CN108603421B - 液压间隙调节器 - Google Patents

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Abstract

一种偏心液压间隙调节器、包括该偏压液压间隙调节器的燃烧发动机和组装该燃烧发动机的方法。该燃烧发动机包括：摇杆，该摇杆具有位于其远端的鼻部；在两个阀之间延伸的桥接杆，所述摇杆被构造成在所述桥接杆上施加压力以致动两个阀；位于所述摇杆的鼻部中的偏心液压间隙调节器；以及燃料喷射器，该燃料喷射器相邻于所述摇杆的鼻部和所述桥接杆，其中所述偏心液压间隙调节器包括壳体，该壳体具有枢转点和从该枢转点偏移的纵向轴线，所述偏心液压间隙调节器被构造成在所述摇杆围绕所述摇杆轴枢转时围绕所述枢转点枢转，其中所述偏移的大小被设置成防止所述鼻部和所述燃料喷射器之间发生干涉。

Description

液压间隙调节器
相关申请的交叉参考
本国际专利申请申请要求2016年3月18日提交的名称为“HYDRAULIC LASHADJUSTER(液压间隙调节器)”的美国专利申请No.62/310,213的权益，并且通过参考将该专利申请结合在本文中。
技术领域
本公开涉及具有液压间隙调节器的燃烧发动机。
背景技术
液压间隙调节器(HLA)消除阀与其摇杆之间的空隙(间隙)，同时允许热膨胀并防止或衰减由于空隙引起的运动产生的噪声。随着改进柴油发动机而降低它们的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)特性，阀机构噪声变得更为明显。
然而，随着阀与燃料喷射器之间的空间减小，在不与燃料喷射器干涉的情况下安装HLA变得越来越困难。因此，需要一种NVH特性减少的改进的燃烧发动机。
发明内容
提供了一种偏心液压间隙调节器、包括该偏心液压间隙调节器的燃烧发动机以及组装该燃烧发动机的方法。该偏心液压间隙调节器具有偏移尺寸以防止摇杆的鼻部和燃料喷射器发生干涉。
在一些实施方式中，一种偏心液压间隙调节器(80)包括壳体(82)，该壳体(82)具有枢转点(85)和纵向轴线(67)，该纵向轴线(67)从平行于所述纵向轴线并经过所述枢转点(85)的线偏移，其中所述偏移大于0.0毫米(mm)。
在一些实施方式中，一种阀机构组件(10)包括偏心液压间隙调节器(80)，该偏心液压间隙调节器(80)包括壳体(82)，该壳体(82)具有枢转点(85)和纵向轴线(67)，该纵向轴线(67)从平行于所述纵向轴线并经过所述枢转点(85)的线偏移，其中所述偏移大于0.0毫米(mm)，所述阀机构组件进一步包括：两个阀(40，42)；摇杆轴(20)；摇杆(12，14)，所述摇杆被构造成围绕所述摇杆轴(20)枢转并且具有位于所述摇杆的远端的鼻部(30，32)；以及在所述两个阀(40，42)之间延伸的桥接杆(54，56)，所述摇杆(12，14)被构造成在所述桥接杆(54，56)上施加压力，以致动所述两个阀(40，42)，所述偏心液压间隙调节器(80)位于所述摇杆(12，14)的鼻部(30，32)中。
在一些实施方式中，一种燃烧发动机包括：阀机构组件(10)，该阀机构组件(10)包括偏心液压间隙调节器(80)，该偏心液压间隙调节器(80)包括壳体(82)，该壳体(82)具有枢转点(85)和纵向轴线(67)，该纵向轴线(67)从平行于所述纵向轴线并经过所述枢转点(85)的线偏移，其中所述偏移大于0.0毫米(mm)，所述阀机构组件(10)进一步包括：两个阀(40，42)；摇杆轴(20)；摇杆(12，14)，所述摇杆被构造成围绕所述摇杆轴(20)枢转并且具有位于所述摇杆的远端的鼻部(30，32)；以及在所述两个阀(40，42)之间延伸的桥接杆(54，56)，所述摇杆(12，14)被构造成在所述桥接杆(54，56)上施加压力，以致动所述两个阀(40，42)，所述偏心液压间隙调节器(80)位于所述摇杆(12，14)的鼻部(30，32)中；所述燃烧发动机进一步包括：燃料喷射器(44)，该燃料喷射器(44)相邻于所述摇杆(12，14)的所述鼻部(30，32)和所述桥接杆(54，56)；其中，所述偏移的位置和大小设置成用来防止在所述燃烧发动机的操作过程中所述鼻部(30，32)和所述燃料喷射器(44)之间发生干涉。