CN108194569B - 磁流变减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁流变减震器,包括:缸筒,其具有储存冷却液的第一储液腔;活塞杆;以及阻尼保持装置,其包括设置于缸筒中且与活塞杆连接的活塞总成和设置于活塞总成上且与缸筒之间具有间隙的补偿件;其中,补偿件采用热敏材料制成,活塞总成具有用于将第一储液腔中的冷却液引导至补偿件的引流通道。本发明的磁流变减震器,通过在活塞上设置采用热敏材料制成的补偿件,利用热敏材料热胀冷缩的特性,使得补偿件与缸筒之间的间隙大小可调,从而补偿由于减震器工作时产生热而造成磁流变液变稀引起的阻尼力消弱的现象,以确保阻尼力恒定。
Description
技术领域
本发明属于减震器技术领域,具体地说,本发明涉及一种磁流变减震器。
背景技术
目前,在国内、外对于减震器大都是标准化。其中现有的磁流变液式减震器大多数采用固定的活塞头。减震器长时间工作时,由于温度上升会使得活塞头与缸体之间的间隙变大,加上由于缸内温度升高引起的磁流变液变稀的因素,二者共同导致减震器的阻尼力下降,减震效果随之变得不理想,还由于缸内温度底部和顶部存在温差的缘故,导致缸内上下内径不一致,造成阻尼力不均匀。再者由于同类减震器不具备高度可调功能,而现有的可调高度的减震器一般只能调节其刚度,而行程却不可调,使得其应用场景的适应性大打折扣。
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,本发明提供一种磁流变减震器,目的是确保阻尼力恒定。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:磁流变减震器,包括:
缸筒,其具有储存冷却液的第一储液腔;
活塞杆;以及
阻尼保持装置,其包括设置于缸筒中且与活塞杆连接的活塞总成和设置于活塞总成上且与缸筒之间具有间隙的补偿件;
其中,补偿件采用热敏材料制成,活塞总成具有用于将第一储液腔中的冷却液引导至补偿件的引流通道。
所述补偿件设置于所述活塞总成的相对两端,活塞总成包括第一活塞本体和设置于第一活塞本体上的励磁线圈,励磁线圈位于两个补偿件之间,所述引流通道设置于第一活塞本体的内部。
所述引流通道包括设置于所述第一活塞本体的内部且用于容纳冷却液的引流腔和设置于第一活塞本体的侧壁上且与引流腔连通的引流孔,所述补偿件套设于第一活塞本体上且补偿件包围引流孔。
所述引流孔在所述引流孔设置多个且引流孔为沿周向均匀分布。
所述阻尼保持装置还包括设置于所述缸筒中的调节活塞、与所述第一活塞本体和所述缸筒连接且使所述第一储液腔与所述引流腔连通的排水管、与调节活塞和第一活塞本体连接的第一导管组件和设置于第一导管组件中的第一单向阀,调节活塞具有容纳冷却液的第二储液腔,第二储液腔的容积大小可调。
所述第一导管组件的长度可调节,第一导管组件包括与所述调节活塞连接的第一连接管和套设于第一连接管上且与所述第一活塞本体连接的第一导向管,第一导向管与所述引流腔连通,第一连接管与第一导向管和所述第二储液腔连通,所述第一单向阀设置于第一导向管的内部,第一单向阀开启后,使得第二储液腔中的冷却液能够流向引流腔。
所述阻尼保持装置还包括与所述调节活塞和所述第一活塞本体连接的第二导管组件、与第二导管组件和所述缸筒连接的进水管以及设置于第二导管组件中的第二单向阀,第二单向阀开启后,使得所述第一储液腔中的冷却液能够流向所述第二储液腔。
所述第二导管组件的长度可调节,第二导管组件包括与所述调节活塞连接的第二连接管和套设于第二连接管上且与所述第一活塞本体连接的第二导向管,第二导向管与所述进水管连接,第二连接管与第二导向管和所述第二储液腔连通,所述第二单向阀设置于第二导向管的内部。
