宝马M62发动机毕业设计.docx
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宝马M62发动机毕业设计
常州工程职业技术学院
毕业设计(论文)
(________2020_________届)
设计(论文)题目宝马M62型发动机
燃油喷射系统的检修
系部机械工程技术系
班级汽修0811
学生姓名董培
指导教师彭卫锋
常州工程职业技术学院
二0一一年一月八日
摘要:
宝马以高级汽车闻名于世,现现在我国的宝马汽车的保有量也愈来愈多,宝马M62型发动机作为宝马发动机中比较经典的八缸发动机,它与平常咱们见到的发动机有专门大的区别。
本文以宝马M62型发动机电控燃油喷射系统为例,介绍了其新特点、工作原理、检修方式和实际的维修案例,并介绍了CAN总线技术的相关知识。
通过深切宝马M62发动机的燃油系统能够较为轻松的解决一些实际故障和其它宝马车系发动机电控燃油喷射系统的学习。
关键词:
宝马M62发动机燃油喷射CAN总线
Abstract:
BMWisfamousforluxurycars,BMWisnowChina'sholdingsofmoreandmore,theBMWM62engineastheBMWengineeight-cylinderengineinthemoreclassic,itistheengineoftheusualweseegreatDifference.Inthispaper,theBMWM62engineelectronicfuelinjectionsystem,forexample,introduceditsnewfeatures,workingprinciples,maintenancemethodandmaintenanceoftheactualcase,anddescribestheknowledgeofCANbustechnology.Throughin-depthBMWM62enginefuelsystemscanmoreeasilysolvesomerealtrouble,andotherBMWcarsengineelectroniccontrolfuelinjectionsystemoflearning.
Keywords:
BMWM62enginefuelinjectionCAN—BUS
1M62发动机综述
机械机构
M62型发动机采纳V形8缸构造形式的四冲程汽油发动机,在汽缸体的左、右上部各安装了一个汽缸盖,组成双列8缸的汽缸组合。
顺着车辆前方的右手侧的汽缸盖为右边汽缸盖,所布置的汽缸之前至后为1缸、2缸、3缸、4缸;顺着车辆前方的左手侧的汽缸盖是左列汽缸盖,所布置的汽缸之前至后为5缸、6缸、7缸、8缸。
在每一个汽缸盖上别离安装了一个进气凸轮轴和一个排气凸轮轴,加起来一共有4根凸轮轴,而且都是进气凸轮轴在内侧,排气凸轮轴在外侧的布置形式。
M62型发动机的配气机构比较复杂,第一它安装了可变凸轮轴正时操纵系统(VANOS),但VANOS只是对两列汽缸的进气凸轮轴正时进行调整,因此又称为无级式可变进气双VANOS。
第二在配气机构的传动方面,共利用了三根正时链条:
一根长链条和两根短链条。
一根长链条用于曲轴正时链轮和两根排气凸轮轴的连接,两根短链条那么用于各自汽缸列的排气凸轮轴链轮与其进气凸轮轴正时链轮的连接。
因此配气机构的传递途径如下:
曲轴带动两个排气凸轮轴,然后再由排气凸轮轴带动各自的进气凸轮轴。
在这组传动链的基础上,通过VANOS的操纵功能,对两个进气凸轮轴的相位角度进行调整。
M62型发动机采纳的是龙门式汽缸体,其优势是强度和刚度大,密封简单靠得住,维修方即可经受较大的机械负荷。
在汽缸体内部镶嵌有干式汽缸套,同时还分部有机油孔道和冷却水道,是冷却系和润滑系不可或缺的组成部份。
汽缸盖用来封锁汽缸体上部,并与活塞顶、汽缸壁一路组成燃烧室。
在汽缸盖的内部,设置有与汽缸体相通的冷却水套和机油孔道,双侧散布有进、排气道,火花塞座孔与燃烧室相通。
M62行发动机采纳的是整体式铝合金汽缸盖。
大体参数
M62发动机现有两个版本:
