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教学情境3丰田威驰汽车发动机维护与检修 学习目的：理解发动机电控系统传感器的结构和工作原理，能够正确进行故障分析和检测传感器，为全面故障诊断打下基础。 项目1进气压力传感器检测 项目2发动机转速传感器 项目3节气门位置传感器检测 项目4温度传感器检测 项目5爆震传感器检测 项目6氧传感器检测
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项目1 进气压力传感器的检测
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一、作用 检测节气门后方进气管内的进气压力，计算进气量，决定基本喷油量和基本点火提前角。进气压力越大，进气量越多，喷油越多，点火提前角越大。 反映废气循环量。 与进气流量传感器共用，提高检测精度。 电压型 半导体压敏电阻式 真空膜盒式 电容式 表面弹性波式 频率型 进气压力传感器 二、类型
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三、 故障分析 同流量传感器 四、半导体压敏电阻式硅膜片，四个应变电阻，真空室，集成电路
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进气压力 膜片变形 应变电阻 输出信号电压
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五、 真空膜盒式 进气压力 膜盒容积 操纵杆 输出电压
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六、 使用 优点：体积小，精度高，响应性好，成本低。 注意：安装在压力波动小的部位。
六、 使用 优点：体积小，精度高，响应性好，成本低。 注意：安装在压力波动小的部位。 应用：广泛，丰田、通用、克莱斯勒公司生产的很多款汽车，国内上海大众桑塔纳2000GLi型轿车，切诺基，广州本田，别克
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七、检测（丰田威驰8A-FE发动机真空膜盒式）
（1）万用表检测 信号线：接脚PIM与E2间的动态信号电压，随进气压力增大而增大,大气压3.3V~3.9V， 搭铁线：插头E2与搭铁间的搭铁电阻电阻，应为0Ω。 电源线：插头ACC与搭铁间的供电电压，应为 V。
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搭铁 信号 电源
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（2）示波器检测 模拟信号：通常信号电压在怠速时为1.25V，当节气门全开时略低于5V，全减速时接近OV。 有些进气歧管压力传感器设计成相反方式，即当真空度增高时输出电压增高。 有些系统像克莱斯勒汽车通常显示出许多电子杂波，在传送到发动机ECU后，发动机ECU中的信号处理电路会清除杂波干扰。
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案例：进气压力传感器的真空管破裂 车型：威驰1.6L． 故障：油耗大但不冒黑烟，怠速稳定，动力性和加速性能也较好。
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检查：用诊断仪读取发动机数据，其中MAP=0kPa，MAP=5V，02S在0．7-0．8V。从数据看主要原因是MAP=0kPa，可能原因是进气压力传感器损坏或真空管脱落、破裂。检查发现接在进气压力传感器上的真空管破裂，更换真空管后怠速时信号0．5v，踩下加速踏板时信号电压上升，故障排除。 分析：真空管破裂，造成真空度为零，压力最大，所以信号电压一直是5V，发动机控制单元根据信号认为一直是全负荷工况，所以不断增加喷油量，造成油耗大。
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项目2发动机转速传感器检测
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1、作用 产生发动机曲轴转速信号，决定基本喷油量和基本点火提前角； 产生曲轴基准位置信号（一缸上止点信号），计算曲轴转角；
产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或活塞）位置。 2、类型 电磁感应式、霍尔式、光电式
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3、故障分析 曲轴位置传感器的损坏，ECU在连续几次接收不到它的信息时，便会中断喷油和点火信号的输出指令，发动机无法起动。存储故障码 。
曲轴位置传感器失效 不起动，熄火
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4、威驰发动机8A-FE发动机 ：电磁感应式，分电器上。
测量信号电压： NE+与NE-间应有交流电压信号，信号电压或频率随发动机转速的增大而增大。 测量传感器电阻：NE+与NE-间线圈电阻370~550欧姆（冷-10~50）475~650欧姆（热50~100） 测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙。 V Ω
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2）示波器检测 频率和幅值随转速的增大而增大； 靠除去触发轮上一个齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号； 波形的形状基本一直，在0V电位的上下基本对称； 各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲；
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最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障；
