DE102009011899A1 - Fuel delivery device and method for operating a fuel delivery device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit einem Auslass (16), mittels welchem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (12) einem Abgasstrang (14) einer Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist. Stromabwärts des Kraftstofftanks (12) ist eine Wasserabscheideeinrichtung (20) angeordnet, an welche die Kraftstofffördereinrichtung (10) angeschlossen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofffördereinrichtung (10).The invention relates to a fuel delivery device (10) for a vehicle, having an outlet (16), by means of which fuel from a fuel tank (12) can be supplied to an exhaust line (14) of an internal combustion engine. Downstream of the fuel tank (12), a Wasserabscheideeinrichtung (20) is arranged, to which the fuel delivery device (10) is connected. Furthermore, the invention relates to a method for operating a fuel delivery device (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Auslass, mittels welchem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Kraftstofffördereinrichtung.The The invention relates to a fuel delivery device for a vehicle, with an outlet, by means of which fuel off a fuel tank an exhaust line of an internal combustion engine can be fed. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a fuel delivery device.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstofffördereinrichtung der eingangs genannten Art mit einer erweiterten Funktionalität bereitzustellen.task It is the object of the present invention to provide a fuel delivery device of the type mentioned above with an extended functionality provide.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.These Task is by a fuel conveyor with the features of claim 1. Furthermore This object is achieved by a method for operating a fuel delivery device solved with the features of claim 11. advantageous Embodiments with expedient developments The invention are in the respective dependent claims specified.
Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung für ein Fahrzeug umfasst einen Auslass, mittels welchem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist. Stromabwärts des Kraftstofftanks ist eine Wasserabscheideeinrichtung angeordnet, an welche die Kraftstofffördereinrichtung angeschlossen ist. So ist es mittels der Kraftstofffördereinrichtung ermöglicht, ein in der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenes Medium dem Auslass und somit dem Abgasstrang zuzuführen. Dadurch kann eine anderweitige Entsorgung des mittels der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenen Mediums, etwa durch gezieltes Auffangen in einem Behältnis, entfallen. Auch auf ein Filtern des in der Wasserabscheideeinrichtung gesammelten Mediums, etwa mittels einer Aktivkohleeinheit, zum Verringern eines Restgehalts an Kohlenwasserstoffen in dem Medium kann so verzichtet werden. Damit entfällt der technische und kostenmäßige Aufwand für das Entsorgen und/oder Filtern des Mediums.The Fuel delivery device according to the invention for a vehicle comprises an outlet by means of which Fuel from a fuel tank an exhaust line of an internal combustion engine fed is. Downstream of the fuel tank is a Wasserabscheideeinrichtung arranged, to which the fuel delivery device is connected. So it is possible by means of the fuel conveyor, a deposited in the Wasserabscheideeinrichtung medium the Outlet and thus supply the exhaust system. This can another disposal of the means of Wasserabscheideeinrichtung deposited medium, for example by targeted catching in one Container, omitted. Also on a filter in the Wasserabscheideeinrichtung collected medium, such as by means of an activated carbon unit, to reduce a residual content of hydrocarbons in the medium can thus be dispensed with become. This eliminates the technical and cost Effort for the disposal and / or filtering of the medium.
Die Kraftstofffördereinrichtung ist also zum Fördern von Kraftstoff und zum unschädlichen Entfernen von aus dem Kraftstoff abgeschiedenem Wasser nutzbar. Es ist so eine Kraftstofffördereinrichtung mit einer erweiterten Funktionalität bereitgestellt.The Fuel conveyor is therefore for conveying of fuel and for harmless removal of usable for the fuel separated water. It is such a fuel delivery device with provided an extended functionality.
Bevorzugt ist der Auslass an einer Stelle im Abgasstrang angeordnet, an welcher beim Durchströmtwerden des Abgasstrangs mit Abgas eine ausreichend hohe Temperatur zum Verdampfen von in dem Medium enthaltenem Wassers und/oder zum Verbrennen von in dem Medium enthaltenen Kohlenwasserstoffen sichergestellt ist. Dadurch ist ein Austrag von unverbranntem Kraftstoff in die Umwelt vermeidbar.Prefers the outlet is located at a location in the exhaust line at which when flowing through the exhaust gas line with exhaust gas a sufficiently high temperature for evaporation of contained in the medium Water and / or burning of hydrocarbons contained in the medium is ensured. This is a discharge of unburned fuel avoidable in the environment.