M62B35和M62B44,发动机的操纵版本有和因为要比高的多,本文中仅对M62B44的版本进行介绍,M62B35的组成和电控系统与B44相似。
下表列出了M62B44发动机版本的具体参数:
汽缸数
8
排量(cm3)
4398
汽缸排列形式
V形
间隔角
90°
最大功率(kw)
210
最大功率时转数(rpm)
5700
最大扭矩(Nm)
420
最大扭矩时转数(rpm)
3900
点火顺序
1-5-4-8-6-3-7-2
压缩比
缸径(mm)
92
行程(mm)
各缸气门数量
4
应用车型(E39底盘)
540i和740i
最高转速(rpm)
6100
控制版本
和
1.3M62新特点:
点火缺失识别介绍【1】
点火缺失识别是宝马发动机电控系统的一项先进的故障监控功能,它通过DME(发动机电子伺服系统)操纵模块对发动机转速转变数据进行处置来实现的,转速转变数据作为汽缸点火缺失的监控信号,并以此对工作不良的汽缸进行点火中断操纵。
为了实现对汽缸点火缺失的识别功能,依据四冲程发动机的点火距离顺序,DME操纵模块将八缸发动机的曲轴旋转一圈,分为4次点火进程,及分成4个点火时段。
DME操纵模块利用每一个点火进程时刻段的持续周期数据绘制出一条特性曲线,这条曲线上每一点的数值代表某个汽缸的运行平稳性数值,其最大许诺值可作为发动机转速、负荷、温度的参考指标存储起来。
假设该数值超进程序设定的许诺值,那么被以为该汽缸工作不良,同时相应的点火缺失信息将贮存在DME操纵模块的故障存储器中。
理论上均匀燃烧的发动机,其所有的运行平稳性数值均为0.若是该数值不等于0,那么说明所对应的汽缸存在缺缸的问题,缺缸程度与运行平稳性数值成正比,及运行平稳性数值越大,汽缸工作越差。
若是数值持续超过许诺值,那么DME操纵模块将慢慢中断故障汽缸的燃油喷射功能,这确实是一旦宝马发动机的某个汽缸工作不良,其严峻程度会自动增加的全然缘故。
另一方面,尽管该项功能是以点火缺失识别命名,可是依照它的操纵原理可知,不同缘故比如:
点火缺失、空气未经测量(漏真空)、混合气浓度部均匀,燃油供给系统有故障和汽缸压力不足等致使的汽缸工作不良,均会致使运行平稳性数值升高。
因此该项数据只能用来判定汽缸的工作情形,而不能推断出准确的故障范围。
在具体的诊断进程中咱们要注意以下三点:
一是第一对发动机电控系统进行故障查询,有问题的汽缸都会贮存相应的故障码,能够重点检测有故障的汽缸。
二是点火缺失识别只是在怠速工况(包括:
冷车和热车)下,而且发动机至少在怠速运转3min,DME操纵模块才能调整出正确的输出值。
三是汽缸运行平稳数值具有渐变的特点,当DME操纵木块监控到某个汽缸工作不良时,会在必然程度上进行修正,若是修正不能起到作用,便会慢慢中断此汽缸工作。
因此在诊断进程中,咱们要有足够的耐心,才能够对故障性质做出正确的判定。
点火缺失识别功能超级好用,在每次检修怠速抖动之类的故障时,咱们通常能够通过宝马专用诊断仪GT1“诊断问答”中的平稳性测试项目,重点查看汽缸运行平稳数值,成功率超级高,而且方便快捷。
如疑心是点火线圈造成的怠速抖动,只需将点火线圈进行对换,再查看数值是不是转变,即可取得正确的结果。
在下文咱们通过第五章的实际案例能够看书它的实用的地方。
2M62型发动机电控燃油喷射系统的组成和工作原理
电控燃油喷射系统的组成和其它的发动机一样,由燃油供给系统、空气供给系统、电控系统组成。
现对M62发动机电控燃油系统的一些专门的地方进行说明。
燃油供给系统
燃油供给系统的功用是向汽缸供给定量的燃油,M62型发动机采纳进气歧管多点燃油喷射的操纵方式,向汽缸提供必然压力和数量的燃油。
燃油供给系统要紧部件包括:
燃油箱、燃油泵、燃油滤清器和油压调剂器、燃油分派管和喷油嘴。
传统的发动机的电控燃油喷射系统分为L型和D型,采纳安装在供油轨道上的燃油压力调剂器。
现在燃油的流经顺序如下:
燃油箱—燃油泵—燃油滤清器—油压调剂器—供油轨道—喷油嘴。
由于这种布置,燃油压力调剂器位于发动机周围,燃油的温度会随着发动机温度的升高而升高,如此会致使HC排放污染增大,无益于现现在日趋苛刻的环保要求【7】。
宝马M62型发动机油压调剂器位于油箱内,集成在燃油滤清器内,现在燃油流经的途径如下:
