CN201786499U - 用于车辆的空气进气装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于车辆的空气进气装置,其包括结合到散热器风扇罩中的空气净化器;被配置为将空气引导到该空气净化器的空气入口;和被配置为从该空气净化器接收空气用以分配给该车辆发动机的空气出口。本实用新型可减少用于将过滤后的空气传送到发动机的管道,由此减少由复杂的管道***产生的空气流动限制。
Description
技术领域
本实用新型总体上涉及用于车辆的空气进气装置。本实用新型更具体地涉及一种将车辆的空气进气腔室或者空气净化器结合到车辆散热器风扇罩中的装置。
背景技术
内燃汽油发动机靠汽油和空气的混合物开动。空气通过空气进气腔室,或者称为空气净化器或者气箱而进入发动机,并且继续穿过一系列管路到达节气门体。然后该空气被分配穿过被称作进气歧管的一系列通道,其中它被循环到多个气缸中。发动机需要与汽油混合的空气(典型混合物具有空气部分与汽油部分大致为14.7的比例)。相应地,发动机的马力会受到这些气缸获得足够空气的难度的限制。因此,有利的是当设计车辆空气进气***时,降低任何空气流动限制。
空气净化器本身不仅对于空气进气是重要的,而且作为谐振器(例如亥姆霍兹谐振器(Helmholtzresonator))也是重要的。当适当尺寸和形状的封闭容积连接到发动机进气歧管上时发生谐振效应,从而导致内部空气以一定频率谐振,该频率导致压力峰值与气缸的进气冲程频率一致。该***在声学上取消了声音压力波,以获得并且保持谐振特性。为了获得并保持这些谐振特性,设计一个适当的声体积(acoustic volume)的空气净化器是有利的。
然而,该空气净化器一般是被设计到车辆发动机部件中的最后部件之一。为了利用最小的剩余空间,工程师们一般需要为每一个具体车辆和发动机组合设计空气净化器。相应地,这些空气净化器是一般是安装在空间容许的发动机或者车身上,这通常需要一个复杂的管道方案来将过滤后的空气从该空气净化器传送到该发动机中。由于需要附加的管道来将过滤后的空气从空气净化器传送到涡轮增压器中并且将压缩后的空气经由中冷器(charge air cooler)从这些涡轮增压器传送到该发动机,涡轮增压发动机会使空气进气设置和管道变得更加复杂。对于增压发动机存在相似的关注。这种时间、空间和设计限制会导致空 气流动限制和空气净化器声体积的重大缺陷,以及在进气温度和空气净化器维修的额外权衡。
实用新型内容
本实用新型能解决上述的一些问题。根据一些实施例,本实用新型提供了一种用于车辆的空气进气装置,该装置包括:结合到散热器风扇罩中的空气净化器;空气入口,该空气入口被配置为将空气引导到该空气净化器;和空气出口,该空气出口被配置为从该空气净化器接收空气以分配给该车辆发动机。
本实用新型的一些实施例还提供了一种空气进气组件,其包括:散热器风扇罩,该散热器风扇罩包括第一和第二空气净化器,该第一空气净化器沿该散热器风扇罩的右侧基本垂直地定位并且该第二空气净化器沿该散热器风扇罩的左侧基本垂直地定位,空气入口和空气出口沿这些空气净化器中的至少一个被垂直定位,以最小化流动限制。
本实用新型的一些实施例进一步提供了一种用于最小化适应发动机空气进气***所需要的管道的方法,该方法包括:将空气净化器合并到散热器风扇罩中;提供空气到该空气净化器;并且提供空气出口,该空气出口被配置为从该空气净化器接收空气并且将空气分配到该发动机。
本实用新型可减少用于将过滤后的空气传送到发动机的管道,由此降低由复杂的管道***产生的空气流动限制。本实用新型可提供标准的位置以提供用于维修该空气净化器和路线维护(例如空气滤清器置换)的便利的接入点。
将被理解的是,前面总体说明和下面详细说明仅是示例性和说明性的,并且不限制本实用新型。
被合并到本说明书和形成本说明书一部分的多个附图,图示说明了本实用新型的多个实施例,并且与该说明书一起用来解释本实用新型的原理。
附图说明
