手动变速箱的基本工作原理.docx

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手动变速箱的基本工作原理

手动变速箱的基本工作原理

一、变速箱的作用

发动机的物理特性决定了变速箱的存在。

首先,任何发动机都有其峰值转速;其次,发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。

比如,发动机最大功率出现在5500转。

变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比,换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。

理想情况下,变速箱应具有灵活的变速比。

无级变速箱(CVT)就具有这种特性,可以较好的发挥发动机的动力性能。

二、CVT

无级变速箱有着连续的变速比。

其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装备汽车。

现在,改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。

国产AUDI2.8CVT

变速箱通过离合器与发动机相连,这样,变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速。

奔驰C级(图库论坛)级SportCoupe6速手动变速箱

一个5档的变速箱提供5种不同的变速比,在输入轴和输出轴间产生转速差。

三、简单的变速箱模型

为了更好的理解变速箱的工作原理,下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型,看看各部分之间是如何配合的:

输入轴(绿色)通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个部件。

轴和齿轮(红色)叫做中间轴。

它们一起旋转。

轴(绿色)旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转,这时,中间轴就可以传输发动机的动力了。

轴(黄色)是一个花键轴,直接和驱动轴相连,通过差速器来驱动汽车。

车轮转动会带着花键轴一起转动。

齿轮(蓝色)在花键轴上自由转动。

在发动机停止,但车辆仍在运动中时,齿轮(蓝色)和中间轴都在静止状态,而花键轴依然随车轮转动。

齿轮(蓝色)和花键轴是由套筒来连接的,套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色)。

1档

挂进1档时,套筒就和右边的齿轮(蓝色)啮合。

见下图:

如图所示,输入轴(绿色)带动中间轴,中间轴带动右边的齿轮(蓝色),齿轮通过套筒和花键轴相连,传递能量至驱动轴上。

在这同时,左边的齿轮(蓝色)也在旋转,但由于没有和套筒啮合,所以它不对花键轴产生影响。

当套筒在两个齿轮中间时(第一张图所示),变速箱在空挡位置。

两个齿轮都在花键轴上自由转动,速度是由中间轴上的齿轮和齿轮(蓝色)间的变速比决定的。

四、真正的变速箱.

如今,5档手动变速箱应用已经很普遍了,以下是其模型。

换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉,见下图

在换挡杆的中间有个旋转点,当你拨入1档时,实际上是将连杆和换档叉往反方向推。

你左右移动换档杆时,实际上是在选择不同的换档叉(不同的套筒);前后移动时则是选择不同的齿轮(蓝色)。

倒档通过一个中间齿轮(紫色)来实现。

如图所示,齿轮(蓝色)始终朝其他齿轮(蓝色)相反的方向转动。

因此,在汽车前进的过程中,是不可能挂进倒档的,套筒上的齿和齿轮(蓝色)不能啮合,但是会产生很大的噪音。

同步装置

同步是使得套筒上的齿和齿轮(蓝色)啮合之前产生一个摩擦接触,见下图

齿轮(蓝色)上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口,两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮(蓝色)同步,套筒的外部滑动,和齿轮啮合。

汽车厂商制造变速箱时有各自的实现方式,这里介绍的是一个基本的概念!

手动挡的换档原理

有些车友驾车换

挡时车辆有诸如前冲(窜车)、顿挫(坐车)等现象,一般问题都是出在换档操作上,这里就换挡操作问题做一下探讨。

为便于探讨,我们把一脚离合法的换挡过程大致分解为如下三个步骤:

1、踩离合(器),松油门;

2、换挡;

3、抬离合、加油。

以上三个步骤中,哪一步可能产生问题呢?

