巫晨 周婧
[提要] 內(nèi)燃機是交通運輸、工程機械、農(nóng)業(yè)機械以及國防裝備的主導(dǎo)動力,我國已經(jīng)成為全球內(nèi)燃機生產(chǎn)和使用大國,但與國際先進水平相比,我國內(nèi)燃機產(chǎn)品在節(jié)能環(huán)保指標(biāo)上仍有較大差距,關(guān)鍵核心技術(shù)欠缺,節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系不健全,內(nèi)燃機工業(yè)節(jié)能減排的潛力巨大。本文首先介紹內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排戰(zhàn)略意義和關(guān)鍵技術(shù),從標(biāo)準(zhǔn)化對內(nèi)燃機節(jié)能減排重要性引出內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化工作進展情況,提出對制標(biāo)工作的建議和展望。
關(guān)鍵詞:內(nèi)燃機產(chǎn)品;節(jié)能減排;標(biāo)準(zhǔn)化
中圖分類號:F4 文獻標(biāo)識碼:A
收錄日期:2014年8月29日
引言
內(nèi)燃機是交通運輸、工程機械、農(nóng)業(yè)機械以及國防裝備的主導(dǎo)動力,從國內(nèi)外能源發(fā)展趨勢和市場需求看,未來幾十年,以石化能源為燃料的內(nèi)燃機仍然是各種機械裝備的主導(dǎo)動力,控制燃油消耗和CO2及其他污染物排放已經(jīng)成為全球內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢。2013年2月17日,國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加強內(nèi)燃機工業(yè)節(jié)能減排的意見》(國辦發(fā)[2013]12號,以下簡介《意見》)?!兑庖姟芬蟮?015年,節(jié)能型內(nèi)燃機產(chǎn)品占全社會內(nèi)燃機產(chǎn)品保有量的60%,與2010年相比,內(nèi)燃機油消耗率降低6%~10%,實現(xiàn)節(jié)約商品燃油2,000萬噸,減少二氧化碳排放6,200萬噸,減少氨氧化物排放10%,采用替代燃料節(jié)約商品燃油1,500萬噸;培育一批汽車、工程機械用發(fā)動機等在制造重點企業(yè);實現(xiàn)高效節(jié)能環(huán)保型內(nèi)燃機主機及其零部件生產(chǎn)制造裝備的國產(chǎn)化、大型化;建立內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系。
一、內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排戰(zhàn)略意義和關(guān)鍵技術(shù)
(一)內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排戰(zhàn)略意義。2011年,我國內(nèi)燃機產(chǎn)量超過7,700萬臺,總功率突破1.4億千瓦大關(guān),成為名副其實的內(nèi)燃機制造大國。據(jù)中科院公布的“大氣灰霾追因與控制”專項組最新研究結(jié)果表明,霧霾天氣中檢出了大量含氮有機顆粒。柴油內(nèi)燃機在燃燒過程中產(chǎn)生的細(xì)小顆粒物、二化硫、氮氧化物等在大氣中經(jīng)過一系列化學(xué)轉(zhuǎn)化而成的顆粒物,是PM2.5的重要來源,也是構(gòu)成霧霾天氣的主要原因,成為了污染環(huán)境的一大源頭。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)部預(yù)測,到2020年,機動車的燃油需求為2.56億噸,為全國石油總需求的57%,也就是說,到時候汽車將要“吃”掉超過一半的石油,新增的石油需求將越來越多地依賴進口。在當(dāng)前我國一次能源的消耗結(jié)構(gòu)中,內(nèi)燃機產(chǎn)品年消耗我國60%以上的石油能源,以2010年我國生產(chǎn)內(nèi)燃機總功率13.5億千瓦計算,如每千瓦節(jié)省一克油品,每年節(jié)約汽油、柴油等能源數(shù)量將十分可觀。內(nèi)燃機產(chǎn)品的節(jié)能減排,不僅有效減緩我國石油對外依存度過快增長的趨勢,又可加快內(nèi)燃機工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。
(二)內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀?!笆晃濉逼陂g,內(nèi)燃機工業(yè)節(jié)能減排取得了積極進展,內(nèi)燃機產(chǎn)品燃油消耗率明顯下降,但總體上還存在著一些突出問題,主要表現(xiàn)在:(1)內(nèi)燃機產(chǎn)品綜合能效水平與國際先進水平相差10%~20%。我國內(nèi)燃機關(guān)鍵零部件的設(shè)計制造基礎(chǔ)薄弱,制約內(nèi)燃機高效低排的高壓共軌、增壓、電子控制等關(guān)鍵技術(shù)完全依賴進口;(2)先進節(jié)能產(chǎn)品比例較低。我國市場保有量中高耗能落后產(chǎn)品還占有相當(dāng)大的比例,商用車用柴油機絕大部分燃油消耗率偏高,工程機械和農(nóng)業(yè)機械用柴油機90%以上屬于能耗高、排放高的產(chǎn)品;(3)替代燃料內(nèi)燃機發(fā)展正處于起步階段。我國甲醇燃料發(fā)動機、生物柴油發(fā)動機等產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用尚處于探索中;(4)內(nèi)燃機綠色制造和再制造基礎(chǔ)薄弱。我國內(nèi)燃機綠色制造技術(shù)與國際先進水平存在階段性差距,內(nèi)燃機產(chǎn)品再制造處于初期發(fā)展階段;(5)內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)政策有待進一步完善。我國內(nèi)燃機節(jié)能減排技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全,燃油消耗量綜合評價標(biāo)準(zhǔn)缺失。
(三)內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)?!兑庖姟诽岢隽藘?nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排11項重點任務(wù)和領(lǐng)域建設(shè),包括加強工程機械、農(nóng)業(yè)機械、漁業(yè)船舶、排灌機械、發(fā)電機組等非道路移動機械用柴油機與配套裝置之間的優(yōu)化匹配。實現(xiàn)內(nèi)燃機節(jié)能減排的關(guān)鍵技術(shù)包括:(1)增壓及增壓中冷技術(shù)。國內(nèi)科研機構(gòu)要大力研發(fā)增壓及增壓中冷技術(shù),推動以高效節(jié)能多缸小缸徑直噴柴油機替代單缸大缸徑柴油機;(2)內(nèi)燃機產(chǎn)品再制造關(guān)鍵共性技術(shù)。內(nèi)燃機制造企業(yè)必須要優(yōu)選再制造技術(shù)路線,完善再制造工藝流程;(3)表面修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)。政府要建立健全有利于舊件回收的市場體系,推廣符合標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)燃機再制造產(chǎn)品。為配合內(nèi)燃機再制造技術(shù)的開發(fā),國家要鼓勵對汽車、工程機械用發(fā)動機及其關(guān)鍵零部件開展再制造。
