CN216588817U - 发动机的水套组件、发动机的冷却***和发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发动机的水套组件、发动机的冷却***和发动机,所述水套组件包括:缸盖水套,所述缸盖水套具有缸盖进口、第一出口和第二出口,所述缸盖进口与所述第一出口之间具有经过燃烧室的燃烧室水套部,所述第二出口位于所述燃烧室水套部的上游;缸体水套,所述缸体水套具有相通的缸体进口和缸体出口,所述缸体进口与所述第二出口相连;其中所述缸盖进口进入的冷却水一部分经过所述燃烧室水套部由所述第一出口流出,且另一部分由所述第二出口流向所述缸体进口。本实用新型的发动机的冷却***,由缸盖水套朝向缸体水套内分流,提高发动机的冷却效率,且减少缸盖开裂、爆震的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆制造技术领域,尤其是涉及一种发动机的水套组件、具有该水套组件的发动机的冷却***和具有该冷却***的发动机。
背景技术
发动机冷却***的散热能力是按照发动机最大功率点的需求来设计的,在部分负荷下,发动机的冷却能力是过剩的,也就是会造成过冷却,造成冷却损失的增加;发动机的水套一般是缸体进水,缸盖出水,温度比较低的缸体进水会导致缸体冷却充分,而缸盖冷却不充分,结果是缸体温度低,缸盖温度高。
相关技术中,部分的发动机冷却***为单一的冷却回路,缸体、缸盖串联冷却,一般由缸体进水,再由缸体流入缸盖,与缸体、缸盖的冷却需求并非同步,对缸盖的冷却效果较差,易出现缸盖开裂、爆震风险。或者,另一部分的发动机冷却***采用缸体、缸盖分流,但对发动机的燃烧室的冷却效果较差,存在改进的空间。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种发动机的水套组件,能够实现缸盖进水,且缸盖和缸体内水流并联的流通,利于实现对燃烧室的冷却,提高发动机的冷却效率,且减少缸盖开裂、爆震的风险。
根据本实用新型实施例的发动机的水套组件,包括:水泵;缸盖水套,所述缸盖水套具有缸盖进口、第一出口和第二出口,所述缸盖进口与所述水泵的出水口相连,所述第一出口和所述第二出口分别与所述缸盖进口相连,且所述缸盖进口与所述第一出口之间具有经过燃烧室的燃烧室水套部,所述第二出口位于所述燃烧室水套部的上游;缸体水套,所述缸体水套具有相通的缸体进口和缸体出口,所述缸体进口与所述第二出口相连,所述第一出口与所述缸体出口相连,所述缸体出口与所述水泵的进水口相连。
根据本实用新型实施例的发动机的水套组件,构造为从缸盖水套进水,且由缸盖水套朝向缸体水套内分流,以实现缸盖水套和缸体水套内水流并联的流通,且在缸盖水套内水流流动的过程中,利于实现对燃烧室的冷却,提高发动机的冷却效率,且减少缸盖开裂、爆震的风险,提高发动机的安全性。
根据本实用新型一些实施例的发动机的水套组件,所述缸盖进口设于发动机的进气侧,所述第一出口设于缸盖的集排水侧。
根据本实用新型一些实施例的发动机的水套组件,所述燃烧室水套部包括进气侧区域、预燃室区域和排气侧区域,所述进气侧区域、所述预燃室区域和所述排气侧区域依次连接于所述缸盖进口与所述第一出口之间;其中所述进气侧区域流经燃烧室的进气侧,所述预燃室区域流经预燃室,所述排气侧区域流经燃烧室的排气侧。
根据本实用新型一些实施例的发动机的水套组件,所述预燃室区域构造为环形区域,且所述预燃室区域环绕所述预燃室分布。
根据本实用新型一些实施例的发动机的水套组件,所述第一出口的水量大于所述第二出口的水量;其中所述第一出口的水量与所述第二出口的水量的比值为i,满足:i≥4:1。
本实用新型还提出了一种发动机的冷却***。
根据本实用新型一些实施例的发动机的冷却***,包括水泵、电子节温器、散热器和上述任一种实施例的发动机的水套组件,所述电子节温器和所述散热器串联于所述缸体出口与所述水泵的进水口之间,且在所述缸体出口处设有温度传感器。
根据本实用新型一些实施例的发动机的冷却***,所述电子节温器具有第一入口端、第一出口端和第二出口端,所述第一入口端与所述缸体出口相连,且所述第一出口端和所述第二出口端均与所述水泵的进水口相连;其中所述第一出口端与所述水泵的进水口之间串联有暖风芯体;所述第二出口端与所述水泵的进水口之间串联有所述散热器。