1、踩离合(器),松油门

这一步有可能产生冲击。

产生冲击的原因是踩离合松油门的顺序不对。

如果先松油门后踩离合,由于发动机停止供油而离合器未分离,可能出现“反拖”即发动机制动现象,这会产生“顿挫”冲击感。

当档位较高(如四、五档行驶)时,发动机制动作用较轻,不会有多大感觉,但档位较低(如二、三档行驶)时,“顿挫”感就会比较明显。

踩离合松油门的正确操作方法是,踩离合和松油门应同时(或几乎同时)进行。

就算要排个先后次序,也应是踩离合在先,松油门在后。

注意,松油门的时间不能太滞后,否则,由于踩下离合后相当于卸去了发动机的负荷,而油门又未及时松开的话,发动机转速会迅速升高。

这时烧的油算是白费了。

踩离合、松油门后,发动机转速随之开始下降。

2、换挡

这是整个换挡过程中的实质性步骤。

正常情况下,由于同步器的作用,一对待啮合的两个齿轮(从赛欧车变速器的实际构造来看,实际上是变速器输出轴上的同步器结合套和待换入档位齿轮上的齿环)在转速未达到同步前是不会接触的,因此不会产生齿轮撞击(同步器的同步原理,虽不是特别复杂,但如不配上一两幅*图什么的,倒还不容易把它说清楚。

不过仅就同步原理来说,这对我们并不太重要,不说它也罢)。

转速同步后,两齿轮会顺利啮合,所以这一步不会产生什么冲击。

不仅如此,换挡时如操作(施力大小、换入时机)得当,还会产生类似换挡杆被自动吸入到位的感觉,。

”快意“这对驾驶者来说,不啻为一种

这里把变速器内待啮合两齿轮转速的同步称为“变速器同步”,以与后面要提到的另一种同步相区别。

3、抬离合、加油

这是最容易产生冲击的一个阶段,抬离合的控制非常关键。

我认为,抬离合的控制至少包括两个方面,一是抬离合的时机,另一个是抬离合的操作。

抬离合的时机

抬离合的时机是指换入新档位后(即上面第二步),何时抬起离合器进入半离合状态。

当踩下离合器将变速器手柄换入新档位时,变速器内待啮合两齿轮的转速是被同步器同步后才顺利啮合的,但是,这并不意味着发动机转速与离合器摩擦片(以下简称离合器片)的转速也同步了,绝大多数场合,两者仍存在较大转速差。

于是,我们会很自然地想到,当发动机转速与离合器片转速达到同步时就应是抬离合的理想时机。

那么,怎样才知道发动机转速与离合器片转速达到同步了呢?

很显然,这需要了解换挡时发动机转速与离合器片转速是如何变化的。

踩离合、松油门后,发动机转速很自然地随之下降,其变化通过发动机转速表就可一目了然,这比较单纯和简单。

从踩离合、松油门后至换入新档位时的这段时间内,离合器片的转速又是怎样变化的呢?

下面我们举一个实际例子来分析一下。

好了,话说至此,希望大家有一个清晰的概念,那就是,整个换挡过程中,不管是加档还是减档,传动系统中有两处的转速需要同步。

一处是变速器内部待啮合齿轮的转速需要同步,即上面曾提到过的“变速器同步”,它由同步器完成,无须我们操心;另一处就是这里所说的发动机与离合器片之间的转速也需要同步,即“离合器同步”,这得靠驾驶者自己来控制。

离合器同步后,发动机转速等于同步转速,此时抬离合进入半离合状态不仅可使离合器的结合过程平顺柔和无冲击,而且其最大的好处在于发动机飞轮与离合器片之间没有了转速差,离合器摩擦元件的磨损可降到最低程度。

离合器同步时抬离合如果操作得当,您会发现,当进入半离合状态时,发动机转速表指针会维持在同步转速左右,不会有太大的上下摆动。

如果转速表指针上下摆动过大,说明抬离合时机不对。

离合器片转速与车速之间仅存在简单的比例关系,所以发动机转速与离合器片转速的不同步,换句话说就是发动机转速(n/min)与车速(km/h)的不“匹配”。

经常可以在网上看到或听到这样的说法,即换挡时车辆产生前冲或顿挫等现象是“车速不匹配”引起的,我想大家此时所说的车速不匹配,其实质应该就不匹配。

)即同步转速(是意指发动机转速与离合器片转速的不同步,或者说是发动机转速与车速

例如,如果第一步和第二步的操作过程很快,在发动机转速尚未下降到同步转速时就抬离合,且抬离合操作过快,发动机转速表指针由上向下快速摆动至同步转速,车辆可能会有“前冲”或“抖动”感。