(四)內(nèi)燃機行業(yè)節(jié)能減排重點專項工程。為加快內(nèi)燃機先進節(jié)能技術(shù)推廣和應(yīng)用,內(nèi)燃機行業(yè)未來將進行6個節(jié)能減排重點轉(zhuǎn)向工程。(1)高壓燃油噴射系統(tǒng)示范工程,實現(xiàn)節(jié)約燃油消耗5%~8%;(2)缸內(nèi)直噴燃油系統(tǒng)示范工程,實現(xiàn)車用汽油機30%~40%的產(chǎn)品應(yīng)用缸內(nèi)直噴燃油系統(tǒng),實現(xiàn)節(jié)約燃油消耗8%~10%;(3)高效增壓系統(tǒng)應(yīng)用示范工程,實現(xiàn)多缸柴油機增壓技術(shù)普及率達到90%以上,車用柴油機達100%,車用汽油機達30%~40%以上;(4)節(jié)能節(jié)材型小缸徑多缸柴油機示范工程,實現(xiàn)多功能型(微型)乘用車用柴油機20%的配套率,替代高耗能大缸徑單缸柴油機50萬臺的目標(biāo);(5)高效應(yīng)用替代內(nèi)燃機示范工程,實現(xiàn)替代商品燃油500萬噸的目標(biāo);(6)船舶柴油機能量綜合利用示范工程,實現(xiàn)單船綜合效能提高5%,CO2減排5%。
二、內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系
(一)標(biāo)準(zhǔn)化對內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排的意義。內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化工作是內(nèi)燃機行業(yè)規(guī)范市場秩序、加快產(chǎn)品升級換代、提升產(chǎn)品的質(zhì)量和安全水平、推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點和抓手。分析內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化體系結(jié)構(gòu),有利于對現(xiàn)有的內(nèi)燃機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)進行梳理和分析。通過分析和完善內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化體系工作,初步建立適應(yīng)我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的內(nèi)燃機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,從而有力地推進內(nèi)燃機全行業(yè)的節(jié)能減排工作,對實現(xiàn)內(nèi)燃機行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。(1)內(nèi)燃機節(jié)能減排減量化指標(biāo)需要標(biāo)準(zhǔn)化提供技術(shù)基準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)節(jié)能減排效果的依據(jù),能夠使節(jié)能減排等技術(shù)活動指標(biāo)化、擇優(yōu)化和規(guī)范化;(2)內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排需要標(biāo)準(zhǔn)化提供技術(shù)規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)燃機行業(yè)進行產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗、銷售和服務(wù)的重要依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)研究應(yīng)該與科技研發(fā)同步,標(biāo)準(zhǔn)實施與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步,尤其是隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展以及保護環(huán)境、節(jié)約資源消耗、降低振動噪聲等要求的不斷提高,不但要求進一步地降低車輛的有害排放物、燃油消耗量、振動、噪聲等,還要求內(nèi)燃機能夠燃用多種燃料,實現(xiàn)燃料多樣化和能源綜合利用;(3)內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排執(zhí)法監(jiān)督和科學(xué)管理需要標(biāo)準(zhǔn)化提供技術(shù)依據(jù)。節(jié)能減排是以法律為依據(jù),以政府為主導(dǎo)的強制性活動,政府專管和執(zhí)法單位必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行監(jiān)測和檢驗,以便對節(jié)能減排效果進行檢查、監(jiān)督和評價。因此,需要在規(guī)定量化指標(biāo)的基礎(chǔ)上進一步制定檢驗要求、監(jiān)測方法、評價程序以及審核標(biāo)準(zhǔn);(4)標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)燃機行業(yè)進行自主創(chuàng)新、參與國際市場競爭的工具??偨Y(jié)符合我國內(nèi)燃機行業(yè)可持續(xù)發(fā)展所需要的標(biāo)準(zhǔn)化體系,完善現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系,盡可能解決標(biāo)準(zhǔn)缺失、老化、滯后、交叉重復(fù)甚至矛盾的現(xiàn)象,使標(biāo)準(zhǔn)全面適應(yīng)內(nèi)燃機行業(yè)發(fā)展的需要。加大自主知識產(chǎn)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)的研制力度,提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的自主創(chuàng)新技術(shù)含量,保護內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)安全,加快與國際接軌的步伐,進一步促進我國產(chǎn)品、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)競爭力的提高。