一种制造燃烧发动机的方法的实施方式包括：邻近所述燃料喷射器(44)安装所述两个阀(40，42)；将所述摇杆(12，14)安装在所述摇杆轴(20)上，该摇杆轴被构造成使所述摇杆(12，14)能够围绕所述摇杆轴(20)枢转；将所述偏心液压间隙调节器(80)***所述鼻部(30，32)中；将所述桥接杆(54，56)放置在所述两个阀(40，42)上；以及将所述摇杆(12，14)定位，使得所述鼻部(30，32)位于所述桥接杆(54，56)上，邻近所述燃料喷射器(44)。
在一些实施方式中，一种制造燃烧发动机的方法包括：邻近燃料喷射器(44)安装两个阀(40，42)；将摇杆(12，14)安装在摇杆轴(20)上，该摇杆轴被构造成使所述摇杆(12，14)能够围绕所述摇杆轴(20)枢转，所述摇杆(12，14)具有位于该摇杆的远端的鼻部(30，32)；将偏心液压间隙调节器(80)***所述鼻部(30，32)中，所述偏心液压间隙调节器(80)包括从所述偏心液压间隙调节器(80)的纵向轴线偏移的枢转点(85)；将桥接杆(54，56)放置在所述两个阀(40，42)上；以及将所述摇杆(12，14)定位，使得所述鼻部(30，32)位于所述桥接杆(54，56)上，邻近所述燃料喷射器(44)，其中所述偏移的大小被设置成防止在所述燃烧发动机的操作过程中在所述鼻部(30，32)和所述燃料喷射器(44)之间发生干涉，其中在没有所述偏移的情况下，在所述燃烧发动机的操作过程中所述鼻部(30，32)将与所述燃料喷射器(44)发生干涉。
附图说明
通过参照结合附图给出的公开实施方式的如下描述，上述和其它公开的特征、实现这些特征的方式及其优点将变得更为明显，并且将得到更好的理解，其中：
图1是阀机构组件的立体图；
图2是图1的阀机构组件的平面俯视图；
图3是图1的阀机构组件的局部剖切立体图；
图4是偏心液压间隙调节器的立体图；
图5是根据所公开的一些实施方式的偏心液压间隙调节器相对于燃料喷射器的位置的示意图；以及
图6是根据所公开的一些实施方式的偏心液压间隙调节器相对于燃料喷射器的偏移位置和取向的示意图。
在所有视图中，对应的附图标记表示对应零部件。尽管附图代表根据本公开的各种特征和部件的实施方式，但是这些附图未必是成比例的，并且某些特征可能被夸大，以更好地示出并说明本发明。这里阐述的范例示出了本发明的实施方式，并且这些范例不应该被解释为以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
为了促进理解本发明原理之目的，现在将对附图中所示并且下面将描述的实施方式进行参照。下面公开的实施方式并不是为了穷尽本发明或者将本发明限制于在如下详细描述中公开的精确形式。相反，选择和描述这些实施方式是为了使本领域技术人员可以更好地利用这些实施方式的教导。将理解，并不会由此对本发明的范围进行限制。本发明包括对图示装置和所述方法的任何变动和进一步修改以及本发明原理的进一步应用，这些都是本发明所属领域技术人员容易想到的。
燃烧发动机包括可移除地安装在缸体上的缸盖。缸体包括燃烧缸和在燃烧缸中纵向地移动的活塞。阀机构组件包括阀和被构造成致动这些阀的部件，以使气体能够流入和流出通过燃烧发动机的曲轴而同步的燃烧缸。将参照图1至图3描述阀机构组件。HLA安装在阀机构组件的摇杆中。
