JPH07259535A - パティキュレートトラップフィルタ再生装置 - Google Patents
パティキュレートトラップフィルタ再生装置Info
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- JPH07259535A JPH07259535A JP6054083A JP5408394A JPH07259535A JP H07259535 A JPH07259535 A JP H07259535A JP 6054083 A JP6054083 A JP 6054083A JP 5408394 A JP5408394 A JP 5408394A JP H07259535 A JPH07259535 A JP H07259535A
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- filter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トラップフィルタの温度の異常上昇を防止す
る。 【構成】 トラップフィルタ２上流側の排気通路１に設
けた燃焼装置３でエンジンからの排気全量を昇温して、
トラップフィルタ２の捕集パティキュレートを燃焼除去
し、トラップフィルタ２を再生する構成のパティキュレ
ートトラップフィルタ再生装置において、前記燃焼装置
３のバーナ温度もしくはトラップフィルタ２入口のガス
温度を検出する手段４と、トラップフィルタ再生の経過
時間を計時する手段５と、トラップフィルタ再生時に所
定の基準温度から所定の設定温度の範囲で前記検出温度
が緩やかに上昇するように燃焼装置３を制御する燃焼制
御手段６とを設ける。
る。 【構成】 トラップフィルタ２上流側の排気通路１に設
けた燃焼装置３でエンジンからの排気全量を昇温して、
トラップフィルタ２の捕集パティキュレートを燃焼除去
し、トラップフィルタ２を再生する構成のパティキュレ
ートトラップフィルタ再生装置において、前記燃焼装置
３のバーナ温度もしくはトラップフィルタ２入口のガス
温度を検出する手段４と、トラップフィルタ再生の経過
時間を計時する手段５と、トラップフィルタ再生時に所
定の基準温度から所定の設定温度の範囲で前記検出温度
が緩やかに上昇するように燃焼装置３を制御する燃焼制
御手段６とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、排気中のパティキュ
レートを捕集するパティキュレートトラップフィルタの
再生装置に関し、特に、再生中もエンジンの排気全量を
トラップフィルタに導入する、いわゆるフルフロー式の
再生装置に関する。
レートを捕集するパティキュレートトラップフィルタの
再生装置に関し、特に、再生中もエンジンの排気全量を
トラップフィルタに導入する、いわゆるフルフロー式の
再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特に、ディーゼルエンジン等で
は、排気中に含まれるパティキュレート（排気微粒子）
を捕集するため、排気通路にパティキュレートトラップ
フィルタが介装されている。
は、排気中に含まれるパティキュレート（排気微粒子）
を捕集するため、排気通路にパティキュレートトラップ
フィルタが介装されている。
【０００３】このようなパティキュレートトラップフィ
ルタにおいては、捕集されたパティキュレートが増加す
ると、トラップフィルタの目詰まりによって排気圧力が
上昇し、エンジン性能が低下する。このため、トラップ
フィルタに捕集されたパティキュレートを燃焼除去し、
トラップフィルタの再生を図るようにした再生装置があ
る。
ルタにおいては、捕集されたパティキュレートが増加す
ると、トラップフィルタの目詰まりによって排気圧力が
上昇し、エンジン性能が低下する。このため、トラップ
フィルタに捕集されたパティキュレートを燃焼除去し、
トラップフィルタの再生を図るようにした再生装置があ
る。
【０００４】かかる再生装置として、エンジンの排気全
量を軽油バーナ等の燃焼装置で昇温させてトラップフィ
ルタに導入し、パティキュレートを燃焼除去してトラッ
プフィルタを再生する、いわゆるフルフロー式の再生装