所述调节活塞的轴向位置可调节,所述缸筒上设有用于确定调节活塞的位置的标记机构。
所述标记机构包括可移动的设置于所述第一储液腔中的标记件和与所述缸筒连接且罩住所述标记件的覆盖件,覆盖件采用透明材质制成,所述调节活塞对标记件施加吸引力以使标记件随同调节活塞同步移动。
本发明的磁流变减震器,通过在活塞上设置采用热敏材料制成的补偿件,利用热敏材料热胀冷缩的特性,补偿件能够调节与缸筒之间的间隙大小,从而补偿由于减震器工作时产生热而造成磁流变液变稀引起的阻尼力消弱的现象,以确保阻尼力恒定。
附图说明
本说明书包括以下附图,所示内容分别是:
图1是本发明磁流变减震器的剖视图;
图2是活塞总成的结构示意图;
图3是第一导管组件和第二导管组件的结构示意图;
图4是调节活塞的结构示意图;
图5是加长杆的结构示意图;
图6是活塞总成的剖视图;
图中标记为:
1、活塞杆;
2、缸筒;201、第一储液腔;
3、第一活塞本体;301、引流腔;302、引流孔;
4、励磁线圈;
5、调节活塞;501、第二活塞本体;502、永磁体;503、第二储液腔;504、弹性膜片;
6、第一单向阀;7、第二单向阀;8、第一导向管;9、第二导向管;10、第一连接管;11、第二连接管;12、标记件;13、覆盖件;14、提升杆;15、提升装置;16、加长杆;17、储液罐;18、排水管;19、进水管;20、搅拌轮;21、补偿件;22、第一隔磁盘;23、第一导磁盘;24、第二隔磁盘;25、第二导磁盘。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,并有助于其实施。
如图1至图5所示,本发明提供了一种磁流变减震器,包括缸筒2、活塞杆1和阻尼保持装置。缸筒2具有储存冷却液的第一储液腔201,活塞杆1***缸筒2中。阻尼保持装置包括设置于缸筒2中且与活塞杆1连接的活塞总成和设置于活塞总成上且与缸筒2之间具有间隙的补偿件21,补偿件21采用热敏材料制成,热敏材料具有热胀冷缩的特性,补偿件21可以进行收缩和膨胀,活塞总成具有用于将第一储液腔201中的冷却液引导至补偿件21的引流通道。
具体地说,如图1所示,缸筒2为内部中空的圆柱形筒体,缸筒2内部中空部分为储存有磁流变液的圆柱形的内腔体,活塞总成设置于缸筒2的内腔体中,活塞杆1的一端***缸筒2内与活塞总成连接,活塞杆1的另一端伸出于缸筒2外。缸筒2的侧壁具有一定的厚度,第一储液腔201设置于缸筒2的侧壁的内部,第一储液腔201为与缸筒2的内腔体同轴的圆环形空腔,缸筒2的侧壁包围内腔体,第一储液腔201的直径大于内腔体的直径。第一储液腔201中储存有冷却液,冷却液用于吸热。在减震器工作过程中,减震器将振动能量转化为热能,缸筒2内部的磁流变液的稳定会上升,缸筒2产生变形,缸筒2本身的直径也会增大,而冷却液在阻尼保持装置与第一储液腔201之间进行流动,阻尼保持装置设置于缸筒2的内腔体中,冷却液可以吸收热量,阻尼保持装置内的冷却液的温度上升后,在冷却液流经补偿件21时,补偿件21受热膨胀,补偿件21的直径增大,膨胀后的补偿件21确保了与缸筒2的内壁面之间的间隙大小符合要求,补偿件21与缸筒2的内壁面之间的间隙形成让磁流变液通过的阻尼通道,补偿件21通过膨胀确保阻尼通道的开度大小符合要求,从而补偿由于减震器工作时产生热而造成磁流变液变稀引起的阻尼力消弱的现象,以确保阻尼力的恒定,提高减震器的可靠性。
