Mecánica Automotriz - Power Unidad 5

7/25/2019 Mecnica Automotriz - Power Unidad 5

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MECNICA

AUTOMOTRIZ

Lic. Antonio R. VidalesLic. en Criminalstica / Gestor en Seguridad Vial

Mat. Prof. N 114 Prov. de Corrientes


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SistemaElctrico


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A qu

llamamosSistemaElctrico?


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Es una serie de elementos o componenteselctricos o electrnicos, tales comoresistencias, inductancias, condensadores,fuentes, y/o dispositivos electrnicossemiconductores, conectados elctricamenteentre s con el propsito de generar,

transportar o modificar seales electrnicaso elctricas.


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Breve Reseasobre la

Electricidad


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El origen etimolgico de la palabra electricidadarranca del vocablo griego elektron,que puedetraducirse como mbar,como consecuencia delas propiedades fsicas de atraccin de distintaspartes de la materia. El origen de esta propiedadse encuentra en la presencia de componentes

con carga negativa (denominados electrones) yotros con carga positiva (losprotones).

Benjamn Franklin estableci la existencia de un

nico tipo de fluido y clasifico las sustancias enelctricamentepositivas y negativas.

Posteriormente se estableci la distincin entre

materiales aislantes y conductores.


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El conde Alessandro Volta invento ms tarde lapila galvnica, gracias a la cual se sucedieron losavances en el campo de la investigacin.

Por otro lado el alemn Georg Ohm sent lasbases de la electrocintica o estudio de lacirculacin de las cargas elctricas.

En 1864, el fsico britnico James Maxwellpresento sus ecuaciones de los comportamientoselctricos y magnticos.


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El aprovechamiento de los nuevos conocimientosse inici en el ltimo cuarto del siglo XIX, con losaportes del belga Gramme (inventor de un

generador Corriente Contina) y delestadounidense Thomas Edison.

El descubrimiento del electrn por Joseph

Thomsonen la dcada de 1890 marc el paso dela Era de la Electricidad al Siglo de la Electrnica.


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Componentes o

Subsistemas del

SistemaElctrico


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Sistema deArranque

oPuesta en

Marcha

Sistema deEncendido

Sistema delgenerador de

corriente

Sistema dealumbrado

Sistemaelctricoauxiliar


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Cuando el motor est parado, hay que utilizar algnmedio para provocar sus primeros giros y que puedaseguir funcionando por sus propios medios.

Para ello se dota al vehculo de un motor elctrico,que recibe energa elctrica de la batera y la

transforma en energa mecnica para dar las 50R.P.M. aprox. que necesita el motor para funcionarpor s mismo.

1. Sistema de arranque o de puesta enmarcha:


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Componentes bsicos del circ ui to dearranque:

a) Motor de arranque: motor elctrico de

funcionamiento convencional que acta, pormedio de un engranaje sobre el volante deinercia del motor, ponindolo enfuncionamiento. Existen dos tipos utilizados

comnmente:

1. de inercia

2. de pre engranado.


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Para hacer funcionar el motor de arranque esnecesaria gran cantidad de energa elctrica(llegando a utilizar hasta 350 A para arrancar) loque implica que ha de estar conectado a labatera por un cable de gran seccin.

El consumo de energa del motor de arranque no

pasa por el ampermetro, por la cual, al accionarel motor de arranque, el ampermetro no marcarsu consumo.


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b) Llave de contacto: es el interruptor generaldel equipo elctrico de un automvil y a la vezinterruptor indirecto del arranque. La llave decontacto no es ms que el interruptor dearranque, es decir, el interruptor del solenoide.

Cuando el interruptor (o llave de contacto) deja

pasar la corriente esta llega a la bobina, hace quese mueva el ncleo, se cierra el circuito y lacorriente de la batera llega al motor de arranque.


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c) Solenoide: interruptor electromagntico,

utilizado en los motores de tipo preengranantes,es el encargado de cerrar el circuito de puesta enmarcha para poner en funcionamiento el motor dearranque.