图a所示故障波形为齿槽中填有异物造成的； 图b所示故障波形是传感器触发轮安装不当造成； 如果检测出的波形异常，应更换磁脉冲式曲轴位置传感器（含传感器体和触发轮）。
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项目3节气门位置传感器的检测 学习目的： 能够对节气门位置传感器进行故障分析，掌握传感器的检修技能。 学习要求： 1.理解传感器的作用、结构、原理和特性。 2.掌握传感器故障及检修。 学习内容：
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项目3节气门位置传感器的检测 1、作用 反映节气门开度（负荷）的大小，判定发动机怠速、部分负荷、全负荷工况，实现不同的控制模式；
反映节气门变化快慢（加速、减速），实现加速加浓和减速减油或断油控制。 2、类型 线性输出型节气门位置传感器 开关量输出型节气门位置传感器 综合式
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项目3节气门位置传感器的检测 3、结构（丰田轿车发动机综合式节气门位置传感器）
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项目3节气门位置传感器的检测 4、原理 节气门 全闭 全开 VTA 0V V IDL 闭合（0V）断开（12V） VC V E 搭铁
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5 、故障分析 当节气门位置传感器信号故障，ECU无法确认发动机工况，不能精确控制喷油量。ECU通常按节气门开度为0°或25°设定或根据发动机转速和进气流量代替（M3.8.2） 节气门位置传感器失效 起动困难，怠速不稳，易熄火
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6、检测 （1）.万用表检测 信号线：VTA与搭铁间的电压随节气门开度的增大而增大，节气门全闭0.3~0.8V，节气门全开3.2~4.9V。 V V Ω 短路、断路、虚接？ 搭铁线：插头Ｅ2与搭铁间的电阻，应小于0。5Ω。 电源线：VＣ与搭铁间的电压5V；IDL与搭铁间12V。 传感器电阻：插座各接角间的电阻，应与规定相符。
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（2）.示波器检测 模拟信号：输出信号电压随节气门开度的增大而增大。 传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全开时的低于5V；
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波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落；
传感器的前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损。 短路、断路、虚接？
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项目3节气门位置传感器的检测 课堂思考： 1、如何检测8A-FE发动机的节气门位置传感器？
信号线VTA：全闭（0.2~0.9V）全开（4.0~4.9V） 电源线VC：4.5~5.5V 搭铁线E2：0 传感器电阻VTA-E2：全闭（200~5700欧姆）全开（500~6500欧姆）
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1、节气门位置传感器故障对发动机性能有何影响？ 2、节气门位置传感器故障如何检测？
项目3节气门位置传感器的检测 练习题： 1、节气门位置传感器故障对发动机性能有何影响？ 2、节气门位置传感器故障如何检测？
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项目4 温度传感器的检测 1、作用 2、结构 3、原理 4、故障分析 5、检测
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冷却液温度、进气温度，影响喷油量和点火时刻
如何影响？ 冷却液温度、进气温度，影响喷油量和点火时刻 项目4 温度传感器的检测 1.作用 温度传感器 发动机ECU 修正喷油量和点火时刻
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2.结构 负温度系数热敏电阻式
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3.原理 温度 电阻 电压 喷油量
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4、故障分析 水温传感器失效 起动困难、怠速不稳、油耗增加、污染增大
冷却液温度信号超出范围（断路、短路） ，ECU不采纳，失效保护程序采用固定值 刚起动时用进气温度信号代替，每运转20s，使冷却液温度升高1℃，直至90℃ 。 传感器虚接，ECU检测不到故障，无故障码 水温传感器失效 起动困难、怠速不稳、油耗增加、污染增大
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气温传感器失效 怠速不稳、油耗过大、排放超标 进气温度信号超出范围（断路、短路），ECU不采纳，失效保护程序采用固定值19.5℃
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V V 5.检测 水温传感器 （1）.万用表检测 信号线：点火开关ON，测量电压，应与规定相符（在1-5V间变化)。
搭铁线：点火开关OFF，0Ω。 V Ω Ω V
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（2）.示波器检测 模拟信号：冷车，3V～5V；水温升高，信号电压减小；热机，1V左右。
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进气温度传感器检测 万用表检测 信号线：点火开关ON，测量电压，应与规定相符（在1-5V间变化)。 电源线：点火开关ON，5V。 搭铁线：点火开关OFF，0Ω。 传感器电阻：测量电阻，应与规定相符。
