の2層のステンレス
板29bにはNBR系の耐熱製ゴムによってコーティン
グが施されている。そして、このガスケットGを用いる
ことによって、フロント側とリヤ側のシリンダ列C1
2 の高さの差を吸収すると共に、シリンダヘッド4か
ら吸気マニホールド24への熱伝導を低減することが可
能となる。尚、リヤ側のガスケットGの構造は上述のフ
ロント側のガスケットGと同一で形状のみが異なるた
め、その重複した説明は省略する。
FIGS. 5 and 6 show a gasket G used for the front side cylinder row C 1. This gasket G has three intake passages each having a bulge portion 26a corresponding to the fuel injection nozzle N. A hole 26 and a plurality of bolt insertion holes 27 for attaching the intake manifold 24 to the cylinder head 4 are formed. Reference numeral 28 is an EGR through hole formed only in the front gasket G. The gasket G has a structure in which three stainless steel plates 29a and 29b are laminated, and the two outer stainless steel plates 29b are coated with NBR heat resistant rubber. By using this gasket G, the front and rear cylinder rows C 1 ,
It is possible to absorb the difference in height of C 2 and reduce the heat conduction from the cylinder head 4 to the intake manifold 24. Since the structure of the gasket G on the rear side is the same as that of the gasket G on the front side described above, and only the shape is different, the duplicated description will be omitted.

第7図に示すように、上述の機関EはFF型自動車Am
のエンジンルームRに横置きに搭載されており、この機
関Eの上部に位置するボンネット30に形成した空気取
入孔30aの裏面には、モータ31によって強制駆動さ
れる冷却ファン32が装着されている。そして、この冷
却ファン32を駆動するモータ31は機関Eの運転条件
によって制御され、空気取入孔30aを介して外部から
取入孔30aを介して外部から取入れた空気を、機関E
の上面に位置する吸気マニホールド24に形成した冷却
フィン24cに吹付けて冷却を行うようになっている。
As shown in FIG. 7, the engine E is an FF type car Am.
Is installed horizontally in the engine room R of the engine E, and a cooling fan 32 forcibly driven by a motor 31 is mounted on the back surface of the air intake hole 30a formed in the bonnet 30 located above the engine E. There is. The motor 31 that drives the cooling fan 32 is controlled according to the operating conditions of the engine E, and the air taken in from the outside via the air intake hole 30a is supplied to the engine E from the outside via the intake hole 30a.
The cooling fins 24c formed on the intake manifold 24 located on the upper surface of the are cooled by spraying.

また、エンジンルームRには、機関Eの前方にその機関
本体の水冷のためのラジエータ33及びラジエータファ
ン34が配設される。
Further, in the engine room R, in front of the engine E, a radiator 33 and a radiator fan 34 for water cooling of the engine body are arranged.

次に、この実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

エアクリーナAを通過して浄化された吸気はターボチャ
ージャTCのコンプレッサホイルCによって高温・高圧
の状態に圧縮されてエアダクト15に送給される。エア
ダクト15から機関EのVバンク内に配置されたインタ
クーラICのケーシング16の内部に流入した吸気は、
熱交換器21を通過することによって冷却されて密度が
高められた後、スロットル弁20aを介して吸気マニホ
ールド24の吸気チャンバ24aに達する。このとき、
吸気チャンバ24aの上面に形成された冷却フィン24
cに対してボンネット30の裏面に設けた冷却ファン3
2から冷却風が供給され、この冷却風は走行風とラジエ
ータファン34による冷却風とあいまって吸気マニホー
ルド24を冷却し、その内部を流通する吸気の温度を更
に低下させる。
The intake air purified by passing through the air cleaner A is compressed to a high temperature / high pressure state by the compressor wheel C of the turbocharger TC and sent to the air duct 15. The intake air flowing from the air duct 15 into the casing 16 of the intercooler IC arranged in the V bank of the engine E is
After passing through the heat exchanger 21 to be cooled and increased in density, it reaches the intake chamber 24a of the intake manifold 24 via the throttle valve 20a. At this time,
Cooling fins 24 formed on the upper surface of the intake chamber 24a
Cooling fan 3 provided on the back of bonnet 30 with respect to c
Cooling air is supplied from 2. The cooling air, together with the traveling air and the cooling air from the radiator fan 34, cools the intake manifold 24 and further lowers the temperature of the intake air flowing therein.