至少一些特征和优点将通过从与其一致的实施例的以下详细描述变得明显,该描述应该参考附图被考虑,其中:
图1是示出穿过双涡轮增压V-型发动机的典型的空气流的示图;
图2是示出根据本实用新型的示例性实施例的穿过双涡轮增压V-型发动机 的空气流的示图;
图3是根据本实用新型的示例性实施例的,如在双涡轮增压V-型发动机中应用的空气进气组件的透视图;
图4是图3的空气进气组件的旋转图;
图5是示出根据本实用新型的示例性实施方式的穿过自然吸气式4缸发动机的空气流的示图;
图6是根据本实用新型的示例性实施方式如在自然吸气式发动机中所应用的空气进气组件的透视图;
图7是根据本实用新型的示例性实施方式如在自然吸气式发动机中所应用的空气进气组件的附加视图;以及
图8是根据本实用新型的示例性实施方式如在自然吸气式发动机中所应用的空气进气组件的另一视图;
虽然以下详细描述是参考了说明性的实施方式,但是很多替代方案、修改和变体对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,其旨在更广泛地呈现所要求保护的主题。
具体实施方式
现将详细参考在附图中说明的各种实施例和示例。然而,这些不同的示例性实施方式并非旨在限制本公开。相反地,本公开旨在覆盖替代实施例、修改及其等价物。
将车辆的空气净化器结合到该车辆的散热器风扇罩的旁侧中,可以为该空气净化器在防护罩下的空间预先设定并且保存一个适当的量,并且用来使适应发动机进气***所需要的管道最小化。将空气净化器合并到散热器风扇罩的一侧中,可以使该空气净化器能够利用该散热器风扇每侧的普遍未开发的空间,从而为该发动机舱内的空气净化器提供适当大小和形状的标准位置。工程师还可以依靠这种预先设定的空间来用于声学目的,因为该保存的容积也是适用于改进噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。此外,当被定位为邻近该散热器风扇时,该空气净化器处在用于将清洁空气分配到涡轮增压发动机的涡轮增压器或者直接分配到自然吸气式发动机的节气门体的有利位置。该位置用来使得用于将过滤后的空气传送到发动机的管道最小化,由此降低由复杂的管道***产生的空 气流动限制。本实用新型还可预期多个实施例,这些实施例利用增压器而不是涡轮增压器来最小化发动机的流动限制。
此外,这种标准的位置可以提供用于维修该空气净化器和路线维护(例如空气滤清器置换)的便利的接入点。
为了将空气净化器结合到散热器风扇罩中,本实用新型的多个示例性实施例可预期合并至少一个空气净化器到该散热器风扇罩的一侧,从而当固定到散热器上时,该空气净化器基本垂直地定位在邻近该散热器风扇。本文所采用的基本垂直地定位,包括在发动机舱或者以一定角度和/或形状垂直延伸的细长的空气净化器,从而使得该空气净化器可以使基本水平的清洁空气管道适应涡轮增压发动机的涡轮增压器、增压发动机中的增压器以及自然吸气式发动机的节气门体。如本文所采用的基本水平的管道包括:在发动机舱内或者相对于水平面一定微小的角度呈水平的管道,从而它限制了空气流动限制。
图1是示出常规空气流动穿过双涡轮增压V-型发动机VE的示图。涡轮增压发动机传统上需要最复杂并且特别的空气进气设计,以适应用于将过滤后的空气从空气净化器4传送到涡轮增压器12以及将压缩的空气经由中冷器16从涡轮增压器12传送到该发动机所需要的附加管道。此外,涡轮增压器12通常具有在发动机舱内的区域低位,并且空气净化器4通常具有在发动机舱内的区域高位。这需要这样的管道:其使得过滤后的空气从机身安装或者发动机安装的空气净化器4向下通过一个低压空气管13进入每个涡轮增压器4。然后,可以用管道传输热的压缩空气,使其从每个涡轮增压器穿过一个高压空气管15进入高压中冷器16中。然后,可以用管道传输冷却的压缩空气,使其向上返回到该节气门体TB用于分配到该发动机。