El solenoide o rel se suele acoplar en la partesuperior del motor de arranque.

Cuando la corriente elctrica (controlada por lallave de contacto) pasa por la bobina, sumagnetismo cierra los contactos permitiendo el

paso de corriente al motor de arranque.


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d) Bendix:es el dispositivo tpico de los motoresde arranque de inercia que permite una rpidadesconexin del pin y el volante, cuando esteltimo ha logrado ya el giro normal de un motor

de explosin.

La funcin de est es la de desacoplar el pin

desplazable del volante, de lo contrario, sera el

motor del vehculo el que obligase a girar al motorelctrico de arranque y ste lo hara a tal

velocidad que se rompera.


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Su misin es la de producir la chispa elctrica en elinterior de los cilindros en el momento oportuno, conla tensin suficiente y en el orden de encendido

establecido (Recordar de la Unidad 2).

Para producir la chispa elctrica entre los dos

electrodos de la buja en el interior del cilindro senecesita, como mnimo, una tensin del orden de15.000 V, para lo cual se tienen que producir, dada lacada de sta, una tensin de entre 25.000 a 30.000

V.

2. Sistema de encendido:


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El distribuidorque conecta a las bobinas con lasbujas, dirige la tensin al cilindrocorrespondiente.

Los platinos y el distribuidor estn movidos por unmismo eje al rbol de levas, lo que garantiza lasincronizacin de las chispas.

En los automviles actuales se usan cada vezms sistemas de encendido electrnico.


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Componentes bsicos del circ ui to deencendido:

a) Circuito primario: por el circula corriente de

baja tensin y alta intensidad. Se encuentraformado por los siguientes elementos: Batera Llave de contacto

Ampermetro Bobinado grueso (enrollado primario) Ruptor o platino Condensador


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b) Circuito secundario: circula por este corrientede alta tensin y baja intensidad. Est formadopor:

Bobinado fino de la bobina(enrollado secundario)DistribuidorBujas


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Tipos de encend ido:existen varios procedimientos o sistemas paraobtener la chispa.

a) Encendido Mecnico (por ruptor): estintegrado por elementos tales como:


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Batera: el automvil, cuando el motor est

parado, necesita tomar energa elctrica de algnlugar para hacer funcionar a una serie deelementos elctricos. Una vez arrancado el motor,el generador de energa (alternador) se encargar

de producir esta energa, hasta ese momento seha de utilizar una batera de acumuladores.sta lo que hace es almacenar energa qumicaque se transformar en energa elctrica en el

momento que se necesite. Cuando funciona elmotor tambin lo hace el generador de energa,producindose energa elctrica que repone elgasto de la batera.


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Est compuesta por una estructura o recipientede caucho endurecido, resistente al cido, encuyo interior hay una serie de vasos conectadosen serie. Cada vaso es un recipiente o celda

independiente en donde una serie de placas deplomo estn entrelazadas entre s por medio deun puente formando un polo, intercaladas constas hay otra serie de placas unidas por otro

puente formando el otro polo. Las placas msexteriores son las negativas, quedando laspositivasintercaladas entre stas.


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Existen diferentes tipos de bateras segn sea sumantenimiento, tales como:

1. Bateras de bajo mantenimiento:actualmente

se construyen bateras con nuevas tcnicas quepermiten disminuir el contenido de antimonio yutilizar separadores ms delgados y mayorporosidad, lo que supone una menor autodescarga en reposo, mayor duracin en servicio ymenor entretenimiento.


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2. Bateras sin mantenimiento: utilizadas en lamayora de los vehculos, eliminan totalmente elantimonio, sustituyndolo por una aleacin de calcio,

teniendo la ventaja de que no necesitan agua, poseenmenor auto descarga en reposo, menor prdida enlos bornes y ausencia de orificios y tapones dellenado.

3. Bateras alcalinas: son poco empleadas yparecidas a las de plomo en cuanto a sufuncionamiento y diferenciadas en los materiales

empleados. Presentan alguna ventaja sobre las deplomo como es su menor mantenimiento, menorpeso, ms duracin y vida til. La desventaja es sucosto, el menor voltaje por acumulador y el

rendimiento menor.