燃油箱内的燃油由电动燃油泵泵出,带有必然压力的燃油第一通过燃油滤清器,在燃油滤清器内完成过滤和调压的进程,然后经油管流入燃油分派管,多余的燃油由那么从燃油滤清器返流回油箱,燃油分派管内的燃油经喷油嘴喷射进入进气歧管和空气混合形成可燃混合气进入汽缸燃烧。
由于M62发动机所装车辆采纳后轮驱动,因此燃油箱被设计成马鞍形,横向安装在传动轴上方。
燃油泵安装于右边储油室中,而燃油滤清器那么安装在左侧的储油室中,也确实是说燃油由右边流向左侧,部份回流燃油由左侧流向右边。
在油箱底部安装了一套虹吸装置,该装置的公用确实是保证燃油箱内双侧燃油的液位相等。
该装置利用两个喷射泵的虹吸作用越过马鞍高度,将燃油从左侧储油室源源不断的输送到右边,而且保证了燃油箱中缓冲室的高度最高。
这种虹吸装置容易产生一种典型性故障,即因为燃油箱左侧的燃油不能及时输送到右边,致使发动机间歇性熄火和启动不着车。
关于这种情形,咱们应该着重检查虹吸装置、燃油滤清器和油压调剂器、燃油泵。
在那个地址介绍一下虹吸装置的检测方式:
将虹吸装置浸入水中,向左侧管路通入紧缩空气,观看右边管路是不是有水泵出【1】。
宝马车上的油压调剂器被设计在燃油滤清器中,位于车身左侧底盘处,在燃油滤清器上安装有4根管路,3根为进油管,一根为真空管,真空管与燃油压力调剂器对接。
需要注意的是:
由于真空管和大气相通而非和发动机的进气歧管相通,因此M62发动机的怠速油压和加速时的大体相同。
在燃油滤清器上后面两根为进油管和回油管,在实际的维修保养作业中,有时候会显现改换燃油滤清器显现启动不着车现象,多数缘故是进油管和回油管接反了。
M62型发动机采纳全系列燃油喷射方式,每一个喷油器均由单独的DME操纵模块采纳负极动身的方式进行操纵。
喷油器继电器位于发动机舱右边电控箱内,在检修喷油器供电故障时,可通过查看该继电器亦能够采纳小功率试灯进行喷油器的电路检测。
大量维修体会说明,在检测电控系统执行元件时,应该利用试灯而不是发光二极管,如此能够有效的幸免虚电压产生的检测误差【1】。
燃油箱通气阀(TEV)及咱们常说的活性炭罐电磁阀,它的功用是依据DME操纵模块活性炭罐中燃油蒸汽的输出量。
在静止状态时,电磁阀应该是关闭的,若是电磁阀显现泄露,将致使热车启动困难。
宝马M62型发动机燃油供给系统如图2-1。
空气供给系统
空气供给系统的功用是为发动机提供空气,形成可燃混合气,同时测量和操纵空气流量。
M62型发动机的空气供给系统要紧包括:
空气滤清器、空气流量传感器、电子骨气门、怠速电磁阀、可变进气装置、进气歧管等。
现现在集成在油箱内的油压调剂器的发动机均采纳进气压力传感器来间接操纵燃油压力,而M62型发动机没有采纳进气压力传感器,而是将油压调剂器的一根真空管接在油箱外,如此燃油压力和大气压力之间维持一个恒定的差值,减少了电控原件,能够有效减少故障的发生。
M62发动机的进气温度传感器集成在热膜式进气流量传感器中。
进气温度传感器是一个负温度系数的热敏电阻,维修体会说明:
进气温度传感器的损坏可不能对发动机的性能造成明显阻碍,因此关于严峻的发动机故障问题,能够忽略该传感器的故障因素。
电子骨气门采纳6线制的连接方式,内部安装有两个电位计和一个电动机,两个骨气门位置传感器是呈线性相反的对应关系,同时由DME提供5V工作电源,保证其工作的稳固性。
维修体会说明:
M62型发动机的电子骨气门很少损坏,通常故障是由于保养不妥而造成的骨气门卡滞或由此造成信号超出标准值范围,通过清洁电子骨气门能够解决此类故障。
M62发动机设置有可变进气装置,该装置通过一个电磁阀来操纵位于进气歧管中的一个翻板机构,从而改变进气歧管的长度。
来实现短或直径大的进气歧管在发动机高转速区能够
产生高的功率值,在发动机中转速低扭矩负荷区,一样也能产生高的功率值,长的或直径小的进气歧管在发动机中转速区产生高的扭矩值。
维修体会说明,该机构很少损坏,可是若是显现行车中加速性能不良的故障,那么应检查进气装置包括进气翻板机构。
图2—1M62燃油系统的组成【1】
1.空气滤清器2.骨气门3.发动机4.排气管5.氧传感器6.燃油箱通气阀TEV7.发动机操纵单元DME8.扫气空气9.活性炭罐10.燃油箱泄露诊断单元11.
