五菱宏光發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)故障診斷實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究

劉杰

摘 要：五菱宏光汽車及其配備的B系列發(fā)動(dòng)機(jī)，為眾多職業(yè)院校和技工學(xué)校的交通運(yùn)輸類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)給予了非常大的設(shè)備支持。在對(duì)被幫扶縣職校進(jìn)行汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)幫扶過程中，選用該縣職校的五菱宏光S實(shí)訓(xùn)車輛，在盡量不破壞線束的情況下，為保證在規(guī)定的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成課程教學(xué)目標(biāo)，方便后續(xù)縣職校教師借鑒，通過較少資金購(gòu)買開關(guān)、塑料板材以及銅杜邦線等，利用電烙鐵等用具自制簡(jiǎn)易的“故障設(shè)置板”。再利用故障設(shè)置板、快速接線端子、常規(guī)故障保險(xiǎn)和故障繼電器等設(shè)備和元件完成故障點(diǎn)的設(shè)置和故障現(xiàn)象驗(yàn)證。最后以“發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)故障”設(shè)置學(xué)習(xí)情境，依據(jù)故障現(xiàn)象結(jié)合整合后維修資料分析故障原因，使用試燈、萬用表和診斷儀等常用診斷檢測(cè)設(shè)備，準(zhǔn)確的診斷和排除該發(fā)動(dòng)機(jī)故障，完成了起動(dòng)機(jī)電路、ECU電路和燃油供給系統(tǒng)電路等電路故障診斷的教學(xué)任務(wù)，教學(xué)效果好。為從事汽車維修的技術(shù)人員或教師在處理相應(yīng)故障和教學(xué)時(shí)提供參考。

關(guān)鍵詞：五菱宏光S 電控發(fā)動(dòng)機(jī) 無法起動(dòng) 故障診斷

０ 引言

該縣職校的五菱宏光S是2016款1.5L基本型汽車，搭載了自然吸氣、雙頂置凸輪軸設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)L2B，最大凈功率是78KW，該發(fā)動(dòng)機(jī)為16氣門（每缸4氣門），直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，總排量1.485L，壓縮比10.2：1，最大功率82KW/5800rpm，最大扭矩147Nm/3600-4000rpm，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能和功率輸出能力良好，同時(shí)車輛本身價(jià)格和維修耗材配件等相對(duì)便宜且電路比較全面，適合目前縣職校的學(xué)生學(xué)習(xí)。

實(shí)踐教學(xué)中根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求，結(jié)合該車型發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)，將教學(xué)項(xiàng)目中起動(dòng)機(jī)電路故障、ECU電路故障、燃油供給系統(tǒng)電路故障、點(diǎn)火系統(tǒng)電路故障和曲軸位置傳感器故障等教學(xué)項(xiàng)目任務(wù)整合成“五菱宏光S發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常起動(dòng)故障診斷與排除”實(shí)踐項(xiàng)目情境，并以此情境設(shè)置故障完成以上部分內(nèi)容的實(shí)踐教學(xué)。

1 課堂實(shí)踐項(xiàng)目情境內(nèi)容確定

1.1 檢驗(yàn)該車輛技術(shù)狀況，整合維修資料，確定課堂實(shí)踐內(nèi)容

實(shí)訓(xùn)前，利用診斷儀等設(shè)備診斷車型歷史故障，結(jié)合在校汽修教師對(duì)該車的使用反饋，對(duì)實(shí)訓(xùn)車輛初始情況進(jìn)行排查。根據(jù)診斷檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：該車無離合器踏板開關(guān)，且進(jìn)排氣凸輪位置、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、前后氧和水溫等傳感器及進(jìn)排氣VVT閥、電子節(jié)流閥和VIM閥等執(zhí)行器斷路均不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)無法起動(dòng)。而教學(xué)任務(wù)中起動(dòng)機(jī)、ECU、燃油、點(diǎn)火和曲軸位置傳感器故障均會(huì)導(dǎo)致該發(fā)動(dòng)無法起動(dòng)；在確認(rèn)實(shí)踐項(xiàng)目情境內(nèi)容后，恢復(fù)車輛，確認(rèn)車輛初始技術(shù)狀況良好。

根據(jù)該車型維修資料整合，確定了起動(dòng)機(jī)電路故障、ECU電路故障、燃油供給系統(tǒng)電路故障、點(diǎn)火系統(tǒng)故障和曲軸位置傳感器故障五個(gè)故障診斷任務(wù)。