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Llave de contacto: se trata del interruptor situadoen el tablero de mandos del vehculo que, mediantesu giro, cierra el sistema de encendido permitiendo elpaso de la corriente elctrica de la batera al circuitoprimario del sistema de encendido.

Bobina: en ella es donde se transforma la corriente

de baja tensin (batera) en corriente de alta tensin(chispa).

En su interior hay un ncleo magntico formando un

conjunto de chapas delgadas de hierro de silicio(hierro dulce) alrededor del cual se encuentranarrollados dos bobinados, uno de hilo grueso (baja) yotro de hilo fino (alta, necesaria para producir la

chispa).


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Ruptor o platino: consta de dos contactos; uno fijo(yunque) y otro mvil (martillo). Cuando estos estn

unidos la corriente circula de la bobina a masa.El contacto mvil es separado del fijo por una leva demando que tiene tantos salientes como cilindros tieneel motor. Cuando un resalte de la leva separa estos

contactos, se corta el paso (circuito) a masa,producindose en la bobina el fenmeno deautoinduccin.El condensador, montado en paralelo con el ruptor,

tiene la misin de absorber la corriente debida alefecto de autoinduccin,es decir, absorber la chispaque se produce entre los contactos del ruptorprotegindolos.


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Distribuidor: es el elemento encargado de repartir lacorriente de alta tensin, proveniente de la bobina, alas bujas en el orden y momento adecuado.Sus partes fundamentales son:

1. Eje: gira con el motor del automvil,recibiendo el movimiento del rbol de levas.

2. Rotor: se monta en el extremo superior y esel encargado de repartir la corriente de alta tensin alas distintas terminales.

3. Tapa del distribuidor: el cable que parte de labobina llega hasta la tapa del distribuidor,conduciendo la corriente a un contacto central oescobilla de carbn. Las terminales que rodean laescobilla se corresponden con los cilindros y estnconectados a las bujas.


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Buja: es la encargada de conducir la corriente dealta tensin al interior de la cmara de compresin yall hacer saltar la chispa entre sus electrodos parainflamar la mezcla.Bsicamente est formada por:

1. Un eje central2. Un aislador cermico3. Un casquillo de acero

El tipo de buja a emplear ser la recomendada por el

fabricante, debindose observar el estado de loselectrodos (quemados, engrasados, fundidos o condepsitos de plomo) y que la distancia entre loselectrodos sea la correcta (0,6 a 0,7 mm.)


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Tipos de encend ido:

b) Encendido Transistorizado (por transistor):es similar al encendido por batera, mejorado conla introduccin de uno o ms transistores entre elruptor y la bobina.

El transistor tiene la funcin de dividir la corrienteprimaria en dos: una de muy baja intensidad quepasa por el ruptor y otra de mayor intensidad queva a masa.


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Tipos de encend ido:

c) Encendido electrnico (por generador de

impulsos): es el sistema de encendido msutilizado actualmente. Su principal caractersticaes que no tiene contactos (ruptor o platinos) quequedan sustituidos por un mdulo electrnicoencargado de controlar el tiempo de alimentacinen el circuito primario de la bobina.Su el funcionamiento del transistor, el cual se

hace permeable al paso de la corriente cuando esactivado por una corriente auxiliar, que es la quese origina al girar el eje del distribuidor yenfrentarse los polos magnticos del imn

permanente con el ncleo de la bobina captadora.


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Avance del encendido. Final idad y d ist into s

t ipos:

Este depende de la velocidad de giro del motor(nmero de r.p.m.) ya que con ella aumentan lasvelocidades lineales del pistn, disminuyendo eltiempo que tiene la mezcla para quemarse y,como consecuencia, debiendo aumentar elavance de encendido.

Existen 2 tipos de avance:


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1. Avance centrfugo: se encuentra formado por doscontrapesos excntricos que pueden girar unos

grados alrededor del anclaje por unos taladrosrasgados. Se debe solo a las r.p.m. del motor.