(二)內(nèi)燃機產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀。內(nèi)燃機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化對象范圍主要包括燃機整機(含通用汽油機)、零部件、附屬裝置及配套設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗檢測所需要的要求和方法、涉及內(nèi)燃機性能、內(nèi)燃機零部件和系統(tǒng)、節(jié)能、環(huán)保和各種代用燃料等,包括為各種用途(車用、船用、拖拉機等農(nóng)業(yè)裝備用、工程機械用、內(nèi)燃發(fā)電用、摩托車用、機車用、航空用等)發(fā)動機燃料(含代用燃料)噴射系統(tǒng),其他熱能動力裝置和燃燒器等所使用的燃料噴射(或供給)系統(tǒng)。
1、標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和布局。我國內(nèi)燃機工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作經(jīng)過幾十年的建設(shè),特別是改革開放30多年的發(fā)展,建成了一套基本上滿足我國內(nèi)燃機工業(yè)發(fā)展需要的標(biāo)準(zhǔn)體系,為促進國民經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮了積極作用。“九五”期間,對1990年底以前批準(zhǔn)發(fā)布的內(nèi)燃機國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以及1997年1月1日前批準(zhǔn)發(fā)布的行業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)進行了復(fù)審。這次標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審工作是在“九五”期間標(biāo)準(zhǔn)清理整頓的基礎(chǔ)上,按照《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》的規(guī)定,對標(biāo)準(zhǔn)代號、標(biāo)準(zhǔn)類別、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)有效性的又一次較大范圍的清理,廢止了一批不適應(yīng)內(nèi)燃機工業(yè)發(fā)展要求和不適應(yīng)市場需要的標(biāo)準(zhǔn),從而使標(biāo)準(zhǔn)體系更加科學(xué)合理。2008年和2009年分別再一次對標(biāo)準(zhǔn)進行清理和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審,經(jīng)過“十五”及“十一五”期間國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會和全國內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會及行業(yè)的努力,已初步形成了適應(yīng)內(nèi)燃機行業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)體系。
2、參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動情況。我國于1978年參加國際標(biāo)準(zhǔn)化組織下屬內(nèi)燃機技術(shù)委員會(ISO/TC 70),該委員會的主要任務(wù)是制定有關(guān)內(nèi)燃機整機、零部件及其配套機械的基礎(chǔ)、通用標(biāo)準(zhǔn)。上海內(nèi)燃機研究所是ISO/TC 70、ISO/TC 70/SC 7和ISO/TC 70/SC 8的中國技術(shù)對口負(fù)責(zé)單位,幾乎每年都派代表參加該技術(shù)委員會組織的標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。從2007年起,全國內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會開始承擔(dān)ISO/TC 70內(nèi)燃機技術(shù)委員會秘書處的工作,加快與國際接軌步伐,提高我國參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動的能力,爭取承擔(dān)更多國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的工作,力爭實現(xiàn)從“國際標(biāo)準(zhǔn)本地化”到“國家標(biāo)準(zhǔn)國際化”的轉(zhuǎn)變。內(nèi)燃機行業(yè)采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)的工作也取得可喜成果,在ISO/TC 70制定的66項內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)中,到2007年底已有56項轉(zhuǎn)化為我國的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)化率為84.85%。而全國內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC 177)在2008年底,其歸口的77項國家標(biāo)準(zhǔn)中(含SC4的三項),有59項采用國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進標(biāo)準(zhǔn),采標(biāo)率為86%,與國際標(biāo)準(zhǔn)水平相當(dāng)。
(三)內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化范圍。《意見》指出2015年將建立健全以下四方面的內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn):(1)內(nèi)燃機產(chǎn)品燃油消耗限值及測量方法標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)將明確燃油消耗率限定值、推薦值和目標(biāo)值,達不到限值標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)燃機產(chǎn)品不得生產(chǎn)、銷售、使用;(2)節(jié)能環(huán)保型內(nèi)燃機產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)將明確燃油消耗率及污染物排放技術(shù)指標(biāo),規(guī)范節(jié)能型產(chǎn)品分類;(3)替代燃料內(nèi)燃機產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);(4)內(nèi)燃機再制造工藝技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)管理等標(biāo)準(zhǔn),對替代燃料內(nèi)燃機和再制造產(chǎn)品發(fā)展進行規(guī)范,開展行業(yè)能效對標(biāo)活動,提高內(nèi)燃機制造業(yè)能源利用效率。