1.2 熟悉ECU針腳，制作故障設(shè)置板

經(jīng)斷電檢查確認(rèn)，該車B15發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU是一個(gè)81針腳的插件。利用81根銅排線按順序焊接開關(guān)觸點(diǎn)，并安裝固定在厚塑料板上后制作成簡(jiǎn)易“故障設(shè)置板”，其中點(diǎn)火線圈和地線選用1.5方的導(dǎo)線和9A鈕子開關(guān)，其余均用0.5方排線6A撥動(dòng)開關(guān)完成焊接固定。

2 情境故障分析

2.1 電控發(fā)動(dòng)無法起動(dòng)原因分析

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是由多個(gè)功能不同的子系統(tǒng)組成的，各個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)協(xié)調(diào)工作才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常做功，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)總成中的某個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障，在診斷檢測(cè)過程中找尋故障原因往往會(huì)非常困難。[1]當(dāng)出現(xiàn)起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 而發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)的故障時(shí)，應(yīng)依據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因，查閱維修手冊(cè)， 確定故障范圍和故障部位， 使用檢測(cè)量具從燃油泵和噴油器控制電路、點(diǎn)火控制電路、ECU電路、傳感器電路等方面進(jìn)行診斷， 查找排除故障。[2]在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)的故障主要有以下幾種原因：有火無油、有油無火、無火無油和有油有火等4個(gè)故障現(xiàn)象。[3]這些經(jīng)驗(yàn)都給本情境教學(xué)中B15發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常起動(dòng)故障原因分析提供了思路。畢竟，人工診斷是需要一定的技術(shù)基礎(chǔ)給予重要的支撐，最基本的要求是務(wù)必要達(dá)到診斷的準(zhǔn)確無誤，這就要求工作人員既需要有大量的工作經(jīng)驗(yàn)，更要有專業(yè)技術(shù)能力。[4]

2.2 故障現(xiàn)象分析

2.2.1 蓄電池故障

故障案例：打開鑰匙開關(guān)至ON檔，儀表點(diǎn)亮，指示燈正常，油泵工作；鑰匙旋至ST檔，起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。

分析：蓄電池故障時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)致儀表、油泵和起動(dòng)機(jī)等工作不良，可根據(jù)此進(jìn)行現(xiàn)象分析。

2.2.2 起動(dòng)機(jī)故障

故障案例：打開鑰匙開關(guān)至ON檔，儀表點(diǎn)亮，故障燈正常，油泵工作；鑰匙旋至ST檔，起動(dòng)機(jī)響應(yīng)但不工作。

分析：該車型起動(dòng)機(jī)由鑰匙開關(guān)和F16保險(xiǎn)直接控制，起動(dòng)機(jī)未響應(yīng)說明可能是控制電源未到電磁開關(guān)接線柱或者起動(dòng)機(jī)本身等故障；起動(dòng)機(jī)響應(yīng)但不工作說明可能是起動(dòng)機(jī)主電源接線柱不通電或者起動(dòng)機(jī)本身等故障。

2.2.3 ECU故障

故障案例：打開鑰匙開關(guān)至ON檔，儀表點(diǎn)亮，故障燈亮，油泵工作；鑰匙旋至ST檔，起動(dòng)機(jī)工作，但是無法起動(dòng)；診斷儀與ECU通訊報(bào)P0688主繼電器輸出電壓不合理故障。

分析：該車型ECU電源由B+電源由F201保險(xiǎn)和12#針腳線束對(duì)應(yīng)拆件負(fù)責(zé)導(dǎo)通；同時(shí)IG1電源由F4、F214保險(xiǎn)和對(duì)應(yīng)13#針腳線束拆件負(fù)責(zé)導(dǎo)通；ECU14#針腳控制主繼電器線圈搭鐵，其線圈和觸點(diǎn)上游均由F201保險(xiǎn)負(fù)責(zé)導(dǎo)通；ECU搭鐵是3#、61#和80#共同搭鐵；ECU電源B+、IG1電源以及搭鐵斷路故障會(huì)導(dǎo)致ECU無法正常工作。如果診斷儀能與ECU通訊并獲得故障碼說明ECU電源電路正常。

2.2.4 燃油供給系統(tǒng)電路故障

故障案例：打開鑰匙開關(guān)至ON檔，儀表點(diǎn)亮，故障燈亮，油泵工作；鑰匙旋至ST檔，起動(dòng)機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)有響應(yīng)，但是無法起動(dòng)；診斷儀與ECU通訊正常，ECU報(bào)P0201（一缸）、P0202（二缸）、P0203（三缸）、P0204（四缸）噴油器控制電路故障。