2. Avance por depresin: este dispositivo est

combinado con el sistema centrfugo, puesto que nosolo acta en funcin de las r.p.m. del motor, sinotambin de la carga o llenado de los cilindros.

Resumiendo: el avance por contrapeso (centrfugo)

est en funcin de las r.p.m. del motor, en cambio, el

avance por depresin est en funcin de la carga del

motor.


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Es el encargado de producir la energa elctricanecesaria para reponer o cargar la batera para suposterior utilizacin, adems de alimentar los

diferentes circuitos y elementos elctricos delvehculo cuando el motor est en marcha, para locual el sistema est dotado de un alternador (es ungenerador de corriente alterna que es transformada en

corriente continua a travs del puente rectificador).

3. Sistema del generador de corriente:


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Componentes bsic os del alternado r:

Rotor o inductor: son las bobinas inducidas del

alternador situadas en la parte interna de un anillodulce fijo.

Estator o inducido: va montado sobre unos

rodamientos dentro del estator y es accionado por lacorrea trapezoidal de la bomba de agua que a su vezenlaza con la polea del cigeal.

Conjunto puente rectificador, est formado por 6 o9 diodos de silicio, conectados a cada una de lasfases del estator, obtenindose corriente alternabifsica.


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Componentes bsico s del alternado r:

Reguladores: la fuerza electromotriz inducida o

corriente inducida en los generadores no esconstante, sino que va en funcin de la intensidad delcampo magntico inductor y del rgimen de giro delmotor. As pues, hay que introducir en el circuito un

elemento que estabilice dicha corriente para que stacorriente no perjudique al generador y pueda seralmacenable.

Elementos complementarios


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Diferenc ias entre el Generado r de electr ic idad

y el Motor de arranque:

La diferencia entre ambos motores radica en queel motor de arranque transforma energa elctricaen energa mecnica para lograr romper la inercia

del motor, mientras que el generador aprovechaenerga mecnica del motor para transformarla enenerga elctrica, necesaria para cargar o reponerla carga de la batera.


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EnergaElctrica EnergaMecnica

EnergaMecnica

EnergaElctrica

MOTOR DE ARRANQUE

GENERADOR


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Existen una serie de sistemas y elementos queproporcionan una comodidad o exigencia alconductor del vehculo as como una informacin de

alguno de los sistemas o parmetros defuncionamiento del vehculo.

Pueden distinguirse dos tipos de complementos:

5. Sistemas elctricos auxiliares:


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1. Circuitos de accesorios, tales como:Limpiaparabrisas, Lavaparabrisas, Calefaccin,Refrigeracin, Elevalunas, Cierre centralizado.

2. Circuitos de control, tales como: Interpretacinde los smbolos , Velocmetro, Ampermetro ,Voltmetro, Tacgrafo, Testigos / Indicadoresluminosos , Relojes, alarmas, etc.


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Sistema deIluminacin


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A qu nos

referimos conSistema deIluminacin?


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Es el encargado de proporcionar una fuentede iluminacin, capaz para poder ver y servistos en condiciones de seguridad cuandola iluminacin de la va no es suficiente.


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Componentes


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El sistema de alumbrado est compuesto por

luces exteriores y luces interiores.

Luces Exteriores: 1.Posicin y glibo (visibles a300 mts. como mnimo), 2. Corto alcance o decruce (40 mts. como mnimo), 3. Largo alcance ode carretera (100 mts. como mnimo), 4. Niebla,5. Indicadores de direccin y emergencia

(intermitencia), 6. Frenado, 7. Marcha haciaatrs Matrcula

Luces Interiores: 1. Interior, 2. Taxmetro


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Interruptores: son los elementos que cierran elcircuito, que pueden ser accionados por elconductor o automticamente. Pueden tener

varias posiciones que combinan distintos

servicios.

Existen luces varias que pueden mandarse con

un solo interruptor de posiciones mltiples (luces

de largo y corto alcance), y otras, que cada unatiene su propio interruptor, as como otros

diferentes elementos.


