KR101745200B1 - 엔진오일 공급장치 - Google Patents

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황중현
이병철
서종범
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현대자동차주식회사
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Abstract

일측은 오일펌프와 연결되고, 타측은 오일쿨러와 연결된 오일팬; 상기 오일팬에 마련되고, 상기 오일펌프에 의해 가압된 오일이 유입되어 이동되는 오일통로; 상기 오일팬에 마련되고, 상기 오일펌프로부터 공급된 오일의 불순물을 여과하는 오일필터; 및 상기 오일통로에 마련되고, 상기 오일통로로 유입된 오일을 상기 오일쿨러 혹은 상기 오일필터측으로 선택적으로 공급되도록 하는 바이패스 밸브;를 포함하는 엔진오일 공급장치가 소개된다.

Description

엔진오일 공급장치 {SUPPLYING APPARATUS OF ENGINE OIL}
본 발명은 차량의 엔진에 엔진오일을 공급하기 위한 엔진오일 공급장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 오일펌프, 오일쿨러, 오일필터 및 오일팬으로 구성되어 엔진의 실린더 블록의 메인 갤러리 및 베어링류 등에 오일을 공급하기 위한 엔진오일 공급장치에 관한 것이다.
통상적으로 엔진에는 엔진의 각 부품들을 윤활하기 위한 엔진오일이 구비된다. 상기 오일의 경우에는 엔진의 하방에 마련된 오일팬에 마련되어 엔진의 구동에 따라 벨트로 연결된 오일펌프에 의해 커넥팅로드와 피스톤을 통해 엔진의 메인갤러리 및 베어링류에 공급된다.
그러나 엔진오일의 온도에 관계없이 항시 오일쿨러를 통해 오일이 흐르게 되면 겨울철 냉시동시나 저속 냉간 운행시 과도한 오일의 냉각으로 인해 마찰 손실이 증가할 뿐만 아니라 적정 오일온도까지 상승하는데 걸리는 시간이 증가하게 된다.
따라서, 종래에는 바이패스 통로를 이용하여 오일이 오일쿨러를 통과하지 않도록 바이패스시키는 방법이 사용되고 있는데, 이러한 방법도 엔진온도와 무관하게 고정된 오일량만을 바이패스시켜서 단순히 냉간 시동시의 적정 오일온도 상승시간을 줄이는 것으로, 변화하는 운전조건에 적절한 온도로 오일의 온도를 조절하기가 어려운 문제점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1984-0003731 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 오일의 온도에 따라 오일이 오일쿨러를 바이패스되도록 하면서도 구성이 간단하고 연비가 개선되는 엔진오일 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진오일 공급장치는 일측은 오일펌프와 연결되고, 타측은 오일쿨러와 연결된 오일팬; 상기 오일팬에 마련되고, 상기 오일펌프에 의해 가압된 오일이 유입되어 이동되는 오일통로; 상기 오일팬에 마련되고, 상기 오일펌프로부터 공급된 오일의 불순물을 여과하는 오일필터; 및 상기 오일통로에 마련되고, 상기 오일통로로 유입된 오일을 상기 오일쿨러 혹은 상기 오일필터측으로 선택적으로 공급되도록 하는 바이패스 밸브;를 포함한다.
상기 오일팬에는 상기 오일통로, 바이패스 밸브 및 오일필터가 일체로 형성되어 모듈화될 수 있다.
상기 오일팬에는 상기 오일통로, 오일팬, 오일펌프가 상기 오일팬의 길이방향을 중심을 기준으로 일측에 치우치도록 마련됨으로써, 상기 오일팬에 오일의 저장공간이 확보될 수 있다.
상기 오일쿨러는 별물로 마련되어 상기 오일팬과 엔진 사이에 결합될 수 있다.
상기 오일쿨러에는 상기 오일쿨러를 통과한 오일이 상기 오일필터로 공급되도록 하는 오일유로가 형성될 수 있다.
상기 오일통로는 상기 오일팬의 길이방향으로 형성될 수 있다.
상기 오일통로는 일측에는 상기 오일펌프로부터 가압된 오일이 유입되는 유입홀이 형성되고, 타측에는 상기 오일쿨러로 오일을 공급하는 제1공급홀 및 상기 오일필터로 오일을 공급하는 제2공급홀이 형성되되, 상기 제1공급홀과 제2공급홀은 어긋나는 지점에 형성되어 상기 바이패스 밸브에 의해 개폐가 반대로 동작될 수 있다.