分析：該車型燃油供給系統(tǒng)電路元件是主要電動(dòng)燃油泵電路和噴油器電路等相關(guān)電路元件構(gòu)成，在明確燃油充足且油路正常的情況下，再進(jìn)行電路分析。電動(dòng)燃油泵電路電源主要由燃油泵繼電器控制，其觸點(diǎn)保險(xiǎn)是F202，其線圈下游到ECCU69#針腳，其線圈上游由主繼電器觸點(diǎn)下游供電，搭鐵線由元件導(dǎo)線固定車身搭鐵；噴油器線束電源同樣由主繼電器觸點(diǎn)下游供電，其控制端分別由ECU的27#、6#、7#和47#針腳控制。

2.2.5 點(diǎn)火系統(tǒng)故障

故障案例：打開鑰匙開關(guān)至ON檔，儀表點(diǎn)亮，故障燈亮，油泵工作；鑰匙旋至ST檔，起動(dòng)機(jī)工作，但是無法起動(dòng)；診斷儀與ECU通訊正常，ECU報(bào)P0300多次失火、P0301失火（1缸）、P0302失火（2缸）、P0303失火（3缸）、P0304失火（4缸）。

分析：該車型點(diǎn)火系統(tǒng)主要火花塞和四缸的點(diǎn)火線圈控制電路組成，點(diǎn)火線圈共用搭鐵線，主電源同樣由主繼電器觸點(diǎn)下游供電，控制線束分別對(duì)應(yīng)ECU的5#、1#、2#和4#四根針腳 。

2.2.6 曲軸位置傳感器故障

故障案例：打開鑰匙開關(guān)至ON檔，儀表點(diǎn)亮，故障燈亮，油泵工作；鑰匙旋至ST檔，起動(dòng)機(jī)工作，但是無法起動(dòng)；診斷儀與ECU通訊正常，ECU報(bào)P0321曲軸上止點(diǎn)齒缺信號(hào)不合理；P0016 、P0018 進(jìn)氣、排氣凸輪軸與曲軸安裝相對(duì)位置不合理。

分析：該車型曲軸位置傳感器是ECU完成空燃比混合氣形成的關(guān)鍵，如果曲軸位置傳感器信號(hào)不正常，會(huì)直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常起動(dòng)；同時(shí)在曲軸位置傳感器正常的情況下，保證3個(gè)缸的噴油和點(diǎn)火正常的情況下，該車型發(fā)動(dòng)機(jī)就能順利起動(dòng)，同時(shí)起動(dòng)會(huì)伴有一定的抖動(dòng)以及油耗的增加等不正常現(xiàn)象。

根據(jù)以上故障現(xiàn)象分析：在明確故障現(xiàn)象的前提下按照一定的流程即可完成該車型無法起動(dòng)故障的診斷和排除。從蓄電池電源和起動(dòng)機(jī)電路開始，經(jīng)ECU故障指示燈、ECU電源電路及本體故障，再?gòu)墓收现甘緹酎c(diǎn)亮和診斷儀故障碼入手，分析油泵供油、噴油器、點(diǎn)火系統(tǒng)電路和曲軸傳感器元件等故障去分析；結(jié)合該車型發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)維修資料，形成人工診斷簡(jiǎn)易參考流程。

3 情境案例實(shí)施過程

3.1 案例1起動(dòng)機(jī)電路故障實(shí)施流程

3.1.1 明確分組崗位和任務(wù)

未分組的學(xué)生按照之前工作任務(wù)先進(jìn)行分組，每個(gè)組主要由操作人員1名、輔助人員1名、安全監(jiān)督員1名、拍照和紙質(zhì)記錄人員各1名和5S整理人員1名組成6人小組，當(dāng)人員不足時(shí)可改成5人1組。操作人員和輔助人員主要完成實(shí)際檢測(cè)和維修資料查閱；安全監(jiān)督人員主要負(fù)責(zé)管理實(shí)踐中場(chǎng)地安全，避免不相關(guān)人員進(jìn)行實(shí)操場(chǎng)地范圍；記錄人員負(fù)責(zé)根據(jù)檢測(cè)情況完成數(shù)據(jù)記錄、填表以及繪制電路圖；5S人員負(fù)責(zé)儀器設(shè)備的使用檢查、整理以及協(xié)助安全鑒定員完成安全監(jiān)督任務(wù)和基本評(píng)價(jià)。