图2是示出根据本实用新型的示例性实施方式的空气流动穿过双涡轮增压V-型发动机VE的示图。所示出的空气滤清器4、5在该车辆发动机舱内基本垂直定向。由于空气净化器4、5的垂直取向,过滤后的空气可以从每个空气净化器4、5穿过相对水平低压管13直接用管输送到每个涡轮增压器12上,甚至当(多个)涡轮增压器12具有在发动机舱内的区域低位。可以用管道传输热的压缩空气,使其从每个涡轮增压器穿过高压空气管15进入高压中冷器16中。然后,可以用管道传输冷却的压缩空气,使其环绕该散热器风扇到该节气门体TB上。
图3是根据本实用新型的一些方面的空气进气组件的示例性实施方式的透视图,例如在双涡轮增压V-型发动机中所应用的。散热器风扇罩1包括右空气净化器4和左空气净化器5。右空气净化器4沿散热器风扇罩1的右侧被定位,并且左空气净化器5沿散热器风扇罩1的左侧被定位。当散热器风扇罩1被固定到散热器7上时,空气净化器4和5分别被垂直定位在散热器风扇8的两侧上并且在该车辆的发动机舱内基本垂直地定向。
散热器风扇罩1可以由多种不同的材料制成并且通过多种不同的方法制成例如,吹模塑法、注模塑法和/或金属薄片法。该材料可以通过不同方式紧固,包括经由粘合剂、诸如螺栓或者铆钉的紧固件、焊接和/或扣接。散热器风扇罩1可以包括可用于将空气净化器结合到该风扇罩中的任何适当的固体材料,正如本领域技术人员已知的。
在本实用新型的一些实施例中,右空气净化器4和左空气净化器5分别包括右过滤腔10和左过滤腔11。过滤腔10和11均可以保留一个容积,当组合时,该容积适合于NVH声学(acoustics),即该保留的容积适用于改进噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。本实用新型的一些实施例可预期具有例如5升容积的右过滤腔10和具有例如5升的容积的左过滤腔11,作为10升组合容积(用于容纳例如典型的V-8发动机)。本实用新型可预期其他适当容积的组合的过滤腔,以容纳V-8发动机和其他发动机类型,如本领域技术人员了解的。例如,如果该车辆装备有例如4-缸发动机,那么抽吸脉动(pumping pulsation)(NVH来源)较高,并且可能需要更有效的谐振器。因此,在本实用新型的一些附加实施例中,空气净化器4或5可以被替换为皆振器(见图6),从而腔10和11其中之一容纳该空气净化器,并且另一腔容纳该谐振器。该空气净化器可以包括带有适合于NVH声学的容积例如10升的一个过滤腔。
本实用新型的多种其他示例性实施方式可预期将空气净化器4和5组合到一个空气净化器中,该空气净化器被结合到散热器风扇罩1的一侧中(见图7)。该空气净化器可以包括适合于NVH声学的容积的过滤腔。例如,两个5升的过滤腔可以组合为一个具有10升容积的过滤腔。
如图3中所示的,左收集器2和右收集器3将污浊空气从车辆外侧供给到空气净化器4和5中。在本实用新型的一些实施例中,收集器2和3顶部安装到各自相应的空气净化器4和5上,以便最小化排气管(stack)9的长度,该排气 管将空气从该收集器引导到该空气净化器。然而,本领域技术人员将理解在图3中描绘的收集器2和3的类型、数量和位置仅是示例性的而且并非限制本实用新型,并且可以预见到多种污浊空气入口类型、尺寸、位置和/或数量而不偏离本实用新型的范围,。例如,本实用新型的多种实施例可考虑从车辆的防护罩突出的污浊空气入口(诸如传统空气进气收集器),同时附加的实施例可预期位于该车辆的前格栅中和/或前保险杠下的污浊空气入口。
污浊空气循环通过过滤腔10和11,其中它可以穿过(多个)空气过滤元件。本实用新型的一些实施例可预期利用常规形状和设计的空气过滤元件,包括平面/面板、椭圆形和圆柱形空气过滤元件,然而本实用新型的多种附加实施例可预期利用具有改变形状和尺寸的(多个)空气过滤元件,这些空气过滤元件的改变形状和尺寸适应于空气过滤元件被容纳于其中的空气净化器4和5的形状和尺寸。