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案例：水温传感器线路虚接 车型： 丰田威驰轿车，装用天津丰田8A-FE电喷发动机。 故障：热车不易起动。故障灯不亮，无故障代码。 检查：与空气滤清器堵塞、冷却液温度传感器损坏以及电子控制器ECU均有关。打开发动机罩，外观目视检查空气滤清器和进气管通道，无堵漏。检查冷却液温度传感器，接线柱接触不良且导线即将折断。重新接好后，试车故障排除。 分析：冷却液温度传感器导线接触不良，热车时水温信号偏低，ECU不能修正热车时的喷油量，混合气过浓、热车不易起动。
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课堂思考： 1、如何检测8A-FE发动机的水温传感器？ THW-E2：80，0.2~1.0V；200~400欧姆 2、如何检测8A-FE发动机的气温传感器？ THA-E2：20，0.5~3.4V；2000~3000欧姆
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练习题： 1、温度传感器故障对发动机性能有何影响？ 2、温度传感器故障如何检测？
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项目5氧传感器检测 学习目的： 能够对氧传感器进行故障分析，掌握传感器的检修技能。 学习要求： 1.理解传感器的作用、结构、原理和特性。 2.掌握传感器故障及检修技能。 学习内容： 氧传感器
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1、作用 排放性能 三元催化 氧传感器 空然比14.7 氧传感器 采用氧传感器的最终目的是为了提高发动机的排放性能。
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检测排气中氧含量，判断混合气成分，调整空燃比在理论值14
检测排气中氧含量，判断混合气成分，调整空燃比在理论值14.7左右，实现燃油闭坏控制，从而使三元催化效果最佳，达到最佳的排放性能。（空然比闭环控制） 空燃比 喷油 氧 14.7
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2、类型 按结构分：氧化锆式、氧化钛式 按传感器是否有加热装置分：加热型、非加热型
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3、结构 加热器：预热 锆管：二氧化锆（ＺrO2）制成的锆管，内侧通大气，为正极，外测通废气，为负极。检测空然比。 ?
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锆管两侧的电压随两侧的氧浓度差的增大而增大，微电池。
4、原理 （1）.氧浓度 信号电压？ 锆管两侧的电压随两侧的氧浓度差的增大而增大，微电池。 ECM给镐管两电极间提供一微小的基准电压，约为0.45V。 混合气浓（空燃比小于14.7 ），约为0.9V 混合气稀（空燃比大于14.7 ），约为0.1V 电压在空然比14.7 突变。
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（2）.ECU如何根据信号电压识别空燃比，控制喷油？
大于0.45V ， ECU控制减油；小于0.45V ， ECM控制增油。维持空燃比14.7。
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结论１：信号电压一般在0~1V之间以0.45V为中心上下波动，混合气浓，低；混合气稀，高。低频直流、脉冲电压信号。
氧传感器的信号波形 结论１：信号电压一般在0~1V之间以0.45V为中心上下波动，混合气浓，低；混合气稀，高。低频直流、脉冲电压信号。
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5、故障分析 传感器头部的孔堵塞、λ传感器脏污、无加热 解除λ控制 氧传感器失效 怠速不稳、油耗增大、污染增大
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V Ω Ω 水温大于80，起动 （1）万用表检测 1）检测加热线圈 线圈电阻：室温 1~5Ω 供电电压：起动 ，12V 搭铁电阻：0Ω
6、检测 水温大于80，起动 （1）万用表检测 1）检测加热线圈 线圈电阻：室温 1~5Ω 供电电压：起动 ，12V 搭铁电阻：0Ω V Ω Ω
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2）检测信号电路 动态值：发动机运转2500r/min，电压在0.1~1V; 以0.45V为中心上下波动次数10s内不少于8次；发动机加速，0.7V～1.0V;发动机减速，0.1V～0.3V。 静态值：发动机不运转，0.45~0.5V V
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结论２：检测信号电压最大、最小值、变化次数
最高信号电压>850mV （2）示波器检测 只要有1个不符合规定，必须进行故障检查。 从浓到稀的最大允许响应时间<100ms 结论２：检测信号电压最大、最小值、变化次数 最低信号电压75~175mV
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混合气过浓、过稀 氧传感器故障 信号电压持续偏低 加速、减速无变化 变化次数少 信号电压持续偏高 氧传感器 氧传感器故障
检测结果分析： 混合气过浓、过稀 氧传感器故障 信号电压持续偏低 加速、减速无变化 变化次数少 信号电压持续偏高 氧传感器 氧传感器故障
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案例：氧传感器铅中毒 车型：丰田威驰轿车，装用天津丰田8A-FE电喷发动机。 故障：发动机怠速不稳、排气管冒黑烟且排污超标，故障灯亮起。 检查：故障代码21，无氧传感器信号。起动待发动机温度上升为60℃以上时，用万用表检测氧传感器的输出信号，始终为0.7V。拔下一根发动机的真空管，使混合气变稀，再堵住空气滤清器，使混合气变浓，输出电压还是0.7V不变，说明氧传感器损坏。拆下氧传感器，顶尖呈棕色状（铅中毒），更换后试车，故障灯熄灭，故障排除。 分析：使用含铅汽油，汽油中的铅造成氧传感器失效。ECU不能实行空燃比闭环控制，造成怠速时混合气较浓。