根据本实用新型一些实施例的发动机的冷却***,所述发动机的冷却***还包括:膨胀水壶,所述膨胀水壶的出水口与所述水泵的进水口相连;其中所述膨胀水壶通过排气支路连接所述散热器,和/或所述膨胀水壶通过补液支路连接所述缸盖水套。
根据本实用新型一些实施例的发动机的冷却***,所述发动机的冷却***还包括:第一支路,所述第一支路分别连接所述缸体水套的第一取水口与所述水泵的进水口,且所述第一支路上设有EGR冷却器;和/或第二支路,所述第二支路分别连接所述缸体水套的第二取水口与所述水泵的进水口,且所述第二支路设有增压器。
本实用新型还提出了一种发动机。
根据本实用新型实施例的发动机,设置有上述任一种实施例的发动机的冷却***。
所述发动机、发动机的冷却***和上述的发动机的水套组件相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型实施例的发动机的冷却***的结构示意图;
图2是根据本实用新型实施例的发动机的缸盖水套的结构示意图。
附图标记:
发动机的冷却***100,
水泵1,
缸体布水道2,
缸盖水套3,缸盖进口31,第一出口32,第二出口33,进气侧上水水套部34,燃烧室水套部35,进气侧区域351,预燃室区域352,排气侧区域353,集排水水套部36,
缸体水套4,缸体进口41,缸体出口42,
电子节温器5,第一入口端51,第一出口端52,第二出口端53,散热器61,暖风芯体62,膨胀水壶63,EGR冷却器64,增压器65,机油冷却器66,温度传感器67。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的发动机的水套组件,该水套组件构造为从缸盖水套3进水,且由缸盖水套3朝向缸体水套4内分流,以实现缸盖水套3和缸体水套4内水流并联的流通,且在缸盖水套3内水流流动的过程中,利于实现对燃烧室的冷却,提高发动机的冷却效率,且减少缸盖开裂、爆震的风险。
如图1所示,根据本实用新型实施例的发动机的水套组件,包括:缸盖水套3和缸体水套4。
水套组件适于安装于发动机的冷却***100中,且冷却***100中设有水泵1,水泵1用于驱动冷却***100中的冷却介质循环流动,以使冷却介质作为冷量的载体在冷却***100中流动,实现冷却和散热的作用。其中,本实用新型中的水泵1可为电子水泵1,以利于实现水泵1的自动控制,且在具体使用时,可配合节温器使用,实现冷却***100的智能化控制。
缸盖水套3内形成有缸盖水流通道,且缸盖水流通道串联于冷却***100中,其中,缸盖水套3具有缸盖进口31、第一出口32和第二出口33,即缸盖进口31作为缸盖水流通道的进口,第一出口32和第二出口33分别作为缸盖水流通道的两个出口。这样,在冷却***100进行介质循环时,水泵1流出的水可从缸盖进口31进入到缸盖水套3 内,并分别从第一出口32和第二出口33中流出。可以理解的是,缸盖水套3邻近发动机的燃烧室设置,即在发动机做功过程中,燃烧室内产生的热量大量地传递至缸盖水套 3。如图1所示,在水泵1的出水口与缸盖进口31之间通过缸体布水道2连通。
其中,缸盖进口31与第一出口32之间具有经过燃烧室的燃烧室水套部35,也就是说,在水泵1流出的冷却水由缸盖进口31进入到缸盖水套3内后,能够流经燃烧室水套部35再流向第一出口32流出,且在此过程中,水泵1流出的水在不经过缸体水套4 的情况下即可进入到缸盖水套3内,即使得缸盖水套3内的水流的温度较低,能够实现对缸盖部分的有效冷却,不仅提升了对发动机的燃烧室部分的有效冷却,且可避免出现缸盖温度过高开裂、爆缸的风险,提高发动机的安全性。
缸体水套4具有相通的缸体进口41和缸体出口42,缸体进口41和缸体出口42之间连通有缸体水流通道,缸体进口41与第二出口33相连,第一出口32与缸体出口42 相连,缸体出口42与水泵1的进水口相连。缸盖进口31进入的冷却水一部分经过燃烧室水套部35由第一出口32流出,且另一部分由第二出口33流向缸体进口41。