过滤后的空气经由清洁空气出口6排出空气净化器4和5,并且经由低压空气管13循环到涡轮增压器12处。在本实用新型的一些实施例中,清洁空气出口6可以被定位在空气净化器4和5的基底处,从而通过减小通往涡轮增压器12的输送管的长度和横截面和/或通往涡轮增压器12的输送管的必要弯曲数量来最小化空气流动限制。涡轮增压器12压缩清洁空气,由此也增加了它的温度。该清洁的热增压空气经由高压空气出口14排出涡轮增压器12,并且经由高压空气管15循环到中冷器(charge air cooler)16。中冷器16不需要在该风扇罩的下方或者前方。在本实用新型的不同的实施例中,高压空气出口14可以被定位成最小化通往中冷器16的高压管长度。清洁的冷却增压空气经由冷却空气出口17排出中冷器16,并且在所图示说明的实施例中被引导经由圆管18围绕散热器风扇8,该圆管18可以通过例如吹塑、注塑或者焊接的方式被结合到该散热器风扇罩中。圆管18用来允许空气通道通往清洁增压空气出口19,该增压空气出口19将空气输送到节气门体。在一些实施例中,冷却空气出口17可以被直接定位于空气净化器之下,例如右空气净化器4。在所说明的示例性实施方式中,清洁的增压空气出口19可以被定位在散热器风扇罩1的顶部中心,以减小通往节气门体的输送管的长度。
图4是图3的空气进气组件的旋转视图,其示出了中冷器16。在所图示说明的示例性实施方式中,清洁的热增压空气经由高压空气出口14排出涡轮增压 器12,并且经由高压空气管15循环到中冷器16。该清洁的热增压空气通过热空气入口20进入中冷器16,并且清洁的冷却增压空气通过冷却空气出口17排出中冷器16。该清洁的冷却增压空气可以被引导经由圆管18围绕散热器风扇8到清洁增压空气出口19。
图5是示出根据本实用新型的示例性实施方式,通过自然吸气式发动机的空气流动的示图,例如仅需一个单个空气净化器的4-缸发动机E。由于该空气净化器4在发动机舱内的定位,通过将该空气出口定位在该空气净化器4上的垂直位置,也就是与节气门体TB入口基本同一水平面,过滤后的空气可以从该空气净化器4穿过相对水平的低压空气管13用管道传输到该节气门体。
图6示出了根据本实用新型的附加示例性实施方式的空气进气组件的透视图,如应用于自然吸气式发动机,诸如V-型发动机,例如4-缸V-型发动机。在声音传播较大的环境中,例如,在装备有4-缸发动机的车辆中,谐振器105可以被用来以本领域技术人员理解的方式来补偿(complement)由空气净化器104提供的声音。因此,散热器风扇罩100可以包括在一侧上的空气净化器104和在另一侧上的谐振器105。在本实用新型的一些实施例中,空气净化器104沿散热器风扇罩100的右侧被定位,并且谐振器105沿散热器风扇罩100的左侧被定位,其中在其他实施例中,空气净化器104沿散热器风扇罩100的左侧被定位,并且谐振器105沿散热器风扇罩100的右侧被定位。当散热器风扇罩100被固定到散热器7上时,空气净化器104和谐振器105分别被垂直定位在散热器风扇8的两侧。
根据本实用新型的不同的实施例,空气净化器104包括适于NVH声学的容积(例如10升或者12升)的过滤腔110。本实用新型的更多实施例可预期其他适当容积的过滤腔,来适应多种发动机类型和尺寸。污浊空气入口102和103将污浊空气从车辆外侧分别供给到空气净化器104和谐振器105上。本领域技术人员将会理解:在图6中描绘的污浊空气入口102和103的类型、尺寸、数量以及位置仅是示例性的并且并不限制本实用新型,以及可以预见到多种不同类型的污浊空气入口、位置和/或数量而不偏离本实用新型的范围。根据本实用新型的一些实施例,空气入口102和103可以被定位为刚好在该车辆防护罩之下。在多种实施例中,空气入口102和103可以距路面大于或者等于700毫米。
来自入口102的污浊空气循环穿过过滤腔110,其中它可以穿过空气过滤元 件。过滤空气可以经由连接到清洁空气出口19上的低压管排出空气净化器104而有待被循环到节气门体上。清洁空气出口19可以被定位在空气净化器104上的较高位置处,从而通过减小通往该节气门体的输送管的长度和横截面和/或通往该节气门体的输送管的必要弯曲数量来最小化空气流动限制。