HLA包括装有活塞的气缸，该活塞通过弹簧保持在其行程的外极限处。HLA由摇杆支撑。当摇杆位于中性位置时，气缸填充有油。在凸轮轴行程的升程阶段过程中摇杆枢转时，止回阀防止油流走，从而将活塞维持在适当位置。当凸轮轴旋转时载荷减小，并且内部弹簧使该活塞返回至中性位置，从而替换从气缸泄漏的任何油。活塞的较小行程范围足以消除间隙调节。
HLA传统上由摇杆支撑在其远端和轴(摇杆在该轴上枢转)之间，该轴通常是摇杆臂的低惯性部分。在小型发动机或具有大量燃料喷射器和阀的发动机中，可能没有足够空间在传统位置中增设HLA。HLA可以在阀上安装在摇杆的远端或鼻部处。但是阀上安装需要每个阀一个摇杆，这需要附加空间并增加了成本，并且这不利地增加了摇杆组件的惯性。
可以在两个阀上放置桥接杆，从而一个摇杆能够致动两个阀。因而可以将HLA定位在桥接杆上，并且因此一个摇杆能够致动两个阀。但是摇杆保持HLA的鼻部会与位于阀之间的燃料喷射器干扰。例如，桥接杆和燃料喷射器之间的最小距离由桥接杆的鼻部的宽度限定。如果桥接杆比所述最小距离更接近所述燃料喷射器，鼻部将与燃料喷射器干涉。本发明提出了一种称为偏心HLA或EHLA的具有偏移枢转点的HLA。这种偏移允许EHAL在桥接杆的中心处施加力，因此防止桥接杆横向倾斜，并且同时使得桥接杆(和阀)能够比没有偏移可能放置的情况更接近燃料喷射器放置，由此允许给在没有需要更多零部件并增加成本的其它手段的情况下否则就不可能使用HLA的发动机增设EHLA。
图1是包括进气摇杆12和排气摇杆14的阀机构组件10的立体图。这些摇杆经由凸轮轴辊子16和18与凸轮轴(未示出)接口。该凸轮轴引起摇杆12、14围绕被安装螺栓22约束的摇杆轴20枢转。摇杆12和14包括从臂26和28延伸并均收纳EHLA 80的鼻部30和32(图3中所示)。一对排阀40和一对进阀42围绕燃料喷射器44。这些阀由排阀弹簧46和进阀弹簧48约束在缸盖(未示出)中。这些阀弹簧由阀保持器50、52约束。桥接杆54、56分别致动排阀40和进阀42。
如图2所示，HLA偏移62(在图3最佳地看到)限定为EHLA 80的枢转点(图3中所示)和EHLA 80的纵向轴线67之间的最短距离，也被示出为由附图标记64和66表示的两个平行平面之间的距离。HLA偏移62大于0.0mm并且在摇杆12、14的鼻部30、32和燃料喷射器44之间形成所需空隙。平面64包括桥接杆54、56的纵向轴线65。在本实施方式中，枢转点85在桥接杆54、56的中心(在图5中表示为附图标记68)上方垂直于该中心延伸。中心68位于纵向轴线65上。然而，在本实施方式的变型中，如参照图6所述，枢转点85从中心68偏移。如果没有HLA偏移62，摇杆的鼻部将与燃料喷射器44干涉。另一个偏心EHLA 80位于排气桥接杆54上。参照图3讨论的象脚58和60分别设置在EHLA 80与桥接杆54和56之间。优选地，在摇杆的鼻部30、32和燃料喷射器44之间存在有附图标记70表示并且由平行平面72和74限定的至少2.0mm的鼻部空隙间隙。更优选地，鼻部空隙间隙70至少为大约2.5mm。甚至更优选地，鼻部空隙间隙70为至少3mm。平面72和74是在鼻部30、32的外表面的最宽点处相切于该外表面并且在燃料喷射器44相邻于鼻部30、32的外表面的最宽点处相切于该外表面的平面。因此，鼻部空隙间隙70代表鼻部30、32的外表面与喷射器44的相邻于鼻部30、32的外表面之间的最短距离。附图标记67表示EHLA 80的纵向轴线或中心线。在一个示例中，HLA偏移62为大约1.0m和10.0mm之间。在另一个示例中，HLA偏移62大于大约1.0mm。在又一个示例中，HLA偏移62在大约2.0mm和6.0mm之间。