상기 오일필터는 상기 오일팬에 모듈화되어 형성됨으로써, 상기 오일필터의 하우징을 삭제 가능할 수 있다.
상기 바이패스 밸브는 기준온도에서 부피가 팽창되는 왁스부, 넥부가 형성된 이동부재 및 탄성부재로 구성될 수 있다.
상기 바이패스 밸브는 오일이 기준온도에 도달하면, 상기 왁스부 내의 왁스가 팽창되어 상기 이동부재를 가압하고, 상기 이동부재가 상기 탄성부재를 가압함으로써, 상기 이동부재의 넥부의 위치가 이동되어, 상기 오일통로 내의 오일이 상기 오일필터측으로 공급될 수 있다.
상기 바이패스 밸브의 왁스부에는 기준온도가 다르게 설정된 복수개의 왁스가 마련되어 오일온도의 기준온도를 복수개 설정 가능할 수 있다.
상기 바이패스 밸브는 복수의 기준값을 갖는 다단 바이패스 밸브일 수 있다.
상기 오일의 온도는 제1기준값 미만이면, 상기 오일펌프, 오일통로, 오일쿨러 및 오일필터를 거친 후 엔진 및 베어링에 공급될 수 있다.
상기 오일의 온도는 제1기준값 이상 제2기준값 미만이면, 상기 오일펌프, 오일통로 및 오일필터를 거친 후 엔진 및 베어링에 공급될 수 있다.
상기 오일의 온도는 제2기준값 이상이면, 상기 오일펌프, 오일통로, 오일쿨러 및 오일필터를 거친 후 엔진 및 베어링에 공급될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 엔진오일 공급장치에 따르면 아래와 같은 효과가 있다.
첫번째, 오일팬의 오일을 오일펌프를 통해 오일펌프의 하방에서 오일팬에 마련된 오일통로로 오일을 공급하는 구조이다. 따라서, 오일팬의 길이를 이용하여 다단 바이패스 밸브의 적용을 위한 레이아웃 구성이 가능함으로써, 별도로 종래의 엔진 레이아웃을 변경하지 않더라도 구현 가능하며, 엔진(실린더 블록)에 복잡한 오일 공급 회로를 구성하지 않아도 되어 구조가 간단하고, 가공이 용이하여 생산성이 향상되는 장점이 있다.
두번째, 오일팬, 오일통로, 바이패스 밸브 및 오일필터가 모듈화된 구조이다. 따라서, 오일팬을 오일필터 하우징화함으로써, 오일필터 하우징을 삭제할 수 있어 원가절감 및 중량저감의 효과가 있다. 또한, 오일팬 내부에 바이패스 밸브를 내장함으로써, 오일필터 하우징의 형상증대가 필요없어지는 장점이 있다.
세번째, 엔진오일 공급장치가 엔진(실린더블록)의 메인갤러리 보다 낮은 위치에 배치되는 구조이다. 따라서, 시동을 끄더라도 오일이 윤활관련 부품의 내부에 잔류하게 되는 것뿐만 아니라, 오일의 이동 경로가 짧아 시동시 초기 유압 형성 시간이 단축되어 엔진의 내구력이 증대되는 장점이 있다. 또한, 윤활 관련 부품이 오일팬측에 집중 배치됨으로써, 오일공급회로의 길이가 단축되어 오일 압력 저하 현상 축소로 연비가 개선되는 효과가 있다. 더구나, 구조가 간단해짐으로써, 경량화, 원가절감 및 최적화된 오일공급구조를 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진오일 공급장치를 간단하게 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진오일 공급장치의 분해사시도.
도 3은 도 2의 조립된 후 오일팬측을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 내부를 도시한 도면.
도 5는 오일팬을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진오일 공급장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진오일 공급장치를 간단하게 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진오일 공급장치의 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 조립된 후 오일팬(400)측을 도시한 도면이다. 도 4는 도 3의 내부를 도시한 도면이고, 도 5는 오일팬(400)을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 엔진오일 공급장치는 일측은 오일펌프(200)와 연결되고, 타측은 오일쿨러(300)와 연결된 오일팬(400); 상기 오일팬(400)에 마련되고, 상기 오일펌프(200)에 의해 가압된 오일이 유입되어 이동되는 오일통로(500); 상기 오일팬(400)에 마련되고, 상기 오일펌프(200)로부터 공급된 오일의 불순물을 여과하는 오일필터(600); 및 상기 오일통로(500)에 마련되고, 상기 오일통로(500)로 유입된 오일을 상기 오일쿨러(300) 혹은 상기 오일필터(600)측으로 선택적으로 공급되도록 하는 바이패스 밸브(700);를 포함한다.