3.1.2 無法起動(dòng)情境分析

各小組根據(jù)上一次安排的無法起動(dòng)情境的主要故障現(xiàn)象，結(jié)合前面授課中所學(xué)到的知識(shí)分析初步確定故障范圍，并有協(xié)助記錄員進(jìn)行故障范圍記錄；完成后報(bào)告教師進(jìn)行檢查核實(shí)。

3.1.3 小組協(xié)作熟悉電路，記錄員繪制電路

已核實(shí)的小組成員協(xié)助紙質(zhì)記錄人員完成該車型起動(dòng)機(jī)相關(guān)電路圖的繪制，完成后報(bào)告教師進(jìn)行檢查核實(shí)。

3.1.4 電路系統(tǒng)故障診斷，標(biāo)注測(cè)量點(diǎn)和數(shù)據(jù)并口述

已核實(shí)的小組，根據(jù)故障現(xiàn)象和之前所教授萬用表等量具和儀器的使用方法，由操作人員在輔助人員的幫助下進(jìn)行電路檢查分析，由記錄人員進(jìn)行記錄。

參考診斷流程點(diǎn)：學(xué)生從電路圖中起動(dòng)機(jī)起動(dòng)電磁開關(guān)線圈上游電路開始，按照B+電源→Fuse/100A→F101/50A→C202/1→點(diǎn)火開關(guān)/4→點(diǎn)火開關(guān)ST/5→F16/30A→C203/26→C103/1→起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)接線柱→起動(dòng)機(jī)→殼體搭鐵的流程，結(jié)合故障現(xiàn)象，按照選擇的檢測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)量和驗(yàn)證。將測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行位置和數(shù)據(jù)情況標(biāo)注，由操作人員指出測(cè)試位置點(diǎn)，并口頭報(bào)告檢測(cè)情況和數(shù)據(jù)。

完成后由5S人員完成整理等任務(wù)。練習(xí)中，其它小組的5S人員可以根據(jù)情況到該小組工位指定位置進(jìn)行觀看，并在后續(xù)流程中給予小組協(xié)作評(píng)價(jià)。

練習(xí)時(shí)教師可提前提醒在點(diǎn)火開關(guān)插件上游4#端子和ST檔5#端子及其下游時(shí)可能需要進(jìn)行點(diǎn)火開關(guān)擰動(dòng)操作。

3.1.5 故障點(diǎn)排除，整理材料

結(jié)合故障點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，明確故障點(diǎn)為最小故障區(qū)間，完成故障點(diǎn)內(nèi)容填寫。操作員協(xié)助記錄員完成數(shù)據(jù)內(nèi)容補(bǔ)充。該小組完成后交由教師進(jìn)行核查。

3.1.6 評(píng)價(jià)總結(jié)與下一情境任務(wù)布置

各組將各自完成情況在指定區(qū)域進(jìn)行展示，由記錄員進(jìn)行陳述，說明各組完成的檢測(cè)點(diǎn)順序，告知本組確認(rèn)的故障點(diǎn)。其它小組的5S人員對(duì)該小組進(jìn)行小組互評(píng)。

教師進(jìn)行小結(jié)，并對(duì)各組情況進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。并發(fā)布下一次課的情境任務(wù)。

3.2 案例2 ECU電源電路故障關(guān)鍵實(shí)施點(diǎn)

3.2.1 各組分析故障診斷斷流程點(diǎn)

各組根據(jù)已知情境的故障現(xiàn)象，分析ECU電源電路，其一是ECU主電源電路：

（1）檢測(cè)條件：點(diǎn)火開關(guān)打至OFF擋。

（2）電路：B+→Fuse/100A→發(fā)動(dòng)機(jī)艙盒F101/50A→儀表線束C202/1→發(fā)動(dòng)機(jī)線束C103/6→ECU/12→ECU→搭鐵。

第二是ECU IG1電源電路：

（1）檢測(cè)條件：點(diǎn)火開關(guān)打至ON擋。

（2）電路：B+→Fuse/100A→發(fā)動(dòng)機(jī)艙盒F101/50A→儀表線束C202/1→點(diǎn)火開關(guān)/4→點(diǎn)火開關(guān)/6（IG1）→儀表保險(xiǎn)盒F4/15A→儀表線束C203/6→發(fā)動(dòng)機(jī)艙保險(xiǎn)盒F214/10A→發(fā)動(dòng)機(jī)線束C103/30→ECU/13→ECU→搭鐵。