如图1和图2所示,补偿件21设置于活塞总成的相对两端,活塞总成与活塞杆1固定连接且活塞杆1与活塞总成为同轴设置,补偿件21共设置两个,两个补偿件21分别设置于活塞总成的轴向两端,补偿件21的外直径不小于活塞总成的外直径且补偿件21的外直径小于缸筒2的内直径。补偿件21为圆环形结构,补偿件21套设于活塞总成上且补偿件21与活塞总成为同轴设置,补偿件21的外圆面与缸筒2的内壁面之间具有间隙,补偿件21的外圆面与缸筒2的内壁面不接触。活塞总成包括第一活塞本体3和设置于第一活塞本体3上的励磁线圈4,第一活塞本体3与活塞杆1固定连接,励磁线圈4位于两个补偿件21之间,引流通道设置于第一活塞本体3的内部。第一活塞本体3为整体呈圆柱形的结构,第一活塞本体3在缸筒2的内腔体中为可沿轴向移动的,第一活塞本体3将缸筒2的内腔体分成上腔室和下腔室。第一活塞本体3的外直径小于缸筒2的内直径,第一活塞本体3的外壁面与缸筒2的内壁面之间在径向上具有一定的间隙,两个补偿件21分别设置于第一活塞本体3的轴向两端,且在第一活塞本体3的轴向上,励磁线圈4位于两个补偿件21的中间位置处。第一活塞本体3的外壁面上设有一个用于容纳励磁线圈4的定位槽,该定位槽为在第一活塞本体3的外壁面上沿整个周向延伸形成的环形凹槽。
如图1和图2所示,引流通道包括设置于第一活塞本体3的内部且用于容纳冷却液的引流腔301和设置于第一活塞本体3的侧壁上且与引流腔301连通的引流孔302,补偿件21套设于第一活塞本体3上且补偿件21包围引流孔302,引流孔302在引流孔302设置多个且引流孔302为沿周向均匀分布。引流孔302为在第一活塞本体3的侧壁上沿第一活塞本体3的径向延伸设置,引流孔302在第一活塞本体3上为辐射状分布,引流孔302将进入引流腔301中的冷却液引导至补偿件21处,以使吸热后的冷却液与补偿件21接触,冷却液经引流孔302流向补偿件21,补偿件21受热后会沿径向进行膨胀。冷却液的比热容较小,吸热效果好。引流腔301为从第一活塞本体3的轴向上的一端开始延伸至轴向上的另一端,引流孔302设置于第一活塞本体3的轴向两端,即第一活塞本体3的轴向两端均设置有引流孔302,位于第一活塞本体3的轴向两端的引流孔302将引流腔301中的冷却液分别引导至对应端的补偿件21处。
如图6所示,活塞总成还包括设置于第一活塞本体3内部的第一隔磁盘22、第二隔磁盘24、第一导磁盘23和第二导磁盘25,第一导磁盘23位于励磁线圈4和第一隔磁盘22之间,第二导磁盘25位于励磁线圈4和第二隔磁盘24之间,励磁线圈4位于第一导磁盘23和第二导磁盘25之间,第一隔磁盘22、第二隔磁盘24、第一导磁盘23和第二导磁盘25为同轴设置,第一隔磁盘22、第二隔磁盘24、第一导磁盘23和第二导磁盘25均为圆环形结构。通过在励磁线圈4的各端分别设置一个隔磁盘,在两个隔磁盘的作用下,阻尼通道内的磁力线将垂直于阻尼通道内磁流变液运动的方向,从而使阻尼器能够产生较大的阻尼力。在活塞总成的轴向上,第一隔磁盘22、第一导磁盘23、励磁线圈4、第二导磁盘25和第二隔磁盘24为依次设置。励磁线圈4通电后产生磁场,其磁感线垂直穿过导磁盘,将导磁盘进行磁化。在隔磁盘对磁感线的约束下,被磁化的导磁盘的磁感线会沿径向垂直作用在磁流变液上,根据磁性的强弱,磁流变液的粘度会发生改变,磁性越大磁流变越有变成固体的趋势,磁性越小磁流变液越有变成液体的趋势。
如图1至图4所示,阻尼保持装置还包括设置于缸筒2中的调节活塞5、与第一活塞本体3和缸筒2连接且使第一储液腔201与引流腔301连通的排水管18、与调节活塞5和第一活塞本体3连接的第一导管组件和设置于第一导管组件中的第一单向阀6,调节活塞5具有容纳冷却液的第二储液腔503,第二储液腔503的容积大小可调。调节活塞5位于缸筒2的中空内腔中,调节活塞5与活塞总成相对布置,第一导管组件位于调节活塞5和活塞总成之间,第一导管组件的长度可调节,第一导管组件的长度方向与缸筒2的轴线相平行,调节活塞5的外圆面与缸筒2的内壁面贴合,调节活塞5与活塞总成之间有磁流变液。随着活塞总成的轴向移动,第一导管组件进行伸长或收缩。