图7示出了根据本实用新型的另一示例性实施方式的空气进气组件的透视图,如在自然吸气式发动机中所应用的,该自然吸气发动机不需要具有在过滤后的空气到达节气门体之前将过滤后的空气用管道传输通过涡轮增压器和中冷器所必需的附加输送管。散热器风扇罩200可以包括一个空气净化器204。在本实用新型的一些实施例中,空气净化器204沿散热器风扇罩100的右侧被基本垂直地定位,其中在其他实施例中,空气净化器204沿散热器风扇罩200的左侧或者散热器风扇罩200的顶部被基本垂直地定位。
所图示说明的空气净化器204包括适于NVH声学的容积(例如10升或者12升)的过滤腔210。本实用新型的更多实施例可预期其他适当容积的过滤腔,以适应所有发动机类型和尺寸。污浊空气入口202将污浊空气从车辆的外侧供给到空气净化器204。本领域技术人员将理解:在图7中描绘的污浊空气入口202的类型、尺寸和位置仅是示例性的并且不限制本实用新型,以及可以使用多种不同类型的一个或者多于一个污浊空气入口而不偏离本实用新型的范围。
污浊空气循环通过过滤腔210,其中它可以穿过空气过滤器。过滤后的空气可以经由清洁空气出口19排出空气净化器204并且经由低压空气管(未示出)循环到节气门体。清洁空气出口19可以被定位在空气净化器204上的较高位置处,从而通过减小通往该节气门体的输送管的长度和横截面和/或通往该节气门体的输送管的必要弯曲数量来最小化空气流动限制。
图8示出了根据本实用新型的示例性实施方式的空气进气组件的透视图,如在自然吸气式发动机中所应用的。所说明的散热器风扇罩300包括两个空气净化器,它们被示意为右空气净化器304和左空气净化器305。右空气净化器304沿散热器风扇罩300的右侧被定位,并且左空气净化器305沿散热器风扇罩300的左侧被定位。当散热器风扇罩300固定到散热器7上时,空气净化器304和305分别被垂直定位在散热器风扇8的两侧上并且被基本垂直定向在该车辆的发动机舱内。
在本实用新型的一些实施例中,右空气净化器304和左空气净化器305各自 包括右过滤腔310和左过滤腔311。过滤腔310和311均可以保留一个容积,该容积当组合时适合于NVH声学。
如在图8中由逆时针箭头A所示意的,污浊空气入口303从车辆外侧将污浊空气供给到空气净化器305。本领域技术人员将理解:在图8中描绘的污浊空气入口303的类型、数量和位置仅是示例性的并且不限制本实用新型,以及可以使用多种污浊空气入口类型、尺寸、位置和/或数量而不偏离本实用新型的范围。
如由逆时针箭头A进一步示出的,污浊空气循环通过过滤腔311,其中它可以通过第一空气过滤器。半过滤或者粗略过滤的空气经由清洁空气出口排出空气净化器305,并且经由圆形低压管313在散热器风扇8之下通过管道传输到空气净化器304。该半过滤(或者粗略过滤)的空气循环通过过滤腔310,其中它可以通过第二空气过滤器。过滤后的空气经由清洁空气出口排出空气净化器304,并且经由圆形低压管313在散热器风扇罩8上方通过管道传输到空气出口319,该空气出口319将空气输送到节气门体。在所示的示例性实施方式中,空气出口319被定位在散热器风扇罩300的顶部中心处,但是还可以另外按照需要被定位,从而通过减小通往该节气门体的输送管的长度和横截面和/或通往该节气门体的输送管的必要弯曲数量来最小化空气流动限制。空气过滤器305可以包括例如泡沫过滤器、褶皱过滤装置(paper pleat)或者颗粒分离器。
在本实用新型的一些实施例中,空气净化器304或者305可以被谐振器替代(见图6),从而使得腔310和311中的一个容纳该空气净化器,并且另一腔容纳该谐振器。该空气净化器可以包括带有适于NVH声学的容积的过滤腔。