电控系统
电控系统的工作原理同市场上常见的发动机工作原理相同,DME通过空气流量传感器和进气温度传感器、冷却液温度传感器、骨气门位置传感器和冷却液温度传感器等综合判定需要的燃油量,从而操纵燃油泵和喷油嘴的工作,使适量的燃油喷入进气歧管和空气混合形成可燃混合气进入汽缸燃烧,在三元催化器的前后各安装一个氧传感器,通过氧传感器的反馈信号进一步修正可燃混合气的浓度。
宝马M62发动机由于是八缸发动机,因此采纳双排气管、四个氧传感器的结构。
具体工作原理在此就不赘述。
3M62型发动机电控燃油喷射系统的检修
在本章节中,要紧对电控燃油喷射系统的组成原件进行一些检修知识的学习,通过对热膜式空气质量计、电子骨气门、氧传感器、骨气门位置传感器和喷油嘴等的检测,来让咱们把握宝马M62型发动机电控燃油喷射系统检测的方式。
空气流量传感器和进气温度传感器的检修
该空气流量器将进气温度传感器集成在一路,因此M62发动机没有单独的进气温度传感器。
M62发动机采纳热膜式空气质量计,热膜式传感器有电源一直给膜片加热,使其保证恒定温度,当空气流过时,就会带走流量计的热量,当发动机进气量大的时候带走的热量就多,电脑要保证其恒定温度就必需有较大的加热电流。
M62型发动机的热膜式空气质量计的连接线路如图3-1。
具体的检测方式如下:
1.检测电源线电压,空气流量计的3号线接发动机87号电源线,检测时应该有12V的电源电压。
如没有,那么应检查传感器的供电线路。
2.用万用表的探针触及传感器信号连接器的4号端子,同时踏动骨气门,若是无电压或电压不随骨气门开度发生转变,说明传感器已经损坏。
3.检测接地,通过测量热膜式空气质量计的1号端子与搭铁点之间的电压,应小于,假设不符合那么说明接地不靠得住。
进气温度传感器是一个负温度系数的热敏电阻,当进气温度转变时,电阻值会随着转变,当温度升高时,电阻值下降,反之那么升高。
传感器反馈给电脑的电压也升高。
在实际的检测
中咱们能够用万用表对进气温度传感器的电阻进行检测.。
图3—1热膜式空气质量计的连接线路图
1.A8680—发动机引擎舱内的保险丝盒—热膜式空气质量计—发动机操纵单元DME4.1号针脚接地5.2号针脚通过DME操纵接地6.3号针脚连接87号火线7.4号针脚是空气质量计的信号线
具体数值如表3-1:
表3—1进气温度传感器阻值与温度关系【2】
温度(°C)
20
50
80
阻值(Ω)
2200~2700
760~910
200~400
电子骨气门的检测
发动机每列汽缸均安装有电子骨气门,电子骨气门通过电机带动旋转。
每一个骨气门安装两个步进电机和两个骨气门位置传感器,用来检测骨气门的打开位置。
两个电子骨气门位置传感器呈线性相反的对应关系,由DME提供5V工作电源以保证其工作的稳固性,通过与空气流量计对照确信新号电压是不是在规定范围内,若是检测到其中一个新号不可信,那么最大开启角度将会被限制为20%;若是检测到两个新号都不可信,那么骨气门电控功能将会被中断,骨气门只能由内部复位弹簧打开一个微笑的角度,以保证发动性能紧急启动。
为了排除机械部件的公差,DME操纵模块需要对电子骨气门进行调教。
调教方式是在一个规定的骨气门位置,对接卸限位进行适应学习,现在复位弹簧的性能也将被检测到。
调教条件如下:
蓄电池电压大于10V,发动机转速小于32r/min,车速小于2Km/h,进气温度大于-10℃,冷却液温度大于-10℃,同时电子骨气门性能良好,DME操纵模块无相关故障码。