第一导管组件包括与调节活塞5连接的第一连接管10和套设于第一连接管10上且与第一活塞本体3连接的第一导向管8,第一导向管8和第一连接管10均为两端开口且内部中空的圆管,第一连接管10的一端与调节活塞5固定连接,第一连接管10的另一端***第一导向管8的内部,第一导向管8的一端与第一活塞本体3固定连接,第一导向管8并与引流腔301连通,第一连接管10与第一导向管8和第二储液腔503连通,第一单向阀6设置于第一导向管8的内部,第一单向阀6开启后,使得第二储液腔503中的冷却液能够流向引流腔301。第一单向阀6用于控制第一连接管10和第一导向管8中的冷却液单向流动,第一单向阀6使得第二储液腔503中的冷却液仅能经第一连接管10和第一导向管8流入引流腔301中,进而经引流孔302流向补偿件21。第一连接管10和第一导向管8为同轴设置,第一连接管10和第一导向管8可相对移动,实现第一导管组件的伸缩,第一连接管10和第一导向管8之间密封,避免冷却液泄露。当活塞总成朝向靠近调节活塞5的方向移动时,第一导管组件进行收缩;当活塞总成朝向远离调节活塞5的方向移动时,第一导管组件进行伸长。在减震器进行收缩时,第一单向阀6开启。第一单向阀6的结构如同本领域技术人员所公知的那样,在此不再赘述。
如图1至图4所示,阻尼保持装置还包括与调节活塞5和第一活塞本体3连接的第二导管组件、与第二导管组件和缸筒2连接的进水管19以及设置于第二导管组件中的第二单向阀7,第二单向阀7开启后,使得第一储液腔201中的冷却液能够流向第二储液腔503。第一导管组件位于调节活塞5和活塞总成之间,第二导管组件的长度可调节,第二导管组件的长度方向与缸筒2的轴线相平行。随着活塞总成的轴向移动,第二导管组件进行伸长或收缩。第二导管组件包括与调节活塞5连接的第二连接管11和套设于第二连接管11上且与第一活塞本体3连接的第二导向管9,第二导向管9和第二连接管11均为两端开口且内部中空的圆管,第二连接管11的一端与调节活塞5固定连接,第二连接管11的另一端***第二导向管9的内部,第二导向管9的一端与第一活塞本体3固定连接,第二导向管9并与引流腔301连通,第二连接管11与第二导向管9和第二储液腔503连通,第二单向阀7设置于第二导向管9的内部,第二单向阀7开启后,使得第一储液腔201中的冷却液能够流向第二储液腔503。第二单向阀7用于控制第二连接管11和第二导向管9中的冷却液单向流动,第二单向阀7使得第一储液腔201中的冷却液仅能经第二导向管9和第二连接管11流入第一储液腔201中。第二连接管11和第二导向管9为同轴设置,第二连接管11和第二导向管9可相对移动,实现第二导管组件的伸缩,第二连接管11和第二导向管9之间密封,避免冷却液泄露。当活塞总成朝向靠近调节活塞5的方向移动时,第二导管组件进行收缩;当活塞总成朝向远离调节活塞5的方向移动时,第二导管组件进行伸长。在减震器进行伸长时,第二单向阀7开启,第一单向阀6关闭。第二单向阀7的结构如同本领域技术人员所公知的那样,在此不再赘述。
如图1所示,进水管19和排水管18为软管,进水管19和排水管18可伸缩,进水管19和排水管18位于缸筒2的中空内腔中,第一导管组件和第二导管组件位于活塞总成的同一侧,进水管19和排水管18位于活塞总成的另一侧,进水管19的一端与第二导向管9的一端连接,进水管19的另一端与缸筒2连接,进水管19与第一储液腔201和第二导向管9的内腔连通,进水管19将第一储液腔201中的冷却液引导至第二导向组件中。排水管18的一端与第一活塞本体3的一端连接,排水管18的另一端与缸筒2连接,排水管18与第一储液腔201和引流腔301连通,排水管18将引流腔301中的冷却液引导至第一储液腔201中,回流至第一储液腔201中的冷却液进行散热。