본 발명은 도 1에 도시한 것처럼 상기 오일팬(400)에서부터 상기 엔진(100)까지 오일이 공급되는 것을 간략하게 블록으로 도시한 것으로서, 종래와는 달리 상기 오일팬(400)에는 상기 오일통로(500), 바이패스 밸브(700) 및 오일필터(600)가 일체로 형성되어 모듈화된다. 따라서, 상기 오일팬(400)의 오일을 상기 오일펌프(200)를 통해 가압한 후, 상기 오일팬(400)의 일측에 마련된 상기 오일통로(500)를 통해 상기 오일쿨러(300) 및 상기 오일필터(600)를 거친 후 엔진(100), 보다 정확하게는 실린더블록(CB)의 메인갤러리(MG)으로 공급하는 것이다. 특히, 상기 오일필터(600)는 상기 오일팬(400)에 모듈화되어 형성됨으로써, 종래에 별물로 마련되어 하우징이 필요했던 오일필터와는 달리, 상기 오일필터(600)의 하우징을 삭제 가능한 장점이 있다.
상기 오일통로(500)는 상기 오일팬(400)의 길이방향으로 형성된다. 또한, 상기 오일팬(400)에는 상기 오일통로(500), 바이패스밸브(700) 및 오일필터(600)가 상기 오일팬(400)의 길이방향을 중심을 기준으로 일측에 치우치도록 마련되는 것이 바람직할 것이다. 왜냐하면, 상기 오일통로(500), 바이패스 밸브(700) 및 오일필터(600)가 상기 오일팬(400)에 일체로 모듈화되어 형성되기 때문에, 일측으로 치우쳐서 마련되어야 상기 오일팬(400)에 오일의 저장공간을 충분히 확보할 수 있을 것이다.
특히, 상기 오일쿨러(300)는 별물로 마련되어 상기 오일팬(400)과 엔진(100) 보다 정확하게는 베드플레이트(BP) 사이에 결합됨으로써, 상기 엔진(100)의 냉간시 오일의 온도보다 높은 온도의 냉각수를 이용하여 오일을 승온시킬 수 있게 된다. 상기 오일쿨러(300)에는 상기 오일쿨러(300)를 통과한 오일이 상기 오일필터(600)로 공급되도록 하는 오일유로(310)가 형성될 수 있다.
상기 오일통로(500)는 일측에는 상기 오일펌프(200)로부터 가압된 오일이 유입되는 유입홀(510)이 형성되고, 타측에는 상기 오일쿨러(300)로 오일을 공급하는 제1공급홀(530) 및 상기 오일필터(600)로 오일을 공급하는 제2공급홀(550)이 형성된다. 상기 제1공급홀(530)과 제2공급홀(550)은 어긋나는 지점에 형성되어 상기 바이패스 밸브(700)에 의해 개폐가 반대로 동작되어 상기 제1공급홀(530)의 개방시에는 상기 제2공급홀(550)은 폐쇄되고, 상기 제1공급홀(530)의 폐쇄시에는 상기 제2공급홀(550)은 개방되어, 상기 오일펌프(200)를 통해 상기 오일통로(500)로 공급된 오일이 상기 오일쿨러(300) 혹은 상기 오일필터(600) 중 한쪽으로만 공급되도록 제어되는 것이다. 즉, 상기 바이패스 밸브(700)에 의해, 오일의 경로가 바뀌는 것이다.
상기 바이패스 밸브(700)는 기준온도에서 부피가 팽창되는 왁스부(710), 넥부(731)가 형성된 이동부재(730) 및 탄성부재(750)로 구성되는 것이 바람직할 것이다. 상기 바이패스 밸브(700)의 동작을 좀 더 상세하게 살펴보면, 상기 바이패스 밸브(700)는 오일이 기준온도에 도달하면, 상기 왁스부(710) 내의 왁스가 팽창되어 상기 이동부재(730)를 가압하게 된다. 그러면, 상기 이동부재(730)가 상기 탄성부재(750)를 가압함으로써, 상기 이동부재(730)의 넥부(731)의 위치가 이동되어, 상기 오일통로(500) 내의 오일이 상기 오일필터(600)측으로 공급되게 된다. 평소에는 상기 바이패스 밸브(700)에 의해 상기 오일쿨러(300)측으로 상기 오일통로(500) 내의 오일이 공급될 수 있도록 설정되어 있는바, 상기 왁스부(710)에 의해 설정된 온도에서만 상기 오일필터(600)측으로 상기 오일통로(500)의 오일이 공급되는 것이다.