(四)內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化工作進展。2011年l2月13日中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員成立,全面規(guī)劃、組織并實施內(nèi)燃機及其零部件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作,建立內(nèi)燃機行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化體系,進行相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的清理、整頓、調(diào)整、協(xié)調(diào)、規(guī)劃并組織實施等。委員會按照不同的專業(yè)成立專業(yè)小組,具體實施標(biāo)準(zhǔn)化工作規(guī)劃。
2012年10月全國內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會可靠性工作組成立大會在山東濰坊召開,會上討論通過了《全國內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會可靠性工作組工作細(xì)則》,初步搭建了內(nèi)燃機可靠性標(biāo)準(zhǔn)體系框架,確定2013年申報標(biāo)準(zhǔn)項目及工作進度??煽啃怨ぷ鹘M是由全國內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會批準(zhǔn)成立,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會備案,負(fù)責(zé)內(nèi)燃機可靠性領(lǐng)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)研究與制定工作的技術(shù)組織。工作組主要成員有上海內(nèi)燃機研究所、天津內(nèi)燃機研究所、中國兵器工業(yè)集團等70家研究所;浙江大學(xué)、山東大學(xué)、同濟大學(xué)、北京理工大學(xué)等國內(nèi)知名高校;濰柴、玉柴、錫柴、常柴、上柴等內(nèi)燃機制造企業(yè)。同期召開全國內(nèi)燃機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會節(jié)能工作組會議,會議討論通過了《柴油機用潤滑油清潔度分級和檢測方法》立項建議書、中小功率內(nèi)燃機清潔度試驗方法和限制兩項國家標(biāo)準(zhǔn)草案。
(五)對內(nèi)燃機產(chǎn)品節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化工作的建議。建立健全我國內(nèi)燃機產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化體系是一項綜合性工作,為能順利按時完成制標(biāo)工作,必須從以下三方面入手:一是要從完善社會主義市場經(jīng)濟體制的需求出發(fā),運用市場機制,引導(dǎo)企業(yè)成為標(biāo)準(zhǔn)制定和實施的主體,提高標(biāo)準(zhǔn)與市場的關(guān)聯(lián)度,走出從立項到制定實施全過程探索市場取向的新路子;二是要適應(yīng)經(jīng)濟全球化的新形勢,進一步加大采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)的力度,大力推進國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)實質(zhì)性參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動,尤其要積極鼓勵優(yōu)勢企業(yè)參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定,使我國的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)方案更多地被國際采納;三是必須進一步完善標(biāo)準(zhǔn)化工作的運行機制,加快標(biāo)準(zhǔn)的制修訂速度,提高我國標(biāo)準(zhǔn)的總體水平。
具體有以下建議:(1)完成國家標(biāo)準(zhǔn)的清理。理清國家標(biāo)準(zhǔn)之間、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)之間是否存在交叉、重復(fù)、矛盾,解決國家標(biāo)準(zhǔn)適用性差、老化的問題;(2)抓好行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)清理和備案;(3)推進產(chǎn)品采標(biāo)工作;(4)進一步加強企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作,充分調(diào)動各方力量,建立和完善企業(yè)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)技術(shù)委員會,加強對節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一組織、協(xié)調(diào),共同推進節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展;(5)逐步建立健全對國內(nèi)外技術(shù)法規(guī)的評議機制。從制度建設(shè)上盡快開展工作,充分發(fā)揮現(xiàn)有技術(shù)資源的作用,做好評議工作,維護我國利益;(6)進一步加強標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的對外交流與合作,加強對參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動的統(tǒng)一管理,集中優(yōu)勢資源,提高參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動的有效性;(7)完善先進檢測設(shè)備,為節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提供有力技術(shù)保障。
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