XX年百步梯攀登计划项目申报书十种汽车脂润滑零部.docx
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XX年百步梯攀登计划项目申报书十种汽车脂润滑零部
项目编号：
华南理工大学百步梯攀登计划研究项目
申请书
课题名称
十种汽车脂润滑零部件润滑优化研究
申请者
王瑞洲
项目形式
√A自然类学术论文□B社会科学类学术论文和调查报告□C科技创造制作
学科门类
□A机械控制
□B信息技术
□C数理
□D生命科学
√E能源化工
□F经济
□G社会
□H管理
□I教育
□J法律
□K哲学
学院
机械与汽车工程学院
申报者学历
〔B〕A大专B大学本科C硕士研究生D博士研究生
申请日期
2011年3月10日
华南理工大学团委
二○○九年五月
A：
申报者情况
说明：
1．必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写个人作品的第一作者〔承当申报作品60%以上的工作者〕或集体作品填写一位学历最高的代表；
2．本局部中的学籍管理部门签章视为对申报者情况确实认。
申报者
姓名
王瑞洲
性别
男
出生年月
1990.4.4
情况
现学历
〔B〕A大专B大学本科C硕士研究生D博士研究生
学院
机械与汽车工程学院
专业
车辆工程
年级
2008
学制
4年
入学
时间
2008年9月
申报作品全称
十种汽车脂润滑零部件润滑优化研究
通讯地址
华南理工大学北十一620
邮政编码
510640
单位
常住地
华南理工大学北十一620
邮政编码
510640
住宅
合
作者
情况
姓名
性别
年龄
学历
所在院系
备注
吴悠
女
21
本科生
机械与汽车工程
有无合作者请在此说明
√有
□无
罗通强
男
24
研究生
机械与汽车工程
肖海兵
男
27
博士生
机械与汽车工程
彭朝林
男
24
博士生
机械与汽车工程
B：
研究课题情况
研
究
课
题
名称
十种汽车脂润滑零部件润滑优化研究
研究方向
机械与化工穿插
研究类别
市场调研加科技攻关
起止时间
2011年4月至2012年3月
成果形式
研究报告/专利/论文
本课题的研究现状与趋势，研究本课题的实际意义和理论意义，国内外研究现状分析，附主要参考资料
一：
本课题国内外研究现状
1〕盘式鼓式刹车：
由于圆盘边缘的刹车钳在高压刹车油的推动制动块使之夹紧刹车盘从而产生制动，此时汽车制动时相互摩擦作用使作用区产生高温；由于刹车片根本上是露在外面的，此时易受到外界恶劣条件的侵蚀，如水淋，高温或强酸碱等。
基于碟式刹车常见的故障与工况条件，提出对润滑脂的要求如下：
具有极佳的高温防粘、防烧结性和螺纹密封性，高温不熔化；优异的抗高压能力，摩擦系数与涂油螺栓一样，耐水淋性好；优良的防锈、耐腐蚀性，经反复拆卸、拧紧仍具有稳定的扭矩；在长期高温或酸碱的恶劣条件下，防止部件卡死、腐蚀与外表擦伤。
2〕车窗：
根据车窗遮阳板易出现的故障，车窗遮阳板润滑脂的要求如下：
①耐高温〔40℃〕，长时间接触太阳光；②阻燃性；物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质。
这在材料使用X围选择上起指导作用；③除锈性能和抗水防氧化；④选用高温用脂，氧化安定性好，高粘度，能防止被接触面挤压到外表，无渗漏与气味；⑤终身润滑。
目前，车窗遮阳板有专用脂有FKT-NSF-V210产品系列汽车车窗遮阳板润滑脂和联博GP-20X系列中高黏度阻尼脂等。
而NSF-V210能使遮阳板长时间保持定位上却仍能够在启动时平顺移动并使润滑油不能渗油与散发出异味。