这样,缸盖水套3内由第二出口33流出的部分水可从缸体进口41进入到缸体水套4内,以在缸体水套4内实现冷却和换热,进而流向缸体出口42,其中,第二出口33 位于燃烧室水套部35的上游,即从第二出口33进入到缸体水套4中的水为未经过燃烧室水套部35的水流,此部分的水流由于未与燃烧室水套部35进行换热,保持在较低的温度状态,由此,使得在缸体水套4中进行换热时仍能够实现较大幅度的热量交换,即可保证缸体水套3处的换热性能;同时,缸盖水套3内经过与燃烧室水套部35的水流也从第一出口32处流向缸体出口42,由此,经过缸盖水套3的水流和经过缸体水套4 的水流均从缸体出口42流向水泵1的进水口,从而实现冷却***100的水流循环。其中,如图1所示,水泵1流出的水流在缸体布水道2处一部分流向缸盖水套3,且缸盖水套3分流后分别流向缸体出口42,且水泵1流出的水流在缸体布水道2处另一部分流经机油冷却器66之后流向缸体出口42实现汇合,由此,可使得冷却***100兼顾对机油的冷却作用。
根据本实用新型实施例的发动机的水套组件,构造为从缸盖水套3进水,且由缸盖水套3朝向缸体水套4内分流,以实现缸盖水套3和缸体水套4内水流并联的流通,且在缸盖水套3内水流流动的过程中,利于实现对燃烧室的冷却,提高发动机的冷却效率,且减少缸盖开裂、爆震的风险,且缸体水套3仍具有良好的换热性能,提高发动机的安全性。
在一些实施例中,缸盖进口31设于发动机的进气侧,所述第一出口32设于发动机的集排水侧。也就是说,本实用新型中的缸盖水套3构造为从靠近发动机的进气侧实现进水,这样,在缸体布水道2流向缸盖水套3的温度较低的水流能够在发动机的进气侧处实现对发动机的冷却降温,且在经过燃烧室水套部35后,从缸盖的集排水侧流出。换言之,如图2所示,本实用新型中的缸盖水套3包括依次相连的进气侧上水水套部34、位于中部的燃烧室水套部35以及用于出水的集排水水套部36。
由此,由缸盖进口31进入的水流,可利于实现对进气道的冷却,将发动机的进气温度控制的更低,可以增加进气效率,使得燃料燃烧的更加充分,进一步地提高发动机的运行效率。
在一些实施例中,燃烧室水套部35包括进气侧区域351、预燃室区域352和排气侧区域353,进气侧区域351、预燃室区域352和排气侧区域353依次连接于缸盖进口31 与第一出口32之间。这样,缸盖进口31出的水流进入到缸盖后,能够依次进入到进气侧区域351、预燃室区域352和排气侧区域353,即实现三个不同位置处的冷却和降温。
具体地,进气侧区域351流经燃烧室的进气侧,预燃室区域352流经预燃室,排气侧区域353流经燃烧室的排气侧。也就是说,进入到缸盖水套3内的水流可先在进气侧区域351对燃烧室的进气侧进行冷却和降温,再在预燃室区域352内对燃烧室的预燃室进行冷却,最后在排气侧区域353对燃烧室的排气侧进行冷却和降温。从而可实现对发动机的燃烧室的各个位置处进行冷却降温。
其中,优先进气侧而后排气侧,利于减小进气侧的水套部分对进气道加热的影响,进气温度控制更低,可以增加进气效率,使燃料燃烧更充分,进一步提升发动机效率。
在一些实施例中,预燃室区域352构造为环形区域,且预燃室区域352环绕预燃室分布。由此,缸盖水套3内的水流在预燃室区域352能够在环绕预燃室的各个位置处进行冷却和降温,从而增强对预燃室的冷却效果。
在一些实施例中,第一出口32的水量大于第二出口33的水量,这样,在缸盖水套 3内的大部分水流可流向燃烧室的周边区域,从而增强对发动机的有效冷却,实现冷却***100中的水流的合理配置。
其中,第一出口32的水量与第二出口33的水量的比值为i,满足:i≥4:1。也就是说,可将比值选定为4:1。这样,水流进入到缸盖水套3内之后,其中的80%可进入到燃烧室水套部35中实现对燃烧室的进气侧、预燃室和排气侧进行冷却,保证对燃烧室能够进行足量的冷却,从而降低预燃室周边温度,确保足够的冷却能力,同时缸盖主横流的冷却形式进一步降低了***压损,降低了水泵1功率。且其余的20%可进入到缸体水套4中实现对其他结构的冷却。
也就是说,如图1和图2所示,在具体设计时,可将水泵1的出水口连接缸体布水道2,缸体布水道2的水全部优先进入缸盖水套3进行冷却。缸盖进口31设置在发动机的进气侧,80%冷却液通过缸盖水套3,进入缸盖水套3的全部冷却液通过1-4缸排气侧鼻梁区位置,提升燃烧室水套部35流速,提升冷却效果;冷却液通过鼻梁区后,对排气门周边以及中置火花塞孔进行冷却;此后,冷却液通过进气侧区域351、预燃室区域352、排气侧区域353和集排水水套部36进入缸体出水口;剩余20%冷却液在发动机的进气侧1-4缸位置通过气缸盖垫片上的开孔,由进气侧上水水套部34流向缸体水套4,从而实现缸盖水套3内的水流分配。