与顿挫现象的原因恰恰相反,前冲或抖动总是因为发动机转速大于同步转速所引起的。

前冲感可能出现在发动机转速与同步转速相差较大时,发动机迫使车辆向前串了一小步;抖动感则可能出现在发动机转速与同步转速相差不大时,此时发动机想“拉汽车一把”,但无奈油门已闭而无能为力。

为避免冲击,此时必须“稍安勿燥”,在发动机转速降低到接近同步转速时再行抬离合操作。

再例如,在实际操作中如因某种原因(如换挡不熟练)导致第一步和第二步的操作过程延长,在执行第三步时发动机转速可能已下降至同步转速以下,甚至可能已下降至怠速转速,此时抬离合至半离合状态,发动机转速表指针由下向上摆动至同步转速,如再加上半离合控制不好(过快),车辆会出现“顿挫”现象。

产生顿挫的原因,一般说来,总是同步转速大于发动机转速,离合器片在汽车惯性作用下企图“推着”发动机提速运转,从而引起了发动机制动。

为了避免出现这种现象,必须在抬离合至半离合前或在抬离合的同时缓缓踩下油门踏板,使发动机转速回升并保持在同步转速左右。

根据情况,在抬离合至半离合前或在抬离合的同时缓缓踩下油门踏板这一操作,就是大家经常所说的油离配合问题。

油离配合对换挡过程来说非常重要。

例如上面讲到的减档时的情形就是如此。

减档时,发动机转速始终低于同步转速,这就必须靠适当加油来提高发动机转速以减小离合器结合时的冲击。

减档时比加档时更容易出现顿挫现象的原因也正在于此。

另外,即便是在同步转速时抬离合,因为只要离合器一开始结合,就会或多或少增加发动机负荷,如果此时油门不及时跟进,可能导致发动机转速继续下降(发动机转速损失)而引起顿挫。

为避免顿挫,也为了保证加速过程的连续性(即加速过程不因换挡而出现瞬间停顿),应根据情况在抬离合的同时适当给油,以使离合器结合时发动机转速能稳定在同步转速上,这样做既可防止冲击,又可使后续加速“跟得上”。

这些,初学者们往往都容易忽视(或是无暇顾及)。

如果您换挡时经常出现顿挫现象,就应该注意这个问题了。

实际驾驶中,道路情况千变万化,驾驶者的操作于细微处也五花八门,引起换档冲击可能还有其它一些原因,不可能一一细说。

总而言之,不管是出于操作上的何种原因,只要发动机转速与离合器片转速不同步,就可能引起抬离合时的冲击。

追根溯源,离合器不同步是“罪魁祸首”。

话说回来,尽管抬离合的时机不对可能引起上面所说的诸如顿挫、抖动等冲击现象,但即便是抬离合时机没有掌握好,我们仍然可以在抬离合时通过对半离合状态的控制,靠离合器弹簧的缓冲和摩擦元件的相对滑磨来缓和、吸收和消减这些冲击。

作为普通驾驶者,在平常操作实践中我们恐怕有意无意地也是这么做的。

尽管可忽视抬离合时机而仅靠抬离合的操作控制也可使离合器结合过程平顺,但这显然是以增加离合器摩擦元件的磨损为代价的。

为减小离合器的磨损,为追求完美的操作技巧,为享受至上的驾驶乐趣,

了解离合器同步换档的概念,在正确的抬离合操作基础上,必要时辅以这种方法对抬离合时机加以控制,那是再好不过的事了。

从原则上讲,离合器同步换挡法在不同车速(或发动机转速)、不同档位以及加档或减档时都可运用。

但作为普通驾驶者的一般驾驶,只要不是在某些特殊情况下(为更快超车而减档加速;为利用发动机制动而越级减档等),或强调速度和驾驶技巧的场合(象赛车选手在弯道上的高车速减档),我们似乎没有必要在任何时候都刻意地去采用它(不过,离合器同步的概念还是应该记住的喔!