减震器工作时产生的热量大小直接取决于减震器工作的频率和来回行程,而第一单向阀6和第二单向阀7的设置,根据减震器工作的频率和来回行程能够按照需要将调节活塞5中的冷却液输送至补偿件21处,实现减震器高频率大行程时多泵液,低频率小行程时少泵液,自发的实现活塞头与缸筒2的间隙变化和调整。当减震器压缩时,第一导管组件内体积变小,压力增大。由于第一导管组件被压缩,有正压存在此时调节活塞5中带有压力的液体只能通过第一导管组件和第一单向阀6流入引流腔301。反之当减震器回弹时,第二导管组件内体积增大,压力减小,由于存在负压,第二单向阀7会被打开,将液体通过第二导管组件压入调节活塞5中。由此实现第一单向阀6和第二单向阀7的自动打开。
如图1和图4所示,作为优选的,调节活塞5的轴向位置可调节,缸筒2上设有用于确定调节活塞5的位置的标记机构。调节活塞5通过提升杆14与位于缸筒2外部的提升装置15连接,提升装置15用于控制调节活塞5在缸筒2内部沿轴向进行移动,实现调节活塞5轴向位置的调节,提升装置15具有多种形式,提升装置15可以为液压缸,提升杆14***缸筒2内部,提升杆14的一端与调节活塞5固定连接,提升杆14的另一端伸出于缸筒2外且提升杆14的该端与提升装置15固定连接,提升杆14和活塞杆1从缸筒2的相对两端朝向缸筒2外部伸出。通过将调节活塞5设置成位置可调节的,达到改变减震器伸缩行程的目的,提高减震器的通用性。
如图1和图4所示,调节活塞5包括第二活塞本体501、与第二活塞本体501连接的弹性膜片504和设置于第二储液腔503中的永磁体502,第二储液腔503由第二活塞本体501和弹性膜片504包围形状,第二活塞本体501为一端开口、另一端封闭且内部中空的圆柱体,第二活塞本体501的外圆面与缸筒2的内壁面贴合,弹性膜片504在第二活塞本体501的开口端与第二活塞本体501连接,弹性膜片504将第二活塞本体501的宽度封闭,进而形成第二储液腔503。第一连接管10和第二连接管11与第二活塞本体501固定连接,第一连接管10和第二连接管11位于第二活塞本体501的一侧,弹性膜片504位于第二活塞本体501的另一侧。弹性膜片504采用弹性材料制成,弹性膜片504可产生弹性变形。当第一储液腔201中的冷却液朝向第二储液腔503中流动时,第一单向阀6关闭,冷却液流入第二储液腔503中后,弹性膜片504产生弹性变形,第二储液腔503的容积增大,起到储存液体的作用。当第二储液腔503中的冷却液流向引流腔301时,第二单向阀7关闭,故冷却液流向也是单向的,被加热的冷却液通过第一导管组件流向引流腔301中。
如图1和图4所示,标记机构包括可移动的设置于第一储液腔201中的标记件12和与缸筒2连接且罩住标记件12的覆盖件13,覆盖件13采用透明材质制成,调节活塞5对标记件12施加吸引力以使标记件12随同调节活塞5同步移动。标记件12优选为球形结构,第一储液腔201处的内壁面上设有用于对标记件12起导向作用的导向槽和刻度线,该导向槽为在第一储液腔201处的内壁面上沿缸筒2的轴向延伸的凹槽,刻度线设置多条且沿刻度线沿导向槽的长度方向依次布置,各条刻度线处标记有对应的刻度值。永磁体502与第二活塞本体501固定连接,永磁体502用于对标记件12施加吸引力,标记件12采用易于被磁力吸附的材质制成,如金属材质。在调节活塞5沿轴向进行移动时,通过永磁体502对标记件12施加的吸引力,标记件12随调节活塞5同步直线移动,实现调节活塞5的位置调节的可视化,观察标记件12所在位置处对应的刻度值,可以及时了解调节活塞5所处的位置,提高了调节活塞5的位置调节的准确性和效率。覆盖件13与缸筒2固定连接,缸筒2的外壁面上设有让覆盖件13嵌入的开口,标记件12位于覆盖件13的内侧,通过透明的覆盖件13可以观察标记件12的位置。