本实用新型还提出了一种发动机的冷却***100。
根据本实用新型实施例的发动机的冷却***100包括:水泵1、电子节温器5、散热器61和上述任一种实施例的发动机的水套组件。
如图1所示,电子节温器5和散热器61串联于缸体出口42与水泵1的进水口之间,且在缸体出口42处设有温度传感器67。这样,缸体出口42处的水流能够经过电子节温器5之后流向散热器61,并从散热器61回流至水泵1。
其中,需要说明的是,温度传感器67能够感知缸体出口42的温度变化,且温度传感器67和电子节温器5均与冷却***100的控制单元相连,以使得控制单元能够根据温度传感器67的检测结果对电子节温器5进行控制,从而实现对冷却***100的控制。其中,电子节温器5为普通蜡式节温器增加加热电芯,对蜡式感温器进行电控加热,对冷却***100的循环进行控制。
在一些实施例中,电子节温器5具有第一入口端51、第一出口端52和第二出口端53,第一入口端51与缸体出口42相连,且第一出口端52和第二出口端53均与水泵1 的进水口相连。也就是说,缸体出水口处流出的水从第一入口端51进入到电子节温器5 之后,能够分别从第一出口端52和第二出口端53以两条不同的路径回流至电子水泵1。换言之,两条路径中能够实现与不同的结构进行换热。
其中,第一出口端52与水泵1的进水口之间串联有暖风芯体62,暖风芯体62安装于车内,且能够对车内空间进行热量输出,即在水泵1的出水口经过缸盖、缸体换热后,流向暖风芯体62中并向车内空间制热,从而起到车内供暖的作用。
第二出口端53与水泵1的进水口之间串联有散热器61,散热器61可位于车内也可位于车外,以使散热器61将冷却***100中承载的来自发动机的热量扩散至车内或车外空间中,实现冷却***100中的热量输出,保证冷却***100中的冷却介质处于较低的温度状态。
在一些实施例中,如图1所示,发动机的冷却***100,还包括:膨胀水壶63,膨胀水壶63的出水口与水泵1的进水口相连,这样,膨胀水壶63中的水可根据需求灵活地通入到水泵1的进水口处,从而实现对冷却***100的补水。可以理解的是,在冷却***100的持续循环制冷过程中,冷却水会逐渐地消耗,可通过膨胀水壶63进行补水,以保证冷却***100中的水量充足。
其中,膨胀水壶63与散热器61之间连接有排气支路,排气支路用于在膨胀水壶63与散热器61之间起到排气的作用,由此,在冷却***100循环过程中产生气体时,可使得气体随着排气支路进入到膨胀水壶63中。
以及在一些实施例中,可选择性地设置补液支路,以通过补液支路实现膨胀水壶63 与缸盖水套3之间的连通,这样,可通过补液支路将膨胀水壶63中的冷却水通入到冷却***100中。
在一些实施例中,如图1所示,发动机的冷却***100,还包括:第一支路和第二支路。其中第一支路分别连接缸体水套4的第一取水口与水泵1的进水口,且第一支路中设有EGR(废气再循环)冷却器,以使得冷却***100能够实现对废气再循环***进行冷却,保证废气循环稳定。
第二支路分别连接缸体水套4的第二取水口与水泵1的进水口,且第二支路中设有增压器65,以实现对增压器65的冷却和降温。也就是说,本实用新型中的冷却***100 在运行过程中,可从缸体水套4处取水以用于实现对废气再循环***和增压器65的冷却。
由此,通过本实用新型实施例的冷却***100,具有大循环回路和小循环回路。
其中,电子节温器5控制发动机出水,进入小循环阶段,电子节温器5蜡包感受的是暖风芯体62所在支路的水,确保电器节温器根据温度传感器67的标定策略可以及时开启。大循环阶段,电子节温器5蜡包感受的是暖风芯体62所在支路、散热器61所在支路的混合水,同时由电子节温器5自身电加热元件对蜡包进行加热,对大循环水路进行调节,满足发动机在特定工况下的水温需求,且在大循环水路中,电子节温器5全部打开,冷却液由水泵1泵入缸盖水套3和缸体水套4,由集排水水套部36流经缸体出口 42后汇合于电子节温器5的水腔处,再流向散热器61,进一步由散热器61的出口流回水泵1的进水口。