置が提案されている。
量を軽油バーナ等の燃焼装置で昇温させてトラップフィ
ルタに導入し、パティキュレートを燃焼除去してトラッ
プフィルタを再生する、いわゆるフルフロー式の再生装
置が提案されている。
【０００５】このものは、排気全量をトラップフィルタ
に導入するため、再生時に排気をバイパスさせるバイパ
ス方式に比べて、トラップフィルタを通過するガス量が
多いためトラップフィルタ内の温度が均一になりやす
く、また再生中にパティキュレートが排出されない等の
利点を有する（特開平２ー１０４９１２号公報等）。
に導入するため、再生時に排気をバイパスさせるバイパ
ス方式に比べて、トラップフィルタを通過するガス量が
多いためトラップフィルタ内の温度が均一になりやす
く、また再生中にパティキュレートが排出されない等の
利点を有する（特開平２ー１０４９１２号公報等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
トラップフィルタとしては、近年、熱伝導性が良く、圧
損が低い特性を有する、例えばシリコンカーバイドフィ
ルタ（以下、ＳｉＣフィルタとする）が用いられつつあ
る。このＳｉＣフィルタをフルフロー式のパティキュレ
ートトラップフィルタ再生装置に適用した場合、圧損が
低いため、パティキュレートの捕集量を多くすることが
でき、規定の圧損になるまでの時間が長く、パティキュ
レートの捕集時間を長くとれるようになる。
トラップフィルタとしては、近年、熱伝導性が良く、圧
損が低い特性を有する、例えばシリコンカーバイドフィ
ルタ（以下、ＳｉＣフィルタとする）が用いられつつあ
る。このＳｉＣフィルタをフルフロー式のパティキュレ
ートトラップフィルタ再生装置に適用した場合、圧損が
低いため、パティキュレートの捕集量を多くすることが
でき、規定の圧損になるまでの時間が長く、パティキュ
レートの捕集時間を長くとれるようになる。
【０００７】しかしながら、フルフロー式の再生装置に
ＳｉＣフィルタを用いると、パティキュレートの捕集量
を多くできる半面、捕集量が多いために、逆にトラップ
フィルタ再生時に、パティキュレートの燃焼によってト
ラップフィルタ中心付近の温度が異常上昇する。この異
常上昇によりトラップフィルタに温度差が発生し、この
温度差による熱応力によってトラップフィルタに割れを
生じかねないという問題がある。
ＳｉＣフィルタを用いると、パティキュレートの捕集量
を多くできる半面、捕集量が多いために、逆にトラップ
フィルタ再生時に、パティキュレートの燃焼によってト
ラップフィルタ中心付近の温度が異常上昇する。この異
常上昇によりトラップフィルタに温度差が発生し、この
温度差による熱応力によってトラップフィルタに割れを
生じかねないという問題がある。
【０００８】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、トラップフィルタ再生時に発生する温度の異
常上昇を抑制できるようにしたパティキュレートトラッ
プフィルタ再生装置を提供することを目的としている。
たもので、トラップフィルタ再生時に発生する温度の異
常上昇を抑制できるようにしたパティキュレートトラッ
プフィルタ再生装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように排気通路１にトラップフィルタ２を介装し、該
トラップフィルタ上流側排気通路に設けた燃焼装置３で
エンジンからの排気全量を昇温してトラップフィルタ２
内に導入し、トラップフィルタ２に捕集された排気中の
パティキュレートを燃焼除去してトラップフィルタ２を
再生する構成のパティキュレートトラップフィルタ再生
装置において、前記燃焼装置３のバーナ温度もしくはト
ラップフィルタ２入口のガス温度を検出する手段４と、
トラップフィルタ再生の経過時間を計時する手段５と、
トラップフィルタ再生時に所定の基準温度から所定の設
定温度の範囲で前記検出温度が緩やかに上昇するように
燃焼装置３を制御する燃焼制御手段６とを設ける。
すように排気通路１にトラップフィルタ２を介装し、該
トラップフィルタ上流側排気通路に設けた燃焼装置３で
エンジンからの排気全量を昇温してトラップフィルタ２
内に導入し、トラップフィルタ２に捕集された排気中の