而して、冷却された吸気は吸気チャンバ24aから6本
の吸気路24bに分流し、この吸気路24bに接続する
吸気ポート6の内部において燃料噴射ノズルNから供給
される燃料と混合して各シリンダ2の燃焼室5に送給さ
れる。そして、燃焼室5から排出された排ガスは排気ポ
ート7を介してターボチャージャTCに供給され、その
タービンホイルTを回転駆動する。
Thus, the cooled intake air is branched from the intake chamber 24a into the six intake passages 24b, and mixed with the fuel supplied from the fuel injection nozzle N inside the intake port 6 connected to the intake passages 24b. It is delivered to the combustion chamber 5 of the cylinder 2. Then, the exhaust gas discharged from the combustion chamber 5 is supplied to the turbocharger TC via the exhaust port 7 and rotationally drives the turbine wheel T thereof.

以上、本発明によるV型多気筒機関におけるインタクー
ラ配置構造の実施例を詳述したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され
た本発明を逸脱することなく、種々の小設計変更を行う
ことが可能である。
Although the embodiment of the intercooler arrangement structure in the V-type multi-cylinder engine according to the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment, and deviates from the invention described in the claims. It is possible to make various small design changes without any need.

例えば、過給機としてターボチャージャTCを用いる代
わりに、スーパーチャージャを用いることも可能であ
る。またインタクーラICを吸気マニホールド24の下
面に取り付ける代わりに、このインタクーラICを直接
シリンダヘッド4に取り付けてもよい。
For example, instead of using the turbocharger TC as the supercharger, it is possible to use a supercharger. Further, instead of mounting the intercooler IC on the lower surface of the intake manifold 24, the intercooler IC may be directly mounted on the cylinder head 4.

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、V型多気筒機関の一対の
シリンダ列により形成されるVバンク内に水冷式のイン
タクーラを配置し、このインタクーラ上部に吸気マニホ
ールドを位置させているので、デッドスペースであった
Vバンクの内側空間が有効に利用されて機関全体をコン
パクトに構成することが可能となるだけでなく、吸気マ
ニホールドの上部にイタクーラを配置したものに比べ
て、該吸気マニホールドの周辺に設けられるスロットル
弁、デバイスチューブ、EACV等の機器のメンテナン
スを容易に行うことが可能となる。
C. As described above, according to the present invention, the water-cooled intercooler is arranged in the V bank formed by the pair of cylinder rows of the V-type multi-cylinder engine, and the intake manifold is located above the intercooler. Therefore, not only is it possible to effectively use the inner space of the V bank, which was a dead space, to make the entire engine compact, but it is also possible to reduce the intake air as compared with the intake manifold in which the itacooler is arranged above the intake manifold. It becomes possible to easily perform maintenance of devices such as the throttle valve, device tube, and EACV provided around the manifold.

また、V型多気筒機関のVバンクの内部は冷却風の流通
が悪いために加熱しがちであるが、インタクーラに対す
る冷却水の循環によって該Vバンクの冷却が効率的にお
こなわれ、高温時における燃料系のベーパ発生を防止す
ることが可能となる。
Further, the inside of the V bank of the V-type multi-cylinder engine tends to be heated due to poor circulation of cooling air, but the V bank is efficiently cooled by circulating the cooling water to the intercooler, and at the time of high temperature. It is possible to prevent vaporization of the fuel system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例によるV型多気筒機関の正面
図、第2図は第1図のII線矢視平面図、第3図は第1図
のIII−III線断面図、第4図は第1図のIV−IV線断面
図、第5図はガスケットの平面図、第6図は第5図のVI
−VI線断面図、第7図はエンジンルームの縦断面図であ
る。 TC……ターボチャージャ(過給機)、IC……インタ
クーラ、C1 ,C2 ……シリンダ列 4……シリンダヘッド、24……吸気マニホールド
1 is a front view of a V-type multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view taken along the line II in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, FIG. 5 is a plan view of the gasket, and FIG. 6 is VI in FIG.
-VI line sectional drawing, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an engine room. TC ...... turbocharger (supercharger), IC ...... intercooler, C 1, C 2 ...... cylinder bank 4 ...... cylinder head, 24 ...... intake manifold

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリンダヘッド(4)に接続する吸気マニ
ホールド(24)と過給機(TC)の間に、水冷式イン
タクーラ(IC)を介装してなるV型多気筒機関におい
て、一対のシリンダ列(C1 ,C2 )により形成された
Vバンク内に上記インタクーラ(IC)を配置するとと
もに、このインタクーラ(IC)の上部に上記吸気マニ
ホールド(24)を位置させたことを特徴とする、V型
多気筒機関におけるインタクーラ配置構造。
1. A V-type multi-cylinder engine comprising a water-cooled intercooler (IC) interposed between an intake manifold (24) connected to a cylinder head (4) and a supercharger (TC). The intercooler (IC) is arranged in a V bank formed by the cylinder rows (C 1 , C 2 ), and the intake manifold (24) is located above the intercooler (IC). , V-type multi-cylinder engine intercooler arrangement structure.
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