3.2.2 小組分析主繼電器的作用和工作過程

各組根據(jù)小組完成情況，結(jié)合剩余時(shí)間完成指定小組任務(wù)：根據(jù)維修資料中ECU電路圖和實(shí)際車型電路，分析主繼電器的工作過程和作用。

3.3 案例3 電動(dòng)燃油泵電路故障實(shí)施關(guān)鍵點(diǎn)

3.3.1 故障診斷點(diǎn)思維流程圖

每當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打到ON擋時(shí)， ECU接收到點(diǎn)火開關(guān)接通信號(hào)， 控制ECU/69針腳經(jīng)ECU內(nèi)部搭鐵，使電動(dòng)燃油泵繼電器工作；燃油泵繼電器觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)燃油泵通電工作；燃油泵在工作2～3秒后， 如果ECU接收到發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，ECU/69針腳就會(huì)經(jīng)ECU內(nèi)部繼續(xù)搭鐵，電動(dòng)燃油泵會(huì)連續(xù)工作；相反如果ECU沒有接收到轉(zhuǎn)速信號(hào)，ECU就會(huì)控制燃油泵停止工作。各組根據(jù)已知情境3故障現(xiàn)象，分析已有電路圖有記錄員繪制出小組思維流程圖。

3.3.2 小組思維流程圖故障點(diǎn)分析確認(rèn)

各組根據(jù)畫出的思維流程圖分析，討論填寫小組檢測(cè)方案流程表。

3.4 案例4 噴油器、點(diǎn)火線圈等元件故障實(shí)施關(guān)鍵點(diǎn)

3.4.1 元件及線束接頭繪制

各組根據(jù)已知情境故障現(xiàn)象，結(jié)合維修資料分析并繪制噴油器、點(diǎn)火線圈及曲軸位置傳感器的插接線束接頭情況，填寫記錄測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量條件。

3.4.2 關(guān)于執(zhí)行器和傳感器故障分析說明

該車型發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制系統(tǒng)是在ECU接收到曲軸位置傳感器的信號(hào)，以此信號(hào)確定發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的點(diǎn)火和噴油正時(shí)時(shí)刻，ECU據(jù)此控制相應(yīng)的點(diǎn)火線圈中初級(jí)線圈電流的通斷，從而使次級(jí)線圈繞組中產(chǎn)生高壓電，擊穿火花塞間隙，點(diǎn)燃各氣缸中的混合氣。當(dāng)點(diǎn)火控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，ECU會(huì)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)各缸噴油器噴油信號(hào)，使噴油器停止噴油，發(fā)動(dòng)機(jī)將無法起動(dòng)。

3 結(jié)語

作為職業(yè)教育教師首先要能跟得上時(shí)代的步伐，不斷提升自己的專業(yè)知識(shí)和技能水平，同時(shí)在教學(xué)中既要注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，也要加強(qiáng)學(xué)生方法能力的培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生分析解決問題的能力。[5]被幫扶縣職業(yè)學(xué)校由于工位和場(chǎng)地有限，更需要優(yōu)化小組作業(yè)內(nèi)容，確保每個(gè)學(xué)生都能充分參與實(shí)踐。利用實(shí)訓(xùn)車輛進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)等故障診斷的實(shí)踐課程，結(jié)合技能比賽規(guī)程作業(yè)要求，能夠讓學(xué)生在真實(shí)場(chǎng)景中學(xué)習(xí)和鍛煉，加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，為后續(xù)技術(shù)技能培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，這也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、方法能力以及分析解決問題能力的重要途徑。此外，職業(yè)教育的教師還需要在崗位實(shí)踐教學(xué)過程中不斷學(xué)習(xí)專研專業(yè)技術(shù)技能，確保教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展保持同步。通過參加行業(yè)培訓(xùn)、與同行交流、參與科研項(xiàng)目等方式，不斷提升自己的專業(yè)水平，為學(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)?？傊鳛槁殬I(yè)教育教師，需要不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求。通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和方法能力，為學(xué)生的未來職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

基金項(xiàng)目：2023年廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度課題：“新發(fā)展格局下國(guó)家鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)幫扶縣中等職業(yè)教育人才“組團(tuán)式”幫扶的研究——以XX職業(yè)技術(shù)學(xué)校為例”（項(xiàng)目編號(hào)：2023C660）。

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