Das an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedene Medium kann auch zunächst einem von der Verbrennungskraftmaschine verschiedenen Brenner, etwa einer Standheizung, zugeführt werden. Nach dem Verbrennen des Mediums in dem Brenner kann das bei der Verbrennung entstandene Abgas über den Auslass dem Abgasstrang zugeführt werden.The Media deposited on the water separator may also be first of all a burner different from the internal combustion engine, about a heater, be supplied. After burning of the medium in the burner, the exhaust gas formed during combustion over the outlet are supplied to the exhaust line.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wasserabscheideeinrichtung einer Kraftstofffiltereinrichtung zugeordnet. Eine solche Kraftstofffiltereinrichtung mit, beispielsweise in diese integrierter Wasserabscheideeinrichtung, ist als kompakte, multifunktionale Baueinheit für einen wirkungsvollen Verschleißschutz der mit Kraftstoff zu beaufschlagenden Verbrennungskraftmaschine einfach und kostengünstig verfügbar.In An advantageous embodiment of the invention is the Wasserabscheideeinrichtung associated with a fuel filter device. Such a fuel filter device with, for example, in this integrated Wasserabscheideeinrichtung, is a compact, multifunctional unit for one effective wear protection of the fuel to be acted upon Internal combustion engine simple and inexpensive available.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Auslass stromaufwärts eines Endbereichs einer Abgasbehandlungseinrichtung an dem Abgasstrang angeordnet ist. So kann der von der Kraftstofffördereinrichtung geförderte Kraftstoff zum Aufheizen eines Katalysators herangezogen werden. Während des Zuführens von Kraftstoff zum Aufheizen des Katalysators kann dann gleichzeitig das in der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedene Medium dem Katalysator zugeführt werden. Bei entsprechender Gestaltung eines Anschlusses der Kraftstofffördereinrichtung an die Wasserabscheideeinrichtung kann auch zunächst Kraftstoff und dann das Medium zugeführt werden oder zunächst das Medium und dann Kraftstoff. Alternativ kann lediglich das Medium oder lediglich Kraftstoff über den Auslass dem Abgasstrang zugeführt werden.When further advantageously, it has been shown when the outlet upstream an end portion of an exhaust treatment device on the exhaust line is arranged. So can from the fuel conveyor subsidized fuel for heating a catalyst be used. While feeding from Fuel for heating the catalyst can then simultaneously the medium deposited in the water separator is the catalyst be supplied. With appropriate design of a connection the fuel delivery device to the Wasserabscheideeinrichtung can also first fuel and then fed to the medium or first the medium and then fuel. alternative can only transfer the medium or just fuel the outlet are supplied to the exhaust line.
Die Abgasbehandlungseinrichtung kann hierbei einen Oxidationskatalysator und/oder einen SCR-Katalysator (SCR, selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) und/oder einen Stickoxid-Speicherkatalysator und/oder einen 3-Wege-Katalysator umfassen. Das Aufheizen wenigstens eines Katalysators ist hierbei insbesondere nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine von Vorteil, um den Katalysator schnell auf seine Betriebstemperatur zu bringen, bei welcher ein effizientes Verringern der in dem Abgas enthaltenen Schadstoffe ermöglicht ist. Handelt es sich bei dem Katalysator um den Stickoxid-Speicherkatalysator, so kann das Zuführen von Kraftstoff mittels der Kraftstofffördereinrichtung zum Desorbieren und Umwandeln von gespeicherten Stickoxiden und/oder zum Aufheizen desselben genutzt werden.The exhaust gas treatment device may in this case be an oxidation catalyst and / or an SCR catalyst (SCR, selective catalytic reduction, selective catalytic reduction) and / or a nitrogen oxide storage catalyst and / or a 3-We ge catalyst include. The heating of at least one catalytic converter is advantageous in this case, in particular after a cold start of the internal combustion engine, in order to quickly bring the catalytic converter up to its operating temperature, in which an efficient reduction of the pollutants contained in the exhaust gas is made possible. If the catalyst is the nitrogen oxide storage catalyst, the supply of fuel by means of the fuel delivery device can be used to desorb and convert stored nitrogen oxides and / or to heat them up.