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Conectores: se emplean para unir la instalacin

de receptores, interruptores, un componente,etc., al que llegan muchos cables como: 1.Tablero de instrumentos, 2. Unidadeselectrnicas, 3. Caja de rels (funcionan comointerruptores y receptores y tambin tienen otras aplicaciones. Elrel est formado por una o dos bobinas, un ncleo de hierro dulce

que se convierte en imn mientras pasa corriente por las bobinas),4. Fusibles.


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Faros: todos los automviles han de poseer, al

menos, dos faros de funcionamiento simultneo,existiendo dos:

1. Faros abiertos: que son en los que el cristal,

la parbola y las lmparas estn unidasindependientemente.

2. Faros sellados: que son en los que el cristal,

la parbola y lmpara estn agrupados en unasola unidad.


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Pilotos: estn formados por un soporte metlicoo de plstico que se inserta en la carrocera.

Llevan un portalmparas tipo bayoneta paraalojar la lmpara.

El conjunto se cubre con un plstico de color de

luz reglamentario.

Estos pilotos no son para iluminar sino para ser

vistos.


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Lmparas: son los elementos que transforman

la energa elctrica en energa luminosa,llevando grabadas en su casquillo tanto supotencia como su tensin nominal defuncionamiento.

Existen varios tipos de lmparas:

1. Convencionales: de uno o dos filamentos de

tungsteno de entre 40 y 55 W. Con el tiempola lmpara se ennegrece a causa deltungsteno vaporizado.


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2. Halgenas: basadas en que un cuerpo irradia

ms energa cuanto mayor es su temperatura. Elfilamento de tungsteno se introduce en un gashalgeno. Debido a las altas temperaturas sesustituye el cristal por el cuarzo.Su potencia se sita en torno a los 70 W.

3. Lmparas para pilotos: formadas por una

ampolla de cristal con uno o dos filamentos detungsteno en su interior y un casquillo con dostetones para su acoplamiento.


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4. Lmparas para alumbrado interior:caracterizadas por su poca potencia y su formacilndrica o tubular con una potencia entre 5 y 7

W.


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Conductores: estn formados por un cuerpometlico compuesto por muchos hilos de cobreenrollados y recubiertos por un aislante plstico.

Se destaca, en su empleo, un cdigo de coloresgeneralmente negro o azul para masa, rojo oamarillo para energa, etc.


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Elementos de mando: son los que cierran el

circuito para que funcionen los receptores, quepuede ser accionados por el conductor oautomticamente.

Los conmutadores son interruptores de variasposiciones que combinan distintos servicios.

Los rels se emplean en circuitos de consumoelevado a travs del interruptor, slo para lacorriente que lo activa, agrupndose en una cajaprxima o en la misma de los fusibles.


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1. Caja de intermitencia: es destacable entretodos los elementos de mando el funcionamientode los intermitentes (indicadores de direccin).La frecuencia de estos ciclos es de 60 a 120

veces por minuto.Cuando las pulsaciones son ms rpidas de lonormal es porque alguna lmpara no funciona(fundida, falta de masa, mal contacto, etc.) y si lohace ms lentamente es sntoma de fallo de lacentral o pastilla de intermitentes, siendoconveniente su sustitucin.


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2. Caja de advertencia (warning): se trata de undispositivo que hace funcionar todos losindicadores de direccin a la vez, recibiendo elnombre de luces de emergencia o de avera.La central de intermitencia puede ser la misma o

diferente. El testigo de emergencia esindependiente. A la instalacin normal se aadeun interruptor que al accionarlo alimentadirectamente a la caja de intermitencia, aun sin

el contacto puesto, recibiendo la corriente de lacentral envindola a todas las luces de direccin(intermitentes), alimentando a la vez al testigo deemergencia situado en el salpicadero.


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3. Luz de marcha atrs:se trata de un interruptormontado en la caja de velocidades, que es

accionado al seleccionar la marcha hacia atrs,encendindose una o dos luces blancas en laparte posterior del vehculo.

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