)。

例如,在低转速(2000转以下)换挡或高档位换挡(如四档换五档)时,由于发动机转速与同步转速的差别不大,似乎没有必要采用这种方法,只需在抬离合时控制好半离合状态就行了。

另外,由于减档时我们一般都是在降低速度后再进行的,似乎也没有太大必要采用这种方法。

就平时驾驶而言,在大油门高转速加挡时(例如,从坛子里知道许多网友习惯在发动机2500转或以上时加档),这种方法就比较适用了。

离合器同步换挡法在最初的学习和熟练过程中,需要特别观察发动机转速表,这可能分散注意力,愿意体验一下这种方法的网友读者在驾驶时一定要注意安全,切记切记!

当根据车速、档位和发动机声音可以掌握抬离合时机(或油门轻重)后,就没有必要再老是看着转速表换档了。

解决换档顿挫的简单总结

顿挫的原因:

抬离合时,发动机转速与当时的车速不匹配,即发动机转速与离合器片转速存在转速差。

大部分场合是发动机转速低于离合器片转速。

知道了原因就可找到解决的办法。

只要换入新档位后,在抬离合器至半联动时,使发动机转速等于或稍高于离合器片转速,就可有效地防止顿挫。

解决办法:

简单地说,解决换档顿挫感最主要的两个方法是:

第一、离合器抬至半离合时稍微停顿一会(这是被动的吸收转速差);

第二、抬离合器过程中稍稍压住油门,适当地加点儿油(这是主动的减少转速差)。

这两点大家可能都很清楚,但据我观察,在实际操作中第二点往往容易被忽略,不知你是否也如此?

两者要配合好,有意识地注意练习实践一下,相信能够解决问题的。

当然,要想精益求精的话,抬离合的时机也是需要注意的。

但由于抬离合时机与档位、车速、换档快慢等有关,对于新手或经验不足者可能有点儿勉为其难,平常行驶时就不要刻意去追求完美了。

在大油门高转速加档(超过2500转甚至更高)时,有兴趣的话,尝试一下也未尝不可。

我曾经兼当过驾驶教练,知道新手或经验不足者往往希望有一个操作定式,只要机械地按部就班地去按着它操作进行了,所以上面的解释可能不一定使你满足,那么下面给你一组不是很准确的大概数据,换档时可以试一试。

假定在2000-2500转加档,换入新档位后抬离合时的发动机转速应比换档前的发动机转速下降:

一挡换二档,1000转(发动机转速表下降5小格。

以下类推);

二档换三档,800转(下降4小格);

三档换四档,600转(下降3小格);

四档换五档,400转(下降2小格)。

虽然抬离合的过程很快,但毕竟需要一定时间,这段时间内发动机转速在继续下降,所以抬离合应稍许提前,不要刚好等到转速下降到位时再抬,不然就滞后了。

例如,二档换三档,2500转时踩离合松油,摘二档入三档,当转速下降到1900转左右时就开始抬离合,离合抬至半联动时,转速就刚好下降到1700转左右。

如果配合得好,你会发现,离合抬至半离合时,发动机转速表指针基本稳定在1700转左右,不再上下过多摆动,因为发动机1700转左右的转速与当时的车速(在三档条件下)是匹配的。

这时,既不会有顿挫感,离合器片的磨损也降到最小。

换档转速与油耗的矛盾

仔细观察OO自动档换档基本上都是在3000转左右甚至包括1档升2档,这充分的说明了,我们OO发动机的适应换档时机就是在它的最大扭距2800转的时候,赛盟几位大侠倡导2800-3000转换档看来是有一定依据的。

但是2500转换档好象在城市中很难挂5档运行,确实,如果2500转的话5档应当就是90的时速了,在城市中很难达到的。

所以建议大家在城市中尽量采用4档运行,只有使发动机保持最大扭距才能使燃烧充分延长发动机的使用寿命,并且使你的OO始终保持良好的运动状态,有时候看见其他同学高档低速的运行车辆,让变速箱的最小齿轮忍受最大的传输动力,真的很心疼。

我宁可低档高速也决不高档低速运行,这不是省那么一丁点汽油的问题而是损坏了整个变速和传动系统。

手动档汽车换档禁忌(转载)