パティキュレートを燃焼除去してトラップフィルタ２を
再生する構成のパティキュレートトラップフィルタ再生
装置において、前記燃焼装置３のバーナ温度もしくはト
ラップフィルタ２入口のガス温度を検出する手段４と、
トラップフィルタ再生の経過時間を計時する手段５と、
トラップフィルタ再生時に所定の基準温度から所定の設
定温度の範囲で前記検出温度が緩やかに上昇するように
燃焼装置３を制御する燃焼制御手段６とを設ける。
【００１０】第２の発明は、前記燃焼制御手段６が、検
出温度が所定の設定温度に達すると、これより高い規定
温度に規定時間保つように燃焼装置３を制御する。
出温度が所定の設定温度に達すると、これより高い規定
温度に規定時間保つように燃焼装置３を制御する。
【００１１】
【作用】第１の発明では、トラップフィルタの再生時
に、燃焼装置のバーナ温度もしくはトラップフィルタ入
口のガス温度が所定の基準温度から緩やかに上昇され、
したがってトラップフィルタに捕集されたパティキュレ
ートの燃焼が緩やかに進むため、トラップフィルタの温
度の異常上昇が防止される。
に、燃焼装置のバーナ温度もしくはトラップフィルタ入
口のガス温度が所定の基準温度から緩やかに上昇され、
したがってトラップフィルタに捕集されたパティキュレ
ートの燃焼が緩やかに進むため、トラップフィルタの温
度の異常上昇が防止される。
【００１２】第２の発明では、パティキュレートの燃焼
が進んだ後、燃焼装置のバーナ温度もしくはトラップフ
ィルタ入口のガス温度が規定高温に保たれ、したがって
燃焼が速やかに終了される。
が進んだ後、燃焼装置のバーナ温度もしくはトラップフ
ィルタ入口のガス温度が規定高温に保たれ、したがって
燃焼が速やかに終了される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１４】図２に示すように、エンジン１０に接続さ
れる排気通路１１の途中には、排気中のパティキュレー
トを捕集するためのトラップフィルタ１２が介装されて
いる。トラップフィルタ１２は、ケース１３内にパティ
キュレート捕集用の例えばＳｉＣフィルタ１４が収納さ
れている。
れる排気通路１１の途中には、排気中のパティキュレー
トを捕集するためのトラップフィルタ１２が介装されて
いる。トラップフィルタ１２は、ケース１３内にパティ
キュレート捕集用の例えばＳｉＣフィルタ１４が収納さ
れている。
【００１５】トラップフィルタ１２より上流側の排気通
路１１には、バーナ１５が設けられている。バーナ１５
は、燃料供給装置１６と助燃エア供給装置１７からそれ
ぞれ燃料と助燃エアが供給され、これが点火駆動装置１
８からの点火信号により点火、燃焼され、エンジン１０
からの全排気を昇温する。
路１１には、バーナ１５が設けられている。バーナ１５
は、燃料供給装置１６と助燃エア供給装置１７からそれ
ぞれ燃料と助燃エアが供給され、これが点火駆動装置１
８からの点火信号により点火、燃焼され、エンジン１０
からの全排気を昇温する。
【００１６】これらバーナ１５、燃料供給装置１６、助
燃エア供給装置１７および点火駆動装置１８によって燃
焼装置が構成される。昇温した排気の全量はトラップフ
ィルタ１２に導入されて捕集されたパティキュレートが
燃焼除去される。１９はマフラーである。
燃エア供給装置１７および点火駆動装置１８によって燃
焼装置が構成される。昇温した排気の全量はトラップフ
ィルタ１２に導入されて捕集されたパティキュレートが
燃焼除去される。１９はマフラーである。
【００１７】バーナコントローラ（燃焼制御手段）２０
は、マイクロコンピュータを内蔵し、トラップフィルタ
１２の圧損が所定値以上となったときに、トラップフィ
ルタ１２の再生を行うべく、燃料供給装置１６、助燃エ
ア供給装置１７、点火駆動装置１８を駆動し、バーナ１
５の燃焼を開始させる。
は、マイクロコンピュータを内蔵し、トラップフィルタ
１２の圧損が所定値以上となったときに、トラップフィ
ルタ１２の再生を行うべく、燃料供給装置１６、助燃エ
ア供給装置１７、点火駆動装置１８を駆動し、バーナ１
５の燃焼を開始させる。
【００１８】そして、バーナ１５の燃焼開始後、バーナ
１５の下流でトラップフィルタ１２の入口付近に設けた
温度センサ２１からの温度信号と、再生の経過時間（タ