在多雪气候中,还担心经由污浊空气入口将积雪吸入到该空气净化器中,这会堵住过滤器,从而导致发动机中不可接受的流动限制。因此,本实用新型的一些实施例可进一步预期从该散热器穿过每个空气净化器到融化的吸入积雪设置一条冷却剂管路(例如,冷却剂可包括热水),以为这些过滤器的内部容积除雪。由于这些空气净化器的独特定位,当该车辆运行时或者仅当在发动机上检测到过度背压时,被加热的液体可以从该散热器箱被直接用管道传输到每个过滤腔中。在本实用新型的不同的实施例中,仅在通过气候控制***、温度计或者其他逻辑触发时,冷却剂才可以循环通过空气净化器。
虽然已经根据本实用新型的示例性实施方式公开了本实用新型用以更好理 解本实用新型,但应理解本实用新型可以通过不同的方式实施,而不偏离本实用新型的原理。因此,虽然已经根据涡轮增压发动机、增压发动机和自然吸气式发动机公开了本实用新型,但是所公开的本实用新型对于其他发动机类型也可以工作得同样良好,并且不受驱动类型的影响。因此,本实用新型应该被理解为包括所有可能的实施例,这些实施例可以在不偏离本文所述的本实用新型的原理的情况下被实施。
为本说明书和权利要求书的目的,除非另外表示的,所有表达数量、百分比或者比例的编号,以及在说明书和权利要求书中所使用的其他数值,均被理解为在所有情况下可以修改为“大约”的数值。相应地,除非另外指示为相反的情况,在说明书和权利要求书中所述的数字参数是近似值,其可能根据本实用新型所要获得的期望的特性而改变。不希望并且不试图限制本新型范围的等价物声明的申请,每个数字参数应至少按照所记录的有效位数字以及通过应用普通舍入技术来理解。
注意的是,如在本说明书和权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”,除非明显表述限定为一个所指对象,其也包括复数的所指对象。因此,例如参考“一个空气净化器”包括两个或者更多个不同的空气净化器。如在本文使用的,术语“包括”及其语法变体应视为不受限制,从而使得在表单中的词语的引用并不排除可替代或者添加到该表单词语上的其他相似的词语。
对于本领域技术人员明显的是,在不偏离本实用新型的范围的情况下,可以对本实用新型的***和方法进行不同修改和变体。通过考虑本文所公开的实用新型的说明和实践,本公开的其他实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本文所描述的说明和实施例旨在仅作为示例性的。
Claims (10)
1.一种用于车辆的空气进气装置,其特征在于所述装置包括:
结合到散热器风扇罩中的空气净化器;
空气入口,其被配置为将空气引导到所述空气净化器中;以及
空气出口,其被配置为从所述空气净化器接收空气以分配给所述车辆的发动机。
2.如权利要求1所述的空气进气装置,进一步包括一个冷却剂管路,所述冷却剂管路被配置为从散热器穿过所述空气净化器循环热水。
3.如权利要求1所述的空气进气装置,其中所述空气净化器包括过滤腔,所述过滤腔具有适合于NVH声学的适当的容积。
4.如权利要求3所述的空气进气装置,进一步包括至少一个谐振器,所述谐振器被结合到所述散热器风扇罩中。
5.如权利要求3所述的空气进气装置,其中所述空气净化器基本垂直定位为邻近散热器风扇,所述空气净化器通过吹塑、注塑或者焊接方式被结合到散热器风扇罩中。
6.如权利要求1所述的空气进气装置,其中所述空气净化器包括两个或者更多个过滤腔,所述两个或者更多个过滤腔具有适合于NVH声学的组合的适当的容积。
7.如权利要求4所述的空气进气装置,其中所述至少一个谐振器基本垂直定位为邻近所述散热器风扇并且与所述空气净化器相对。
8.如权利要求1所述的空气进气装置,其中所述空气入口被安装在所述散热器风扇罩的顶部部分。
9.如权利要求1所述的空气进气装置,其中所述清洁空气出口被定位在所述空气净化器的底部,以减少对所述车辆发动机的涡轮增压器的流动限制。
10.如权利要求1所述的空气进气装置,其中所述清洁空气出口被定位在所述空气净化器的顶部,以减少对所述车辆发动机的节气门体或者增压器的流动限制。
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