如图1和图5所示,活塞杆1与加长杆16连接且活塞杆1与加长杆16为可拆卸式连接。活塞杆1的一端与活塞总成连接,活塞杆1的另一端与加长杆16的一端连接,加长杆16的另一端用于与减震对象物连接。加长杆16具有长度大小不同的多种型号,通过选取不同长度的加长杆16与活塞杆1连接,使得减震器可以适于不同的减震对象物的减震要求。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然,本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进;或未经改进,将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.磁流变减震器,其特征在于,包括:
缸筒,其具有储存冷却液的第一储液腔;
活塞杆;以及
阻尼保持装置,其包括设置于缸筒中且与活塞杆连接的活塞总成和设置于活塞总成上且与缸筒之间具有间隙的补偿件;
其中,补偿件采用热敏材料制成,活塞总成具有用于将第一储液腔中的冷却液引导至补偿件的引流通道;
所述补偿件设置于所述活塞总成的相对两端,活塞总成包括第一活塞本体和设置于第一活塞本体上的励磁线圈,励磁线圈位于两个补偿件之间,所述引流通道设置于第一活塞本体的内部;
所述引流通道包括设置于所述第一活塞本体的内部且用于容纳冷却液的引流腔和设置于第一活塞本体的侧壁上且与引流腔连通的引流孔,所述补偿件套设于第一活塞本体上且补偿件包围引流孔;
所述阻尼保持装置还包括设置于所述缸筒中的调节活塞、与所述第一活塞本体和所述缸筒连接且使所述第一储液腔与所述引流腔连通的排水管、与调节活塞和第一活塞本体连接的第一导管组件以及设置于第一导管组件中的第一单向阀,调节活塞具有容纳冷却液的第二储液腔,第二储液腔的容积大小可调。
2.根据权利要求1所述的磁流变减震器,其特征在于,所述引流孔设置多个且引流孔为沿周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的磁流变减震器,其特征在于,所述第一导管组件的长度可调节,第一导管组件包括与所述调节活塞连接的第一连接管和套设于第一连接管上且与所述第一活塞本体连接的第一导向管,第一导向管与所述引流腔连通,第一连接管与第一导向管和所述第二储液腔连通,所述第一单向阀设置于第一导向管的内部,第一单向阀开启后,使得第二储液腔中的冷却液能够流向引流腔。
4.根据权利要求3所述的磁流变减震器,其特征在于,所述阻尼保持装置还包括与所述调节活塞和所述第一活塞本体连接的第二导管组件、与第二导管组件和所述缸筒连接的进水管以及设置于第二导管组件中的第二单向阀,第二单向阀开启后,使得所述第一储液腔中的冷却液能够流向所述第二储液腔。
5.根据权利要求4所述的磁流变减震器,其特征在于,所述第二导管组件的长度可调节,第二导管组件包括与所述调节活塞连接的第二连接管和套设于第二连接管上且与所述第一活塞本体连接的第二导向管,第二导向管与所述进水管连接,第二连接管与第二导向管和所述第二储液腔连通,所述第二单向阀设置于第二导向管的内部。
6.根据权利要求1至5任一所述的磁流变减震器,其特征在于,所述调节活塞的轴向位置可调节,所述缸筒上设有用于确定调节活塞的位置的标记机构。
7.根据权利要求6所述的磁流变减震器,其特征在于,所述标记机构包括可移动的设置于所述第一储液腔中的标记件和与所述缸筒连接且罩住所述标记件的覆盖件,覆盖件采用透明材质制成,所述调节活塞对标记件施加吸引力以使标记件随同调节活塞同步移动。
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