イマによる）とに基づいて、燃料供給装置１６からの燃
料供給量および助燃エア供給装置１７からの助燃エア量
を制御する。
１５の下流でトラップフィルタ１２の入口付近に設けた
温度センサ２１からの温度信号と、再生の経過時間（タ
イマによる）とに基づいて、燃料供給装置１６からの燃
料供給量および助燃エア供給装置１７からの助燃エア量
を制御する。
【００１９】なお、温度センサ２１はバーナ１５の火炎
温度を検出する位置に設けても良い。
温度を検出する位置に設けても良い。
【００２０】次に、バーナコントローラ２０による制御
内容を図３のフローチャートに基づいて説明する。
内容を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００２１】再生開始条件の成立によりスタートする
と、まずステップ１〜３で点火駆動装置１８を駆動して
バーナ１５の点火プラグをＯＮすると共に、燃料供給装
置１６および助燃エア供給装置１７を駆動して燃料と助
燃エアの供給を開始し、バーナ１５の燃焼を開始する。
と、まずステップ１〜３で点火駆動装置１８を駆動して
バーナ１５の点火プラグをＯＮすると共に、燃料供給装
置１６および助燃エア供給装置１７を駆動して燃料と助
燃エアの供給を開始し、バーナ１５の燃焼を開始する。
【００２２】ステップ４では、トラップフィルタ１２の
入口付近のガス温度（温度センサ２１の検出温度）Ｔ℃
を所定の基準温度Ａ℃（例えば、４００℃）と比較し、
基準温度Ａ℃になると、ステップ５に進む。
入口付近のガス温度（温度センサ２１の検出温度）Ｔ℃
を所定の基準温度Ａ℃（例えば、４００℃）と比較し、
基準温度Ａ℃になると、ステップ５に進む。
【００２３】ステップ５に進むと、トラップフィルタ１
２の入口付近のガス温度Ｔ℃を緩やかに上昇させるよう
に、燃料供給装置１６からの燃料供給量および助燃エア
供給装置１７からの助燃エア量を増量制御する。
２の入口付近のガス温度Ｔ℃を緩やかに上昇させるよう
に、燃料供給装置１６からの燃料供給量および助燃エア
供給装置１７からの助燃エア量を増量制御する。
【００２４】この場合、基準温度Ａ℃に達した時点から
の経過時間ｔ１に対して、トラップフィルタ１２の入口
付近のガス温度Ｔ℃を、所定の温度Ｄ℃ずつ上昇させる
緩やかな上昇率（例えば、０．５〜２℃／ｓ）で上昇さ
せるように、燃料供給量および助燃エア量を増量制御す
る。
の経過時間ｔ１に対して、トラップフィルタ１２の入口
付近のガス温度Ｔ℃を、所定の温度Ｄ℃ずつ上昇させる
緩やかな上昇率（例えば、０．５〜２℃／ｓ）で上昇さ
せるように、燃料供給量および助燃エア量を増量制御す
る。
【００２５】そして、ステップ６でトラップフィルタ１
２の入口付近のガス温度Ｔ℃が所定の設定温度Ｂ℃（例
えば、６５０℃）まで上昇したかどうかを判定し、設定
温度Ｂ℃まで上昇するとステップ７に進む。
２の入口付近のガス温度Ｔ℃が所定の設定温度Ｂ℃（例
えば、６５０℃）まで上昇したかどうかを判定し、設定
温度Ｂ℃まで上昇するとステップ７に進む。
【００２６】ステップ７に進むと、トラップフィルタ１
２の入口付近のガス温度Ｔ℃が規定温度Ｔ２（例えば、
７５０℃）になるように、燃料供給装置１６からの燃料
供給量および助燃エア供給装置１７からの助燃エア量を
増量制御する。
２の入口付近のガス温度Ｔ℃が規定温度Ｔ２（例えば、
７５０℃）になるように、燃料供給装置１６からの燃料
供給量および助燃エア供給装置１７からの助燃エア量を
増量制御する。
【００２７】そして、ステップ８で規定時間ｔ０が経過
すると、ステップ９〜１１で燃料供給装置１６、助燃エ
ア供給装置１７、点火駆動装置１８を停止して、燃料お
よび助燃エアの供給を停止し、点火プラグをＯＦＦし、
トラップフィルタ１２の再生動作を終了する。
すると、ステップ９〜１１で燃料供給装置１６、助燃エ
ア供給装置１７、点火駆動装置１８を停止して、燃料お
よび助燃エアの供給を停止し、点火プラグをＯＦＦし、
トラップフィルタ１２の再生動作を終了する。
【００２８】このような制御によって、トラップフィル
タ１２の入口付近のガス温度Ｔ℃は図４のような特性に
なる。
タ１２の入口付近のガス温度Ｔ℃は図４のような特性に
なる。
【００２９】即ち、再生時にトラップフィルタ１２の入