参照图3，EHLA 80包括壳体82、内壳体96、柱塞94、储油器86和止回阀100，该止回阀100包括阀球体104、阀盖92、阀弹簧102和复位弹簧90。还示出了密封件110和盖112。枢转球体84从壳体82延伸。在当前实施方式中，枢转点是枢转球体84的由附图标记85表示的中心点。象脚60提供与桥接杆54、56的平坦接口。平面66经过壳体82的纵向轴线，并且将鼻部32二等分；平面64穿过枢转点85，平行于平面66，并且沿着其纵向方向将桥接杆二等分。由摇杆施加至阀的力通过枢转球体84施加。在一个示例中，平面64穿过桥接杆的纵向中心线，以防止桥接杆倾斜。在该示例中，HLA偏移62垂直于桥接杆。但是，平面64可以相对于桥接杆略微偏心，只要桥接杆的作用不受妨碍即可。壳体82在鼻部32中以预定取向对齐，从而使HLA偏移62相对于摇杆和桥接杆正确地定向。在一个示例中，HLA偏移62在其基本垂直于桥接杆的纵向中心线定向时正确地定向。在另一个示例中，HAL偏移62在其偏离垂直至多15度时正确地定向。在图3所示的一个示例中，定位销122被***由鼻部32中形成的切口120和壳体82中形成的切口126形成的间隙内，以维持偏心EHLA 80在鼻部32中的正确对齐。在另一个示例中，在壳体82和鼻部32中的一者上形成键，并且在另一者中形成配合狭槽，以使偏心EHLA 80在鼻部32中正确地对齐。
如图3和图4所示，枢转球体84在壳体82的外部纵向周边的突起内延伸(例如，至多延伸到线88)。壳体82可以从坯料棒切削而成，从而使得坯料棒的直径基本匹配位于鼻部32中的柱状空腔中的壳体82的柱形部分的直径，以将切削量限制为基本正好从坯料棒切屑出枢转球体82，这减少了浪费和劳动。当然，壳体82可以从更大坯料棒切屑而成，或者通过其它制造方法制造从而产生更大偏移。
现在参照图5，示出了阀机构组件10的一个实施方式的示意性表示，其中HLA偏移62垂直于横穿阀42的纵向轴线150的轴线65，并且与穿过桥接杆54、56的中心68和燃料喷射器44的纵向轴线140的线144。在本实施方式中，轴线67横穿线144。从壳体82的纵向轴线67到燃料喷射器44的最短距离130大于从燃料喷射器44到桥接杆54、56的纵向轴线65的最短距离132。在其变型中，从壳体82的纵向轴线67到燃料喷射器44的最短距离130大于从燃料喷射器44到横穿阀42的轴线150的线的最短距离132。在当前实施方式中，枢转点85基本等距地位于联接至相应桥接杆的阀40、42的轴线150之间，这可以被称为纵向地居中。在本实施方式中，枢转点85横穿一线，该线横穿阀40、42的轴线150，这可以被称为径向地居中。
在一些实施方式中，HLA偏移62不垂直于轴线65或平行于线144。例如，HLA偏移62可以以大于零度并一直到15度(包括15度)的角度布置。因而，枢转点85保留在轴线65上，但是轴线67不横穿线144。穿过轴线85和轴线67的线因此相对于线144成不大于15的角，该角被称为HLA偏移角。该布置可能是期望的，以能够使用各种形状的摇杆。
在一些实施方式中，枢转点85不横穿轴线65，而是从轴线65平移。平移量应该限于防止桥接杆54、56失稳或者防止相对于操作地联接至桥接杆54、56的阀产生正时或扭矩差，否则会对阀机构组件10的操作产生不利影响。平移可以沿着桥接杆54、56的长度或者沿着其宽度或者沿着长度和宽度二者。换言之，枢转点85从桥接杆54、56的中心68在任何方向上偏移。相对于桥接杆54、56的中心的偏移量可以取决于各种因素包括各种部件的尺寸。
参照图6，其中示出了从中心68延伸至平面64(包括枢转点85)并垂直于平面64的向量160。向量160示出了枢转点85可以在相对于中心68的任一方向(由角度161表示)上平移。相对于线144以角度163布置的向量162示出了EHLA 80和HLA偏移62可以相对于中心68在任何方向上定向。向量162从平面64延伸至轴线67并垂直于平面64。