调教进程:
在每次打开点火开关后,DME对骨气门位置进行检查,现在骨气门必需处于紧急空气点位置,及由弹簧打开的微小裂缝角度(若是DME操纵模块测得骨气门不在那个位置范围内,将贮存相关故障码)。
骨气门由DME操纵模块激活打开,然后关闭,此进程是为了检查复位弹簧是不是能够使骨气门从头回到紧急空气点位置。
假设不正常,那么DME操纵模块也会生成一个故障码。
为了幸免骨气门运行时碰着机械下限部位,DME操纵模块将继续对机械限位进行适应性学习。
在此进程中假设DME操纵模块检测得机械限位超出标准值范围,那么一样会生成相应的故障码。
当以上检查结果都正常时,电子骨气门的调教就完成了。
M62型发动机尽管装配的是电子骨气门,但同时仍然采纳怠速操纵阀,如此能够更快地对进气量进行操纵。
维修体会说明,M62型发动机的电子骨气门的本身很少损坏,与之有关的故障码的产生缘故多是由于缺乏维修保养造成机械卡滞,或由此造成信号超出标准范围。
通过清洁电子骨气门即可解决此类故障【1】。
氧传感器的检测
为了减少有害气体的排放,安装氧传感器监测排气中的氧含量,把信号输给电脑,电脑用来判定混合气的浓度是不是适合,然后调剂喷油量操纵混合比,M62型发动机安装的是二氧化锆式氧传感器。
需要注意的是氧传感器的信号关于发动机操纵模块DME来讲是一个反馈信号【2】。
氧传感器中加热电阻要紧用来加热氧传感器,使氧传感器尽快达到工作温度,因为氧传感器只有在达到正常的工作温度以后,其信号才比较准确【3】。
具体检测能够用万用表测量氧传感器的电阻和工作电压,具体数值如表3—2:
表3—2氧传感器的检测的标准数值【2】
引脚
说明
规范数据
3~4号脚
信号脚
0~5V
1~2号脚
氧传感器加热
1~15Ω
1
点火开关打开(电源)
12V
骨气门位置传感器的检测
骨气门位置传感器连接线路如图3-2。
图3—2骨气门位置传感器连接线路图
—发动机操纵单元—骨气门位置传感器3.1号针脚接地4.2号针脚是骨气门位置传感器的信号输出针脚5.3号针脚供电
骨气门位置传感器装在骨气门体上,与骨气门轴相连,驾驶员通过踩动加速踏板,通过DME的计算来改变骨气门开度,骨气门位置传感器将骨气门开度的大小转变成电信号书送给DME,DME依照骨气门位置信号判定发动机的运转工况。
具体的监测方式可用高阻抗式数字万用表检测骨气门位置传感器的信号电压,具体数值如表3—3:
表3—3骨气门位置传感器检测标准数值【2】
测量项目
数值(V)
电源电压
~
搭铁
~
怠速
~
正常行车
~
节气门全开
~
冷却液温度传感器
水温传感器的内部是一个负温度系数的热敏电阻(NTC),电阻值随温度转变而转变,当水温升高时,电阻值下降,其输出给DME的信号电压也下降,当水温降低时,电阻值升高,其输出给发动机电脑的信号电压也升高。
宝马M62型发动机的水温传感器外部连接4条线,其内部事实上包括两个水温传感器,一个水温传感器给DME提供信号,另一个给仪表提供信号,两个传感器均为负温度系数电阻。
具体能够通太高阻抗数字式万用表监测水温传感器的电阻来判定其好坏,具体的电阻数值如表3—4【2】:
表3—4冷却液温度传感器检测标准数值【2】
温度值(°C)
电阻值(Ω)
-10
8300~10500
20
2300~2700
80
300~360
喷油嘴的检测
宝马M62型发动机采纳的是高阻值式喷油器,其电源由发动机引擎舱内87号火线提供。