Als vorteilhaft hat es sich hierbei gezeigt, wenn die Abgasbehandlungseinrichtung eine Partikelfiltereinheit umfasst. Hierbei ist der Auslass bevorzugt stromaufwärts eines Endbereichs der Partikelfiltereinheit, insbesondere stromaufwärts eines Anfangsbereichs der Partikelfiltereinheit, an dem Abgasstrang angeordnet. Die Partikelfiltereinheit ist ohnehin zum Abbrennen des an dieser abgeschiedenen Rußes aus dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine zeitweise mit Kraftstoff zu beaufschlagen. Hierbei kann das an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedene Medium, und insbesondere der geringe Gehalt an Kohlenwasserstoffen in dem Medium, mit verbrannt werden.When this has proven to be advantageous when the exhaust gas treatment device a particulate filter unit. Here, the outlet is preferred upstream of an end portion of the particulate filter unit, in particular upstream of an initial region of the particulate filter unit, arranged on the exhaust line. The particle filter unit is anyway for burning off the deposited on this soot from the Exhaust gas of the internal combustion engine temporarily with fuel apply. This can be done at the Wasserabscheideeinrichtung separated medium, and in particular the low content of hydrocarbons in the medium, to be burned with.
Das Einbringen des an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenen Mediums stromaufwärts der Partikelfiltereinheit ist hierbei dem thermischen Regenerieren nicht abträglich. Dies gilt insbesondere bei einem Nutzfahrzeug, bei welchem das Regenerieren der Partikelfiltereinheit eine vergleichsweise lange Zeitdauer in Anspruch nimmt. Ein vorübergehendes Mitbeaufschlagen der Partikelfiltereinheit mit dem an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenen Medium ist also im Hinblick auf die für das Regenerieren vorzusehende Zeitdauer nicht relevant.The Introducing the deposited at the Wasserabscheideeinrichtung Medium upstream of the particulate filter unit is hereby the thermal regeneration not detrimental. this applies in particular in a commercial vehicle, in which the regeneration the particulate filter unit a comparatively long period in Claim takes. Temporary co-operation of the Particle filter unit with the at the Wasserabscheideeinrichtung deposited medium is so in terms of for the Regenerating time to be considered not relevant.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kraftstofffördereinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet, mittels welcher das Medium aus der Wasserabscheideeinrichtung dem Abgasstrang in Abhängigkeit von einem Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Abgasstrangs zuführbar ist. Bei dem Betriebszustand der wenigstens einen Komponente des Abgasstrangs kann es sich um eine Temperatur eines Teilbereichs des Abgasstrangs handeln. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, das Medium nur dann über den Auslass dem Abgasstrang zuzuführen, wenn der Abgasstrang an der Stelle des Auslasses eine Mindesttemperatur erreicht hat. Des Weiteren kann die wenigstens eine Komponente des Abgasstrangs die Abgasbehandlungseinrichtung umfassen, so dass das Zuführen des Mediums etwa in Abhängigkeit von einer Temperatur und/oder einer Beladung der Abgasbehandlungseinrichtung erfolgen kann. Hierbei kann es sich um eine Beladung eines Partikelfilters und/oder um einen Beladung eines Speicherkatalysators handeln.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the fuel delivery device associated with a control device, by means of which the medium the Wasserabscheideeinrichtung the exhaust line in dependence from an operating state of at least one component of the exhaust gas line can be fed. In the operating state of the at least one Component of the exhaust system may be a temperature of Part of the exhaust system act. In particular, this can be provided, the medium only over the outlet of the Supply exhaust line when the exhaust line at the point the outlet has reached a minimum temperature. Furthermore, can the at least one component of the exhaust gas line, the exhaust gas treatment device include, so that the feeding of the medium about depending from a temperature and / or a loading of the exhaust gas treatment device can be done. This may be a loading of a particulate filter and / or act to load a storage catalyst.
Die Steuereinrichtung kann insbesondere dazu ausgelegt sein, ein Regenerieren der Partikelfiltereinheit und/oder des Speicherkatalysators zu veranlassen, wobei dann im Zuge des Regenerierens zusätzlich zu dem Kraftstoff auch das Medium der Partikelfiltereinheit und/oder dem Speicherkatalysator zugeführt wird.The Control device may in particular be designed to regenerate the particulate filter unit and / or the storage catalytic converter to cause in which case in the course of regeneration in addition to the Fuel also the medium of the particulate filter unit and / or the Storage catalyst is supplied.