口付近のガス温度Ｔ℃が、基準温度Ａ℃以上になって例
えば５００℃位になると、トラップフィルタ１２に捕集
されているパティキュレートが燃焼し始めるが、所定の
設定温度Ｂ℃になるまでそのガス温度Ｔ℃の上昇が緩や
かに保たれるので、パティキュレートの燃焼が緩やかに
進行される。
口付近のガス温度Ｔ℃が、基準温度Ａ℃以上になって例
えば５００℃位になると、トラップフィルタ１２に捕集
されているパティキュレートが燃焼し始めるが、所定の
設定温度Ｂ℃になるまでそのガス温度Ｔ℃の上昇が緩や
かに保たれるので、パティキュレートの燃焼が緩やかに
進行される。
【００３０】これにより、トラップフィルタ１２の中心
付近の温度が異常上昇する温度ピーク現象の発生を抑制
することができる。したがって、フィルタ１２の熱応力
が緩和され、割れや焼損等が防止され、フィルタ１２の
寿命を向上させることができる。
付近の温度が異常上昇する温度ピーク現象の発生を抑制
することができる。したがって、フィルタ１２の熱応力
が緩和され、割れや焼損等が防止され、フィルタ１２の
寿命を向上させることができる。
【００３１】一方、パティキュレートの燃焼が進行し、
トラップフィルタ１２の入口付近のガス温度Ｔ℃が設定
温度Ｂ℃になると、パティキュレートの大部分は燃焼を
終えるが、この後、そのガス温度Ｔ℃が規定高温に保た
れる。
トラップフィルタ１２の入口付近のガス温度Ｔ℃が設定
温度Ｂ℃になると、パティキュレートの大部分は燃焼を
終えるが、この後、そのガス温度Ｔ℃が規定高温に保た
れる。
【００３２】このため、トラップフィルタ１２の後部等
にパティキュレートが残っていても、そのパティキュレ
ートは速やかに燃焼され、したがってトラップフィルタ
の再生が速やかに終了される。
にパティキュレートが残っていても、そのパティキュレ
ートは速やかに燃焼され、したがってトラップフィルタ
の再生が速やかに終了される。
【００３３】
【発明の効果】以上のように第１の発明は、排気通路に
トラップフィルタを介装し、該トラップフィルタ上流側
排気通路に設けた燃焼装置でエンジンからの排気全量を
昇温してトラップフィルタ内に導入し、トラップフィル
タに捕集された排気中のパティキュレートを燃焼除去し
てトラップフィルタを再生する構成のパティキュレート
トラップフィルタ再生装置において、前記燃焼装置のバ
ーナ温度もしくはトラップフィルタ入口のガス温度を検
出する手段と、トラップフィルタ再生の経過時間を計時
する手段と、トラップフィルタ再生時に所定の基準温度
から所定の設定温度の範囲で前記検出温度が緩やかに上
昇するように燃焼装置を制御する燃焼制御手段とを設け
たので、トラップフィルタの温度の異常上昇による割れ
や焼損等を防止でき、フィルタの寿命を向上することが
できる。
トラップフィルタを介装し、該トラップフィルタ上流側
排気通路に設けた燃焼装置でエンジンからの排気全量を
昇温してトラップフィルタ内に導入し、トラップフィル
タに捕集された排気中のパティキュレートを燃焼除去し
てトラップフィルタを再生する構成のパティキュレート
トラップフィルタ再生装置において、前記燃焼装置のバ
ーナ温度もしくはトラップフィルタ入口のガス温度を検
出する手段と、トラップフィルタ再生の経過時間を計時
する手段と、トラップフィルタ再生時に所定の基準温度
から所定の設定温度の範囲で前記検出温度が緩やかに上
昇するように燃焼装置を制御する燃焼制御手段とを設け
たので、トラップフィルタの温度の異常上昇による割れ
や焼損等を防止でき、フィルタの寿命を向上することが
できる。
【００３４】第２の発明は、前記燃焼制御手段が、検出
温度が所定の設定温度に達すると、これより高い規定温
度に規定時間保つように燃焼装置を制御するので、トラ
ップフィルタの再生を速やかにかつ的確に行える。
温度が所定の設定温度に達すると、これより高い規定温
度に規定時間保つように燃焼装置を制御するので、トラ
ップフィルタの再生を速やかにかつ的確に行える。
【図１】発明の構成図である。
【図２】実施例の構成図である。
【図３】制御フローチャートである。
【図４】温度特性図である。