检测喷油器的途径有很多:
1.泄露情形的检测:
将汽车油压成立起来,看其在30S内是不是由明显的泄露,假设下降太多那么是有泄露的地方,看喷油器处是不是发黑,发黑确实是有泄露。
发觉喷油嘴泄露那么需改换。
2.检查喷油器电阻时,拔下连接件用欧姆表检测其一、2号针脚之间电阻值,阻值应在15~17Ω之间,不然应改换。
3.检查喷油器供电电源,关闭点火开关,拔下连接件,用万用表红表笔连接1号针脚,黑表笔连接搭铁点,打开点火开关,看是不是有12V电压,如有那么正常,若是没有,那么应检查其供电线路。
4.检查操纵线路。
关闭点火开关,拔下连接件,用是试灯连接喷油嘴线束的两个插孔,打开点火开关至“ST”看试灯是不是闪烁,在供电正常的情形下,如试灯不闪烁,那么应检查其操纵单元和连接线路。
喷油嘴的连接线路如图3—3所示。
图3—3喷油嘴连接线路图
—发动机操纵单元DME—7号喷油嘴—8号喷油嘴3.A8680—发动机引擎舱内的保险丝盒4.1号针脚为喷油嘴连接电源的针脚5.2号针脚为连接操纵单元DME的针脚
电动燃油泵的检测
宝马M62型发动机的电动燃油泵受燃油泵继电器操纵,燃油泵继电器受发动机操纵单元DME操纵,它的工作进程是发动机操纵单元DME操纵10号针脚接地,燃油泵继电器的电磁线圈产生磁场,吸引继电器的开关闭合,使30号和87号线路导通,现在燃油泵开始工作。
电动燃油泵是燃油供给系的重要部件,燃油泵不工作是造成发动机不能启动的常见缘故。
具体的检测方式如下:
1.检查电源,打开油箱盖,接通点火开关(不是启动发动机),在油箱盖口处应该能听到燃油泵工作声音3~5S后停止,说明系统工作正常。
假设听不到声音,可用跨接线跨接继电器的87和30号线路,再次接通点火开关,假设燃油泵仍不工作,那么应检查其操纵电路和燃油泵自身状况。
2.检查泵油量,取下燃油回流管,连接一根延长管到量杯,跨接燃油泵端子的30和87,其供油量每分钟不得小于2L【2】。
油泵和油泵继电器线路如图3-4。
燃油箱排气阀的检测
燃油箱排气阀又叫EVAP活性炭罐电磁阀,通过该阀门的作用发动性能够将贮存在活性炭罐中的燃油蒸汽吸入发动机中进行燃烧。
若是该阀门的故障主若是排气阀卡滞,若是发生这种情形,当低速时发动机容易显现怠速不稳和在低速时动力性不良等病症。
在实际的检测进程中,能够用蓄电池连接排气阀的两个端子给排气阀通电,当排气阀通电时阀门应开启,用紧缩空气吹管孔时应能导通;假设不通电时排气阀应关闭,紧缩空气不导通【5】。
图3—4电动燃油泵连接线路图
—发动机操纵单元DME—电动燃油泵(1是电动燃油泵的油位指示计)—燃油泵继电器—第31号保险丝5.
4CAN总线技术
在版本为的发动机操纵系统中,DME操纵模块属于CAN总线上的用户,也确实是说,DME操纵系统能够直接与诊断仪进行诊断通信,而无需借助网关之类的操纵模块。
因此在那个地址有必要对CAN总线技术做一下简单的介绍。
总线技术的运用背景
此刻人们关于汽车的平安性、舒适性、尾气排放及燃油经济性的要求愈来愈苛刻,使新的技术应用在汽车上愈来愈多,为了知足新技术的要求,使得操纵单元的数量增加,操纵单元之间的信息互换愈来愈密集,传感器和导线数量迅速增加,增加了布线的复杂程度和汽车自重,而且降低了汽车的靠得住性。
此刻汽车基于平安性和靠得住性的要求,利用电控系统代替原
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