联博GP-20X系列中高黏度阻尼脂系列产品由特制的高分子材料、复合添加剂与稠化剂调配而成；具有优良的粘着性、润滑性、化学安定性和机械安定性，优异的减振、缓冲、润滑、密封、阻尼等性能；适用于对粘性要求较高的装载机构的润滑、阻尼、密封。
车窗遮阳板通过两个接口连接，接口容易出现松动；遮阳板操作正常使用的位置上，经常需要来回转动一小角度；
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安装部位必须耐腐蚀，外表光滑、无裂纹、无锈蚀。
遮阳板的两个转动组件转动到某一位置需要长时间静置不动。
当采用润滑脂润滑时，所以很容易把润滑脂挤压到外表。
FKT-V20A系列玻璃升降器润滑脂是由低温性优异的合成碳氢化合物为根底油，锂皂为稠化剂并加有抗氧化、防锈蚀、抗腐蚀等多种添加剂精制而成的长寿命润滑脂。
此高性能低温润滑脂设计用于塑胶/塑胶、塑胶/金属的滑动接合面的润滑，可满足低温、低力矩、低摩擦系数、长寿命的使用要求，与多数塑胶和橡胶件的相容性良好。
适用温度X围：
-45～+130℃。
性能特点：
优异的耐高、低温性能，低温启动和运转力矩极小；摩擦系数低、润滑性和粘附性好，能长效降低运行噪音；出色的抗水性和防腐蚀保护，与多数塑胶和弹胶体良好相容；优异的氧化安定性、胶体安定性和抗老化能力，极长的使用寿命。
可用于塑胶/塑胶、塑胶/金属间的终身润滑，适用于低温环境或需要低启动力矩的滑轨、缆线、轴承、小齿轮的润滑；亦可用于潮湿环境的润滑；特别适用于汽车零部件的长效润滑和消音，如变速换档操纵装置、门拉手、电动玻璃升降器、座椅调节器以与车门开启执行机构。
选用特殊高分子材料、特种的添加剂与稠化剂经特殊的工艺，具有油分子分布均匀，粘附性强特点。
针对汽车电动玻璃升降器与天窗导轨面的长效润滑和消音而设计的白色高性能合成润滑脂。
要求：
①优异的防潮、防水、防尘、减震、吸震、阻滞、缓冲、润滑降噪、密封和阻尼性能；②优异上下温性能：
广泛的温度操作适用X围〔—40～200℃〕；③优秀的粘温性能、热氧化稳定性、低温流动性，常温下杜绝碳化，在不同温差下阻尼力矩效果优秀、平稳，润滑降噪性能极优；④极优粘附性能：
油分子高压缩率、极突出的粘附性能、拉丝性能明显〔对金属材料和合成高分子材料均
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具有高粘接力〕，优秀的电气绝缘和剪切稳定性，超长的往复作动使用寿命。
极优稳定性：
高化学惰性〔对酸、碱反响不活泼〕，不易流失，常温下不挥发、不碳化、不硬化、阻力稳定，极优的机械安定性，平安无毒。
极优相容性：
抗腐蚀、防锈作用，与大多数塑料与橡胶、各类介质良好相容。
3〕平安带：
伟和联盈“住矿SUMICO〞润滑脂是由低温性能优异的合成碳氢化合物为根底油，锂皂为稠化剂并加有白色固体润滑剂、抗氧化、抗腐蚀等多种添加剂精制而成的长效低温润滑脂。
此白色高性能油脂设计用于要求低温下有很好润滑性或极小启动力矩的塑胶齿轮、塑胶/金属、金属/金属的摩擦件的长效润滑。
4〕天窗：
汽车天窗的润滑点主要包括：
驱动电机、天窗导轨、传动机构等。
润滑的工况主要是：
①更换周期长；②使用温度变化大〔-60℃~130℃〕；③对低温启动和快速运行性能要求高；④与灰尘，雨水等污染物接触，易受氧化、腐蚀和锈蚀等；⑤与天窗总成中的塑料零部件接触；根据上述工况分析，选用的润滑脂应具有以下特点：