상기 바이패스 밸브(700)의 왁스부(710)에는 기준온도가 다르게 설정된 복수개의 왁스가 마련되어 오일온도의 기준온도를 복수개 설정할 수 있다. 즉, 상기 바이패스 밸브(700)는 복수의 기준값을 갖는 다단 바이패스 밸브(700)가 적용될 수 있다. 또한, 상기한 바이패스 밸브(700)의 구성은 설계나 환경에 따라 대체될 수 있으며, 상기한 구성에 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명에서는 상기 오일의 온도를 제1기준값과 제2기준값을 중심으로 오일의 상태를 구분하게 된다. 상기 제1기준값(대략 80℃ 전후) 미만은 상기 엔진(100)이 냉간시라고 판단하고, 상기 제1기준값이상 제2기준값(대략 120℃ 전후) 미만은 상온시, 마지막으로 상기 제2기준값 이상은 열간시라고 판단하여 오일이 각각 다른 경로를 통해 이동하도록 제어하는 것이다.
먼저, 상기 오일의 온도가 제1기준값(대략 80℃ 전후) 미만이면, 상기 오일펌프(200), 오일통로(500), 오일쿨러(300) 및 오일필터(600)를 거친 후 엔진(100) 및 베어링에 공급되어 오일의 온도 보다 높은 온도의 냉각수와 오일이 열교환을 하여 초기 시동시(냉간시) 오일이 웜업되는 효과가 있다. 즉, 이때에는 상기 오일쿨러(300)를 오일이 통과함으로써, 승온되는 효과를 얻게 된다.
또한, 상기 오일의 온도가 제1기준값(대략 80℃ 전후) 이상 제2기준값(대략 120℃ 전후) 미만이면, 상기 오일펌프(200), 오일통로(500) 및 오일필터(600)를 거친 후 엔진(100) 및 베어링에 공급되도록 함으로써, 상기 오일쿨러(300)를 오일이 거치지 않기 때문에 상기 오일쿨러(300)에 의한 차압이 저감되는 효과가 있다.
마지막으로, 상기 오일의 온도가 제2기준값(대략 120℃ 전후) 이상이면, 상기 오일펌프(200), 오일통로(500), 오일쿨러(300) 및 오일필터(600)를 거친 후 엔진(100) 및 베어링에 공급된다. 즉, 상기 오일쿨러(300)를 오일이 통과함으로써, 고온의 오일이 냉각되는 효과가 있는 것이다. 따라서, 상기와 같이 오일의 온도가 제1기준값(대략 80℃ 전후) 이상 제2기준값(대략 120℃ 전후) 미만인 경우에는 상기 오일쿨러(300)를 거치지 않고, 바로 상기 오일필터(600)를 통해 상기 엔진(100)으로 오일이 공급되도록 함으로써, 오일의 압력이 저하되는 현상을 축소할 수 있어 연비가 개선되는 효과가 있다. 물론, 상기한 기준온도는 차종이나 환경 및 설계에 따라 얼마든지 변경 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 엔진오일 공급장치에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫번째, 오일팬의 오일을 오일펌프를 통해 오일펌프의 하방에서 오일팬에 마련된 오일통로로 오일을 공급하는 구조이다. 따라서, 오일팬의 길이를 이용하여 다단 바이패스 밸브의 적용을 위한 레이아웃 구성이 가능함으로써, 별도로 종래의 엔진 레이아웃을 변경하지 않더라도 구현 가능하며, 엔진(실린더 블록)에 복잡한 오일 공급 회로를 구성하지 않아도 되어 구조가 간단하고, 가공이 용이하여 생산성이 향상되는 장점이 있다.
두번째, 오일팬, 오일통로, 바이패스 밸브 및 오일필터가 모듈화된 구조이다. 따라서, 오일팬을 오일필터 하우징화함으로써, 오일필터 하우징을 삭제할 수 있어 원가절감 및 중량저감의 효과가 있다. 또한, 오일팬 내부에 바이패스 밸브를 내장함으로써, 오일필터 하우징의 형상증대가 필요없어지는 장점이 있다.