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200原文来丛中叶收录于2010-05-22阅读数:

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(1)一忌换档低头看变速杆的档位。

特别是在城市道路驾驶或高速行驶时,低头看变速杆的档位客易使方向跑偏,发生事故。

(2)二忌长时间用低速档行驶。

汽车起步后,应及时升档,不要拖档行驶。

不宜换档的3个时机:

1汽车涉水过河时,不要换档;2汽车过铁路道口时,不要换档;3汽车过不长的险要路段时,不要换档。

(3)三忌换档时离合器踏不到底。

由于离合器踏不到底,发动机和变速器第一轴不能彻底脱开,使传动时离时合,造成换档时发响,容易打坏齿轮。

另外:

不要在不使用离合器时也将脚放在离合器上,造成分离轴承过度磨损。

(4)四忌换档时方向跑偏。

许多司机在右手换档时,左手用力向下拉转向盘使行进方向朝路中心偏移。

(5)五忌当一次换不进档位时,生拉硬推。

换档不到位时,生拉硬推容易打坏齿轮。

(6)六忌变速杆移至空档后来回晃动。

这样会影响换档时机件不必要的磨损。

(7)七忌越级加档。

加档时,一般情况下应逐级加档,防止汽车动力不连续。

而减档可以越级。

(8)八忌汽车没有彻底停稳时挂倒档,以防止打坏齿轮。

汽车机油的全面知识

一、粘度表示:

润滑油的黏度多使用SAE等级别标识,SAE是英文“美国汽车工程师协会”的缩写。

例如SAE40,SAE50

或SAE15W-40、SAE5W-40,“W”表示winter(冬季),其前面的数字越小说明机油的黏度越稀,流动性越好,代表可供使用的环境温度越低,在冷启动时对发动机的保护能力越好;“W”后面(一横后面)的数字则是机油耐高温性的指标,数值越大说明机油在高温下的保护性能越好。

较高黏度的机油对运动系的阻力也相对较高,不但耗费功率、增加油耗,而且机油容易氧化、影响冷启动的保护。

象SAE40,SAE50这样只有一组数值的是单级机油,不能在寒冷的冬季使用。

象SAE15W-40、SAE5W-40这样两组数值都有,15表示冬天时,机油黏度为15号,40表示夏天机油时相当于40号机油的黏度。

这就代表这种机油是先进的多级机油,适合从低温到高温的广泛区域,黏度值会随温度的变化给予发动机全面的保护。

(SAE)适用的环境温度(°C)

5w-30°C

10w-25°C

15w-20°C

20w-15°C

3030°C

4040°C

5050°C

多级油的优点:

1.全年使用,延长发动机寿命,减少磨损(减少冷启动引起的磨损);

2.提高燃油经济性;

3.降低润滑油消耗;

4.减少磨损;

5.提供良好低温润滑性;

6.更长的换油期;

大多数重负荷发动机制造商推荐。

7.

市场中现有的机油按SAE法分类,单级机油:

冬季用油有6种,夏季用油有4种,多级机油:

冬夏通用油有16种。

冬季用油牌号分别为:

0W、5W、10W、15W、20W、25W;夏季用油牌号分别为:

20、30、40、50;冬夏通用油牌号分别为:

5W-20、5W-30、5W-40、5W-50、10W-20、10W-30、10W-40、10W-50、15W-20、15W-30、15W-40、15W-50、20W-20、20W-30、20W-40、20W-50。

二、品质的表示:

SL/SJ:

表示汽油引擎车使用

CF/CG:

表示柴油引擎车使用

具体如下:

API是美国石油学会的英文缩写,API等级代表发动机油质量的等级。

它采用简单的代码来描述发动机机油的工作能力。

API发动机油分为两类:

卜开头系列代表汽油发动机用油;?

开头系列代表柴油发动机用油;当卜和?