Dadurch ist sichersteilbar, dass beim Zuführen des Mediums aus der Wasserabscheideeinrichtung in den Abgasstrang Bedingungen vorliegen, welche zum schadlosen Entfernen des Mediums aus der Wasserabscheideeinrichtung besonders gut geeignet sind.Thereby is divisible, that when feeding the medium out the Wasserabscheideeinrichtung be present in the exhaust line conditions, which for harmless removal of the medium from the Wasserabscheideeinrichtung are particularly well suited.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Kraftstofffördereinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher das Medium aus der Wasserabscheideeinrichtung dem Abgasstrang zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit von einem Füllstand des Mediums in der Wasserabscheideeinrichtung zuführbar ist. Es kann also ein periodisches Entleeren der Wasserabscheideeinrichtung über die Kraftstofffördereinrichtung vorgesehen sein. Ergänzend oder alternativ kann das Entleeren der Wasserabscheideeinrichtung dann erfolgen, wenn das Medium in der Wasserabscheideeinrichtung einen vorgegebenen Füllstand erreicht hat.When Furthermore, it has proven to be advantageous if the fuel delivery device a control device is assigned, by means of which the medium the Wasserabscheideeinrichtung the exhaust line time-dependent and / or depending on a level of the Medium in the Wasserabscheideeinrichtung can be fed. It can therefore be a periodic emptying of the Wasserabscheideeinrichtung over be provided the fuel delivery device. additional or alternatively, the emptying of the Wasserabscheideeinrichtung then take place when the medium in the Wasserabscheideeinrichtung has reached a predetermined level.
Dadurch kann insbesondere dem Umstand Rechnung getragen werden, dass qualitativ unterschiedlicher Kraftstoff einen unterschiedlich hohen Wassergehalt aufweisen kann, welcher mit einem unterschiedlich raschen Erreichen eines bestimmten Füllstands des Mediums in der Wasserabscheideeinrichtung einhergeht. Auf diese Weise ist vorteilhaft sicherstellbar, dass das in der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedene Medium regelmäßig abgeführt wird.Thereby In particular, account may be taken of the fact that quality different fuel a different high water content may have, which with a different speed reaching a certain level of the medium in the Wasserabscheideeinrichtung accompanied. In this way it can be advantageously ensured that the deposited in the Wasserabscheideeinrichtung medium regularly is dissipated.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Kraftstofffördereinrichtung eine zwischen der Wasserabscheideeinrichtung und dem Auslass angeordnete Pumpeinrichtung, insbe sondere Dosierpumpeinrichtung, umfasst. Dadurch ist ein gezieltes, insbesondere dosiertes, Fördern des Kraftstoffs und/oder des an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenen Mediums ermöglicht. Bei einem an einer Kraftstoff führenden Druckleitung angeschlossenen Ventil zum Dosieren von Kraftstoff in den Abgasstrang sind demgegenüber Drucksensoren zum Bestimmen der über dieses Ventil in den Abgasstrang eingeführten Menge an Kraftstoff notwendig. Auf derartige Drucksensoren kann durch Vorsehen der Pumpeinrichtung, insbesondere der Dosierpumpeinrichtung, verzichtet werden.When Furthermore, it has proven to be advantageous if the fuel delivery device one disposed between the Wasserabscheideeinrichtung and the outlet Pumping device, in particular special metering pump device comprises. Thereby is a targeted, especially dosed, promoting the Fuel and / or deposited on the Wasserabscheideeinrichtung Medium allows. When leading to a fuel Pressure line connected valve for metering fuel In contrast, pressure sensors for determining are in the exhaust gas system the introduced via this valve in the exhaust system Quantity of fuel necessary. On such pressure sensors can by providing the pump device, in particular the metering pump device, be waived.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der Auslass als Düse ausgebildet ist. Dadurch ist ein Einbringen des an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenen Mediums und/oder des Kraftstoffs in den Abgasstrang mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht. Dies fördert einem besonders rasches Verdampfen des Wassers aus dem Medium bzw. ein Zerstäuben des Kraftstoffs.From It is also advantageous if the outlet is designed as a nozzle is. This is an introduction of the at the Wasserabscheideeinrichtung separated medium and / or the fuel in the exhaust system at high speed. This promotes a particularly rapid evaporation of the water from the medium or a sputtering of the fuel.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kraftstofffördereinrichtung einen Anschluss für ein Spülmedium auf, über welchen dem Auslass das Spülmedium zuführbar ist. Dadurch kann verhindert werden, dass an dem Auslass ein Rest von Kraftstoff und/oder dem an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenen Medium verbleibt, welcher anderenfalls zu einem Verstopfen des Auslasses führen könnte. Als Spülmedium kann insbesondere Druckluft vorgesehen sein.In a further advantageous embodiment of the invention, the Fuel conveyor a connection for a flushing medium, via which the outlet the Rinsing medium can be supplied. This can be prevented be that at the outlet a residue of fuel and / or the remains at the Wasserabscheideeinrichtung deposited medium which otherwise lead to clogging of the outlet could. As flushing medium can in particular compressed air be provided.