세번째, 엔진오일 공급장치가 엔진(실린더블록)의 메인갤러리 보다 낮은 위치에 배치되는 구조이다. 따라서, 시동을 끄더라도 오일이 윤활관련 부품의 내부에 잔류하게 되는 것뿐만 아니라, 오일의 이동 경로가 짧아 시동시 초기 유압 형성 시간이 단축되어 엔진의 내구력이 증대되는 장점이 있다. 또한, 윤활 관련 부품이 오일팬측에 집중 배치됨으로써, 오일공급회로의 길이가 단축되어 오일 압력 저하 현상 축소로 연비가 개선되는 효과가 있다. 더구나, 구조가 간단해짐으로써, 경량화, 원가절감 및 최적화된 오일공급구조를 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 엔진
200 : 오일펌프
300 : 오일쿨러
310 : 오일유로
400 : 오일팬
500 : 오일통로
510 : 유입홀
530 : 제1공급홀
550 : 제2공급홀
600 : 오일필터
700 : 바이패스 밸브
710 : 왁스부
730 : 이동부재
731 : 넥부
750 : 탄성부재

Claims (15)

  1. 일측은 오일펌프와 연결되고, 타측은 오일쿨러와 연결된 오일팬;
    상기 오일팬에 마련되고, 상기 오일펌프에 의해 가압된 오일이 유입되어 이동되는 오일통로;
    상기 오일팬에 마련되고, 상기 오일펌프로부터 공급된 오일의 불순물을 여과하는 오일필터; 및
    상기 오일통로에 마련되고, 상기 오일통로로 유입된 오일을 상기 오일쿨러 혹은 상기 오일필터측으로 선택적으로 공급되도록 하는 바이패스 밸브;를 포함하되,
    상기 오일필터는 상기 오일팬에 일체로 모듈화되어 형성됨으로써, 상기 오일필터의 하우징을 삭제 가능한 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일팬에는 상기 오일통로, 바이패스 밸브 및 오일필터가 일체로 형성되어 모듈화된 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일팬에는 상기 오일통로, 바이패스밸브 및 오일필터가 상기 오일팬의 길이방향을 중심을 기준으로 일측에 치우치도록 마련됨으로써, 상기 오일팬에 오일의 저장공간이 확보되는 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일쿨러는 별물로 마련되어 상기 오일팬과 엔진 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일쿨러에는 상기 오일쿨러를 통과한 오일이 상기 오일필터로 공급되도록 하는 오일유로가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일통로는 상기 오일팬의 길이방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일통로는 일측에는 상기 오일펌프로부터 가압된 오일이 유입되는 유입홀이 형성되고, 타측에는 상기 오일쿨러로 오일을 공급하는 제1공급홀 및 상기 오일필터로 오일을 공급하는 제2공급홀이 형성되되, 상기 제1공급홀과 제2공급홀은 어긋나는 지점에 형성되어 상기 바이패스 밸브에 의해 개폐가 반대로 동작되는 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 바이패스 밸브는 기준온도에서 부피가 팽창되는 왁스부, 넥부가 형성된 이동부재 및 탄성부재로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 바이패스 밸브는 오일이 기준온도에 도달하면, 상기 왁스부 내의 왁스가 팽창되어 상기 이동부재를 가압하고, 상기 이동부재가 상기 탄성부재를 가압함으로써, 상기 이동부재의 넥부의 위치가 이동되어, 상기 오일통로 내의 오일이 상기 오일필터측으로 공급되는 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 바이패스 밸브의 왁스부에는 기준온도가 다르게 설정된 복수개의 왁스가 마련되어 오일온도의 기준온도를 복수개 설정 가능한 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 바이패스 밸브는 복수의 기준값을 갖는 다단 바이패스 밸브인 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일의 온도는 제1기준값 미만이면, 상기 오일펌프, 오일통로, 오일쿨러 및 오일필터를 거친 후 엔진 및 베어링에 공급되는 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일의 온도는 제1기준값 이상 제2기준값 미만이면, 상기 오일펌프, 오일통로 및 오일필터를 거친 후 엔진 및 베어링에 공급되는 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일의 온도는 제2기준값 이상이면, 상기 오일펌프, 오일통로, 오일쿨러 및 오일필터를 거친 후 엔진 및 베어링에 공급되는 것을 특징으로 하는 엔진오일 공급장치.
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