本实用新型还提出了一种发动机。
根据本实用新型实施例的发动机,设置有上述任一种实施例的发动机的冷却***100,可从缸盖水套3进水,且由缸盖水套3朝向缸体水套4内分流,以实现缸盖水套3 和缸体水套4内水流并联的流通,且在缸盖水套3内水流流动的过程中,利于实现对燃烧室的冷却,提高发动机的冷却效率,且减少缸盖开裂、爆震的风险,提高发动机的安全性。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种发动机的水套组件,其特征在于,包括:
缸盖水套(3),所述缸盖水套(3)具有缸盖进口(31)、第一出口(32)和第二出口(33),所述缸盖水套(3)在所述缸盖进口(31)与所述第一出口(32)之间形成有经过燃烧室的燃烧室水套部(35),所述第二出口(33)位于所述燃烧室水套部(35)的上游;
缸体水套(4),所述缸体水套(4)具有相通的缸体进口(41)和缸体出口(42),所述缸体进口(41)与所述第二出口(33)相连;其中
从所述缸盖进口(31)进入的冷却水一部分经过所述燃烧室水套部(35)由所述第一出口(32)流出,且另一部分由所述第二出口(33)流向所述缸体进口(41)。
2.根据权利要求1所述的发动机的水套组件,其特征在于,所述缸盖进口(31)设于发动机的进气侧,所述第一出口(32)设于缸盖的集排水侧。
3.根据权利要求1所述的发动机的水套组件,其特征在于,所述燃烧室水套部(35)包括进气侧区域(351)、预燃室区域(352)和排气侧区域(353),所述进气侧区域(351)、所述预燃室区域(352)和所述排气侧区域(353)依次连接于所述缸盖进口(31)与所述第一出口(32)之间;其中
所述进气侧区域(351)流经燃烧室的进气侧,所述预燃室区域(352)流经预燃室,所述排气侧区域(353)流经燃烧室的排气侧。
4.根据权利要求3所述的发动机的水套组件,其特征在于,所述预燃室区域(352)构造为环形区域,且所述预燃室区域(352)环绕所述预燃室分布。
5.根据权利要求1所述的发动机的水套组件,其特征在于,所述第一出口(32)的水量大于所述第二出口(33)的水量;其中
所述第一出口(32)的水量与所述第二出口(33)的水量的比值为i,满足:i≥4:1。
6.一种发动机的冷却***(100),其特征在于,包括水泵、电子节温器(5)、散热器(61)和权利要求1-5中任一项所述的发动机的水套组件,所述电子节温器(5)和所述散热器(61)串联于所述缸体出口(42)与所述水泵(1)的进水口之间,且在所述缸体出口(42)处设有温度传感器(67)。
7.根据权利要求6所述的发动机的冷却***(100),其特征在于,所述电子节温器(5)具有第一入口端(51)、第一出口端(52)和第二出口端(53),所述第一入口端(51)与所述缸体出口(42)相连,且所述第一出口端(52)和所述第二出口端(53)均与所述水泵(1)的进水口相连;其中
所述第一出口端(52)与所述水泵(1)的进水口之间串联有暖风芯体(62);
所述第二出口端(53)与所述水泵(1)的进水口之间串联有所述散热器(61)。
8.根据权利要求6所述的发动机的冷却***(100),其特征在于,所述发动机的冷却***(100)还包括:膨胀水壶(63),所述膨胀水壶(63)的出水口与所述水泵(1)的进水口相连;其中
所述膨胀水壶(63)通过排气支路连接所述散热器(61),和/或所述膨胀水壶(63)通过补液支路连接所述缸盖水套(3)。
9.根据权利要求6所述的发动机的冷却***(100),其特征在于,所述发动机的冷却***(100)还包括:
第一支路,所述第一支路分别连接所述缸体水套(4)的第一取水口与所述水泵(1)的进水口,所述第一支路上设有EGR冷却器(64);
和/或第二支路,所述第二支路分别连接所述缸体水套(4)的第二取水口与所述水泵(1)的进水口,所述第二支路上设有增压器(65)。
10.一种发动机,其特征在于,设置有权利要求6-9中任一项所述的发动机的冷却***(100)。
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2022
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