①耐高、低温性能，低温启动和运转力矩小；②良好的耐高速性、润滑性和承载能力，能有效降低运行噪声；③具有较好的抗水性和防腐蚀保护，与大多数橡胶和弹胶体良好相容；④良好的氧化安定性和抗老化能力，长使用寿命。
汽车天窗润滑脂应使用适用于低扭矩启动或快速运行的轴承与滑动装置的润滑，润滑脂能满足低温、低力矩、高转速、长寿命的使用要求，与多数橡胶和橡胶件的相容性良好。
润滑脂主要由低温性优异的合成碳氢化合物为根底油，特殊锂皂为稠化剂并加有抗氧化、防锈蚀、抗腐蚀等多种添加剂精制而成的低温长寿命润滑脂。
5〕座椅：
座椅传动装置箱内的齿轮组,能在高效率的
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动力转换的工况下油脂不会渗漏、滴下或玷污。
传动装置的类型要求座椅传动装置运行时有十分良好的平稳性，噪音要低。
克莱斯勒Sebring和Stratus轿车的电动座椅，在使用中偶尔会出现卡滞或完全卡死的现象，其原因多是座椅调节连杆氧化或润滑缺乏造成的。
在对此故障进展维修时，可先将工作灯和镜子放在后排座椅地板处，固定好镜子的位置，以便能看清座椅底部。
检查调节器上两根水平方向的长螺钉，如果发现有氧化现象，可松开座椅螺栓，并向后推动座椅，露出座椅的整个调节装置，然后用钢丝刷去除金属外表的氧化层。
处理完毕后，操纵电动座椅，如果还是有卡滞现象，可沿整个螺钉的长度方向涂抹足量的润滑脂，然后前后操纵电动座椅数次，使润滑脂分布均匀。
最后，重新安装好座椅，并将固定螺栓拧紧至约60.8N•m。
座椅轨道的工况为：
对座椅滑道滞动力（座椅在滑道中移动时所需克制的阻力）通常为20~80N。
在座椅平安性能指标中，座椅滑轨需要承受24kN以上的静拉力，滑轨在受到正压与侧拉等各个方向的力时要受力均衡，不能产生功能失效。
滑轨原材料抗拉强度到达600MPa以上，一些高级轿车的自动门窗、门锁以与座椅调整机构的润滑都要求是终身性的。
就国内而言，长城润滑油利用航天润滑技术研发的全寿命车身附件脂,一次添加,即可保证车辆相关部件的终身润滑。
总体上讲，座椅轨道的润滑要求为〔1〕良好的润滑性。
润滑不干涩，无噪音，移动平稳。
〔2〕良好的低温性。
冬季寒冷地区低温启动力矩小，可以自由滑动。
〔3〕良好的耐久性。
长时间使用后，依旧保持良好的润滑性能。
〔4〕良好的抗水防锈性。
洗车难免会有水分进入座椅，抗水防锈就显得尤为重要。
目前，国内的座椅供货商使用的比拟复杂，比方氟素喷剂以与润滑脂，不过都是独资企业。
韩资的使用的是氟素喷剂，##江森用
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的就是润滑脂，180公斤大桶，每个月10桶，全是直接从国外江森发过来的，不需要国内采购以与选型。
6〕后视镜：
脂润滑点>2个。
7〕启动电机超速离合器：
启动电机的离合器主要是在起动时传递扭矩，起动后立即打滑，中断传递力矩。
在离合器中，相当多的部位需要润滑脂润滑。
滚柱弹簧在工作时，经常受到挤压收缩或拉升，该弹簧常处于变载荷状态，而滚柱在工作时，由槽宽端被推倒槽窄端，受到极大的应力作用，如果时间过长，可能产生高温而卡在槽中。
驱动齿轮与发动机飞轮啮合处是力与力矩传递的关键部位。
如果此处发生故障，将会严重影响发动机的起动效果。
起动时，当听到驱动齿轮与飞轮齿圈的金属抨击声，驱动齿轮不能啮入，这样可能会导致飞轮齿环磨损严重或驱动齿轮磨损严重。
因此，该部位对润滑要求比拟高。
优良的抗磨能和抗水能，优良的防锈与防腐蚀能；优良的低噪音能和高速能，高清洁度、不含颗粒杂质。