１０ エンジン １１ 排気通路 １２ トラップフィルタ １５ バーナ １６ 燃料供給装置 １７ 助燃エア供給装置 １８ 点火駆動装置 ２０ バーナコントローラ ２１ 温度センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 排気通路にトラップフィルタを介装し、
該トラップフィルタ上流側排気通路に設けた燃焼装置で
エンジンからの排気全量を昇温してトラップフィルタ内
に導入し、トラップフィルタに捕集された排気中のパテ
ィキュレートを燃焼除去してトラップフィルタを再生す
る構成のパティキュレートトラップフィルタ再生装置に
おいて、前記燃焼装置のバーナ温度もしくはトラップフ
ィルタ入口のガス温度を検出する手段と、トラップフィ
ルタ再生の経過時間を計時する手段と、トラップフィル
タ再生時に所定の基準温度から所定の設定温度の範囲で
前記検出温度が緩やかに上昇するように燃焼装置を制御
する燃焼制御手段とを設けたことを特徴とするパティキ
ュレートトラップフィルタ再生装置。 - 【請求項２】 前記燃焼制御手段は、検出温度が所定の
設定温度に達すると、これより高い規定温度に規定時間
保つように燃焼装置を制御することを特徴とする請求項
１に記載のパティキュレートトラップフィルタ再生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6054083A JPH07259535A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | パティキュレートトラップフィルタ再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6054083A JPH07259535A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | パティキュレートトラップフィルタ再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07259535A true JPH07259535A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12960731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6054083A Pending JPH07259535A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | パティキュレートトラップフィルタ再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07259535A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220243633A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Marelli Europe S.P.A. | Heating Device for an Exhaust System of an Internal Combustion Engine |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP6054083A patent/JPH07259535A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220243633A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Marelli Europe S.P.A. | Heating Device for an Exhaust System of an Internal Combustion Engine |
| US11913366B2 (en) * | 2021-01-29 | 2024-02-27 | Marelli Europe S.P.A. | Heating device for an exhaust system of an internal combustion engine |
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