Schließlicht hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Anschluss für das Spülmedium mittels einer Absperreinrichtung absperrbar ist. So ist sicherstellbar, dass dem Auslass das Spülmedium nur im Bedarfsfall zugeführt wird. Die Absperreinrichtung kann als 3/2-Wegeventil ausgebildet sein, welches den Anschluss für das Spülmedium aufweist. Ein solches 3/2-Wegeventil kann stromaufwärts oder stromabwärts der Pumpeinrichtung angeordnet sein.closing light It has proven to be advantageous if the connection for the flushing medium can be shut off by means of a shut-off device is. This ensures that the outlet is flushed is supplied only in case of need. The shut-off device can be designed as a 3/2-way valve, which is the connection for having the flushing medium. Such a 3/2-way valve can upstream or downstream of the pumping device be arranged.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist durch ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofffördereinrichtung für ein Fahrzeug eine erweiterte Funktionalität bereitgestellt, bei welchem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank über einen Auslass einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, und bei welchem mittels der Kraftstofffördereinrichtung der Kraftstoff aus einer stromabwärts des Kraftstofftanks angeordneten Wasserabscheideeinrichtung gefördert wird. Gerade wenn die Wasserabscheideeinrichtung einen vergleichsweise hohen Füllstand aufweist, wird hierbei zunächst überwiegend Wasser über den Auslass dem Abgasstrang zugeführt, welches jedoch auch einen geringen Gehalt an Kraftstoff aufweist. Mit zunehmender Förderdauer fördert die Kraftstofffördereinrichtung dann zunehmend weniger des an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenen Mediums und zunehmend mehr Kraftstoff.According to one Another aspect of the invention is a method of operation a fuel delivery device for a vehicle provided an enhanced functionality in which fuel from a fuel tank via an outlet to an exhaust line an internal combustion engine is supplied, and at which by means of the fuel conveyor of the fuel from a downstream of the fuel tank arranged Wasserabscheideeinrichtung is encouraged. Especially when the Wasserabscheideeinrichtung has a comparatively high level, this is initially predominant Supplied water via the outlet to the exhaust line, which, however, also has a low content of fuel. With increasing delivery time promotes the fuel conveyor then increasingly less of the deposited at the Wasserabscheideeinrichtung Medium and increasingly more fuel.
Die für die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofffördereinrichtung.The for the fuel delivery device according to the invention described preferred embodiments and advantages also apply to the invention Method for operating a fuel delivery device.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the below mentioned in the figure description and / or in the figure alone shown features and feature combinations are not only in the specified combination, but also usable in other combinations or in isolation, without to leave the scope of the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the claims, the following description is more preferred Embodiments and with reference to the drawing.
Diese zeigt stark schematisiert eine Kraftstofffördereinrichtung für ein Nutzfahrzeug.These shows a highly schematic of a fuel conveyor for a commercial vehicle.
Mittels
einer in der Figur gezeigten Kraftstofffördereinrichtung
Über
eine Leitung
Zum
Fördern des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank
Mittels
der Kraftstofffiltereinrichtung
In
dem Abgasstrang
Vorliegend
weist die Leitung
In
der Leitung
In
der Leitung
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