两个字母同时存在,则表示此机油为汽柴通用型。

在S或C后面的字母表示的意义是;从“SA”一直到“SL”,每递增一个字母,机油的性能都会优于前一种,机油中会有更多用来保护发动机的添加剂。

字母越靠后,质量等级越高,国际品牌中机油级别多是SF级别以上的。

例如,壳牌非凡喜力(ShellHelixPlus)是APISL级,而壳牌红色喜力机油(ShellHelixRed

MotorOil)则是APISG级,这说明非凡喜力的质量等级要高于红喜力。

三、机油的基础分类:

目前市场上的机油因其基础油之不同可简分为矿物油及合成油两种(植物油因产量稀少故不计)。

最高档的油属合成油。

二者最大差别在于:

合成油使用的温度更广,使用期限更长,以及成本更高;同样的油膜要求,合成油可用较低的黏度就可达成,而矿物油就需用相对于合成油较浓的黏度才可达到如此要求。

在相同的工作环境里,合成油因为使用期限比矿物油长很多,因此成本较高,但是比较换油次数之后,并不比矿物油高多少。

四、电喷车用哪种机油

时下新出的汽车中,电喷车的比例越来越多,许多车主都以拥有电喷车为荣。

的确,电喷车有不少优点,例如它的发动机功率就比化油器式发动机平均提高了15%-20%。

不过,它对机油的要求,尤其是抗高氧化性等技术指标的要求也越来越苛刻。

安装三元催化转化器装置的电喷发动机对机油的要求还要严格。

安装三元催化转化器必须具备两个条件,一是必须实行汽油无铅化,因为汽油中的铅会使催化剂中毒而失效;二是安装三元催化转化器的电喷车必须使用磷含量在0.12%以下的机油。

如果机油中的磷含量过高,就会导致催化剂失效,使三元催化转化器的寿命缩短,排放的废气就无法降到最低。

机油中的磷含量低于0.12%才能保证三元催化转化器的工作正常进行。

而磷含量在0.12%以下的机油级别为APISH及其以上级别的油品。

因此,如果你的车是电喷车且安装了三元催化转化器的话,在添加机油时应选用SH及SH以上级别的机油,这样才能保证您的汽车行驶起来顺利安全。

五、机油的具体选择

依黏度来区分

黏度是指流体(含气体及液体)在流动时它内部的摩擦力,即流滞阻力。

举例说明∶1、影响冷车时引擎的启动。

这在低温时会更明显,例如在冬季时到雪山赏雪,2OW-50就会比5W-40来的不易起动。

2、增加耗油量。

黏度高的机油阻力也高会使引擎内部机件的运转产生更高的摩擦阻力,耗油量因而增加。

3、增加启动时引擎的磨损。

引擎在一段时间没发动时,原本附著在上部的机油会流回油底壳,上部缺乏足够的机油来保持在启动状况下的引擎,如果机油黏度浓流动就慢,因此磨损的机率就会增加。

4、如果机油黏度太浓则内部阻力较大,阻力会转换成热,使机件操作时温度升高。

依使用环境的气温来决定

任何一家汽车厂几乎都会在车主手册中建议最合适的机油黏度。

全世界对机油最挑剔的车厂当属保时捷,因为它是气冷式引擎,一切只靠机油来冷却,它内部的技术通告中,就对每一款送验(油品制造商要求)的机油作出结论。

但是最基本的,它还是要求车主依使用环境的气温来决定用何种机油。

以山西而言,气温最低不低于摄氏25度,最高不曾高过摄氏四十度,在这范围内一般上,5W-40、10W-40较适合。

以上是在挑选机油时你必须了解的常识,以先用车环境的气温来决定机油黏度,再以预算来考虑用矿物油或合成油。

纯代步用何种油

如果汽车只是一种代步工具,而且你只有上下班时才会用的到,10W-40的一般矿物油就够你用了。

如果你想节省汽油费用,全合成的5W-40可以满足你的要求,因为它的流动快,还可减少你启动时引擎的磨损。

插一句:

4S给QQ用的就是10W-40的,但不知识矿物油还是合成的?

喜欢拉转数应该用何种油

引擎转数越高,相对的温度也会越高,因此就应该用黏度大一点的机油。

如5W-50、10W-50或15W-50。

但是前面提过黏度越高,相对的阻力就越大,引擎性能多少会削弱一点,因此合成油就可弥补这缺点。

因为合成油可以用较低的黏度,来满足相

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