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课堂思考： 1、8A-FE发动机的氧传感器如何检测？ 2、氧传感器的信号波形？
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练习题： 1、什么是空然比闭环控制？ 2、氧传感器故障对发动机性能有何影响？ 3、氧传感器故障如何检测？
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项目6 爆震传感器的检测 1 作用 2 类型 4 结构 5 故障分析 6 检测 7 使用
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1、作用 动力性能 发动机爆震 氧传感器 爆震控制 爆震传感器 采用爆震传感器的目的是为了在提高发动机的动力性能的同时不产生爆震。
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爆震传感器 ECU 点火 无爆震，提前 有爆震，推迟
检测发动机的爆震信号，送到电脑，控制点火时刻，防止爆震，有爆震则推迟点火时刻，无爆震则提前点火时刻，使点火时刻在任何工况都保持最佳值。（爆震控制） 爆震传感器 ECU 点火 无爆震，提前 有爆震，推迟
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2、类型 磁滞伸缩式 压电式 发动机气缸压力检测法 发动机机体振动检测法 燃烧噪声检测法 共振型 非共振型:压电式
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3、结构 共振型：传感器固有振动频率与发动机爆震频率相同，爆震时，发生谐振，输出电压信号最大，无需使用滤波器即可识别爆震。
非共振型：爆震时，传感器输出电压不大，具有平缓的输出特性，需将信号送到滤波器中识别是否发生爆震。适用范围广。
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磁滞伸缩式爆震传感器：发动机振动时，铁心振动偏移，线圈内产生感应电动势，输出电压信号，其大小与振动频率有关，爆震时发生谐振，输出最大信号。
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压电晶体 压电式：当晶体受到外力作用时，晶体两表面产生电压，电压大小与外力大小成正比；外力撤去，晶体不带电。 发动机振动 传感器振动
4-惯性配重 3-压电晶体 传感器振动 压电元件输 出信号电压
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4、故障分析 爆震传感器失效 动力下降 爆震传感器发生故障时，ECU推迟各缸点火提前角约15°（M3.8.2）。
常见失效形式：线路、传感器物理损坏 爆震传感器失效 动力下降
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5、检测 （1）.万用表检测 动态信号：拔下连接器，怠速（或敲击缸体），测量插座两接脚电压，应与规定相符（交流电压信号）。 静态电阻：测量传感器电阻，应与规定相符（大于1M Ω或1、2、3间不导通）。 线路检测：测量导线电阻，应为0Ω。 Ω V Ω 断路、虚接？
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（2）.示波器检测 用木槌敲击传感器附近的缸体；应显示有一振动波形，敲击越重，振动幅度就越大； 随车检测，信号波形的峰值电压和频率随发动机负载和转速的增加而增加； 爆震传感器极耐用，最常见的失效方式是传感器不产生信号，波形显示一条直线，这通常是因为传感器被碰伤，造成物理损坏。
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6、使用 工作可靠，耐久性好，除非物理损坏，否则不会失效。 传感器的固定力矩过大，不灵敏，点火提前角偏大，易爆震；固定力矩过小，过于灵敏，点火提前角偏小。
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课堂思考： 1、8A-FE发动机爆震传感器如何检查？
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练习题： 1、什么是爆震控制？ 2、爆震传感器故障对发动机性能有何影响？ 3、爆震传感器故障如何检测？
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总结 1.传感器的作用 ECU 喷油 点火 空气流量传感器 进气压力传感器 发动机转速和曲轴位置传感器 凸轮轴位置传感器 节气门位置传感器
冷却液温度和进气温度传感器 氧传感器 爆振传感器
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2、传感器故障分析 不同元件或其电路发生故障时，会产生不同的故障现象。电控系统主要元件故障与发动机故障现象之间的对应关系见表 下一页
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3.传感器检测 信号检测 搭铁电阻 供电电压 传感器电阻
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习题 1.请说明进气流量传感器和进气压力传感器的作用和检测方法。 2.曲轴位置传感器的作用是什么？有哪几种类型？如何检测？
3.节气门位置传感器的作用是什么？ 4. 汽车上常用那种温度传感器？请说明其工作原理。 5.氧传感器的作用是什么？如何检测？ 6.爆震传感器的作用是什么？如何检测？
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