如这里使用的，与“包括”或“含有”同义的过渡性术语“包含”是包括性或两端开放性的，并不排除附加的未指定的元件或方法步骤。相比而言，过渡性术语“由...组成”为不允许添加未指定的术语的封闭性术语。
尽管作为示例性设计描述了该公开，但是在该公开的精神和范围的情况下可以进一步修改该公开。因此，该申请旨在覆盖使用该公开的一般原理的公开的任何变动、使用或修改。另外，本公开旨在覆盖落入本公开所属领域中的已知或惯常实践内并落入所附权利要求的范围内的违背本公开的那些内容。

Claims (30)

1.一种偏心液压间隙调节器，该偏心液压间隙调节器包括：
壳体，该壳体具有枢转点和纵向轴线，该纵向轴线从平行于所述纵向轴线并经过所述枢转点的线偏移，其中所述偏移大于0.0mm。
2.根据权利要求1所述的偏心液压间隙调节器，其中，所述壳体包括枢转球体，该枢转球体具有包含所述枢转点的中心。
3.根据权利要求1所述的偏心液压间隙调节器，其中，所述壳体包括柱形空腔，并且所述纵向轴线包括所述柱形空腔的轴线。
4.根据权利要求1所述的偏心液压间隙调节器，其中，所述偏移等于或大于1.0mm。
5.根据权利要求1所述的偏心液压间隙调节器，其中，所述偏移等于或大于2.0mm。
6.根据权利要求1所述的偏心液压间隙调节器，其中，所述偏移在1.0mm至10.0mm之间并且包含1.0mm和10.0mm。
7.根据权利要求1所述的偏心液压间隙调节器，其中，所述偏移在2.0mm至6.0mm之间并且包括2.0mm和6.0mm。
8.一种阀机构组件，该阀机构组件包括：
偏心液压间隙调节器，该偏心液压间隙调节器包括壳体，该壳体具有枢转点和纵向轴线，该纵向轴线从平行于所述纵向轴线并经过所述枢转点的线偏移，其中所述偏移大于0.0mm；
两个阀；
摇杆轴；
摇杆，所述摇杆被构造成围绕所述摇杆轴枢转并且具有位于该摇杆的远端的鼻部；以及
在所述两个阀之间延伸的桥接杆，所述摇杆被构造成在所述桥接杆上施加压力，以致动所述两个阀，所述偏心液压间隙调节器位于所述摇杆的所述鼻部中。
9.根据权利要求8所述的阀机构组件，其中，所述阀机构组件的尺寸和构造被设置成在所述摇杆的所述鼻部和包括所述阀机构组件的燃烧发动机的燃料喷射器之间具有至少2.0mm的鼻部空隙间隙，所述燃料喷射器相邻于所述摇杆的所述鼻部和所述桥接杆。
10.根据权利要求9所述的阀机构组件，其中，所述鼻部空隙间隙为至少2.5mm。
11.根据权利要求8所述的阀机构组件，其中，所述偏移沿着经过所述枢转点并且垂直于所述纵向轴线的水平平面测量。
12.一种燃烧发动机，该燃烧发动机包括：
阀机构组件，该阀机构组件包括：
偏心液压间隙调节器，该偏心液压间隙调节器包括壳体，该壳体具有枢转点和纵向轴线，该纵向轴线从平行于所述纵向轴线并经过所述枢转点的线偏移，其中所述偏移大于0.0mm；
两个阀；
摇杆轴；
摇杆，所述摇杆被构造成围绕所述摇杆轴枢转并且具有位于该摇杆的远端的鼻部；以及
在所述两个阀之间延伸的桥接杆，所述摇杆被构造成在所述桥接杆上施加压力，以致动所述两个阀，所述偏心液压间隙调节器位于所述摇杆的所述鼻部中；以及
燃料喷射器，该燃料喷射器相邻于所述摇杆的所述鼻部和所述桥接杆；
其中，所述偏移的位置和大小设置成用来防止在所述燃烧发动机的操作过程中所述鼻部和所述燃料喷射器之间发生干涉。
13.根据权利要求12所述的燃烧发动机，其中，所述偏移包括至少1.0mm的偏移距离。
14.根据权利要求13所述的燃烧发动机，其中，所述偏移距离为至少2.0mm。
15.根据权利要求14所述的燃烧发动机，其中，所述阀机构组件的尺寸和构造被设置成在所述摇杆的所述鼻部和所述燃料喷射器之间具有至少2.0mm的鼻部空隙间隙。
16.根据权利要求15所述的燃烧发动机，其中，所述鼻部空隙间隙为至少2.5mm。
17.根据权利要求12所述的燃烧发动机，其中，所述偏移沿着经过所述枢转点并垂直于所述纵向轴线的水平平面测量。
18.根据权利要求12所述的燃烧发动机，其中，所述壳体包括枢转球体，该枢转球体具有包含所述枢转点的中心。
19.根据权利要求12所述的燃烧发动机，其中，所述偏心液压间隙调节器相对于横穿所述桥接杆的中心和所述燃料喷射器的轴线的线以-15度至15度之间的角度定位。
20.根据权利要求12所述的燃烧发动机，其中，从所述壳体的纵向轴线到所述燃料喷射器的最短距离大于从所述燃料喷射器到所述桥接杆的中心的最短距离。
21.根据权利要求12所述的燃烧发动机，其中，所述桥接杆的纵向轴线垂直于一线，该线横穿经过所述枢转点并平行于所述壳体的纵向轴线的线。
22.根据权利要求21所述的燃烧发动机，其中，所述桥接杆能操作地联接至所述阀，并且所述桥接杆的所述纵向轴线横穿所述桥接杆能操作地联接至的所述阀的纵向轴线。
23.根据权利要求21所述的燃烧发动机，其中，所述枢转点沿着垂直于所述燃料喷射器的纵向轴线的水平平面从所述桥接杆的中心水平偏移。
24.一种制造燃烧发动机的方法，该燃烧发动机包括：
阀机构组件，该阀机构组件包括：
偏心液压间隙调节器，该偏心液压间隙调节器包括壳体，该壳体具有枢转点和纵向轴线，该纵向轴线从平行于所述纵向轴线并经过所述枢转点的线偏移，其中所述偏移大于0.0mm；
两个阀；
摇杆轴；
摇杆，所述摇杆被构造成围绕所述摇杆轴枢转并且具有位于该摇杆的远端的鼻部；以及
在所述两个阀之间延伸的桥接杆，所述摇杆被构造成在所述桥接杆上施加压力，以致动所述两个阀，所述偏心液压间隙调节器位于所述摇杆的所述鼻部中；以及
燃料喷射器，该燃料喷射器相邻于所述摇杆的所述鼻部和所述桥接杆；
该方法包括：
邻近所述燃料喷射器安装所述两个阀；
将所述摇杆安装在所述摇杆轴上，该摇杆轴被构造成使所述摇杆能够围绕所述摇杆轴枢转；
将所述偏心液压间隙调节器***所述鼻部中；
将所述桥接杆放置在所述两个阀上；以及
将所述摇杆定位，使得所述鼻部位于所述桥接杆上，邻近所述燃料喷射器。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述偏移的大小被设置成防止在所述燃烧发动机的操作过程中在所述鼻部和所述燃料喷射器之间发生干涉。
26.根据权利要求24所述的方法，其中，所述偏移为至少1.0mm。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述偏移为至少2.0mm。
28.一种制造燃烧发动机的方法，该方法包括：
邻近燃料喷射器安装两个阀；
将摇杆安装在摇杆轴上，该摇杆轴被构造成使所述摇杆能够围绕所述摇杆轴枢转，所述摇杆具有位于该摇杆的远端的鼻部；
将偏心液压间隙调节器***所述鼻部中，所述偏心液压间隙调节器包括从所述偏心液压间隙调节器的纵向轴线偏移的枢转点；
将桥接杆放置在所述两个阀上；以及
将所述摇杆定位，使得所述鼻部位于所述桥接杆上，邻近所述燃料喷射器，其中所述偏移的大小被设置成防止在所述燃烧发动机的操作过程中在所述鼻部和所述燃料喷射器之间发生干涉，其中在没有所述偏移的情况下，在所述燃烧发动机的操作过程中所述鼻部将与所述燃料喷射器发生干涉。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述偏移为至少1.0mm。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述偏移为至少2.0mm。
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