单向离合器的外壳与驱动齿轮连为一体，十字块套在外壳里面装配在一起，在工作时，滚柱与十字块与外壳外表有转矩和摩擦力。
需要优良的低噪音能和高速能，高清洁度、不含颗粒杂质其他型式单向离合器具有相似的润滑点与润滑特性。
启动电机的超速离合器润滑要求：
①优良高、低温能，广泛的操作温度X围，低启动力矩；②优良的抗磨能和抗水能，优良的防锈与防腐蚀能；③优良的低噪音能和高速能，高清洁度、不含颗粒杂质；④优良的热稳定、氧化安定和机械安定，保障极长的轴寿命。
8〕轴承类：
空转轮轴承、交流发电机轴承、减震器压力轴承、水泵轴承、电动风扇马达轴承、冷气装置用电磁离合器轴承、冷却风扇用液体联轴器轴承、启动机轴承、
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传动轴滚针轴承、离合器别离叉轴承、仪表轴承。
轴承是发电机的主要润滑点，长期运转温度可达80℃以上。
因此要求发电机轴承润滑脂能够在高温下保持良好的润滑而不流失,发电机轴承的润滑，而且发电机功率较大，要求润滑脂具有良好的〔1〕抗磨极压性能，〔2〕抗氧化性能，〔3〕防锈性能。
国外主要推荐使用2＃～3＃稠度的负荷极压锂基润滑脂，要求粘附性好，使用温度X围为-30～150℃。
多采用定期人工加注润滑脂的方式来保证发电机的正常运转。
汽车用交流发电机,使用时可能有泥水浸入，尤其对于行驶在使用食盐作为防冻剂的道路上,要求润滑脂中含有优质防锈剂。
由于轴承要经受高速旋转,并要求提高寿命,大多数使用低转矩、密封性能好的橡胶密封与有耐热塑料保持架的,内径8~17mm的深槽滚珠轴承。
评价条件是在轴承最高转速为18000r/min,最高温度为130°C时,进展1000~2000h的耐久性试验。
虽然汽车有风冷效果,但在4000r/min下即到达最高温度。
使用脂系合成油一钡皂润滑脂。
现在,使用耐热性能、低温起动性能,耐水性、防诱性能都很好的聚醇酷油系腮甘酸润滑脂与低枯度合成碳化氢油系睬甘酸润滑脂的趋势正在增加。
惰轮轴承的润滑处主要在钢球滚子处。
根据惰轮的工况条件，其润滑要求为：
〔1〕轴承与其单元填装的润滑脂应能在环境温度-35℃～+140℃内、转速应在不超过10000r/min下正常使用，填脂量约为轴承有效空间容积的1/5～1/3。
〔2〕轴承与其单元的密封装置应完好无损，经漏脂、温升、防尘试验后，轴承与其单元的漏脂率不应超过3%，在室温条件下温升不超过50℃。
〔3〕鉴于惰轮轴承高速高温的工况，对于惰轮轴承使用的润滑脂有用于高速的润滑脂必须有承受高温的能力，良好的机械安定性和胶体安定性；润滑性好、摩擦系数小、根底油黏度低和“成
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沟型〞的脂有利于减小轴承的摩擦热。
目前，惰轮密封轴承使用的润滑脂主要有两种，分别是锂基润滑脂和脲润滑脂。
锂基润滑脂是由天然脂肪酸（硬脂酸或12—羟基硬脂酸）锂皂，稠化中等粘度的矿物润滑油或合成润滑油制成，而合成锂基润滑脂是由合成脂肪酸锂皂，稠化中等粘度的矿物润滑油制成。
为满足惰轮轴承高温高转速的工况要求，润滑脂选用锂基航空润滑脂。
航空润滑脂以硬脂酸锂皂稠化双酯，并加有结构改善剂与抗氧添加剂制成。
聚脲脂是脲类化合物稠化根底油形成的一种具有塑性的润滑剂，具有良好的润滑性能和较长的使用寿命，可以满足密封轴承，特别是惰轮轴承对润滑性能和使用寿命的苛刻要求。
聚脲脂具有优异的性能和可概述为：
〔1〕良好的热稳定性和氧化安定性：
耐高温在高温下不滴油，不结焦，且氧化安定性好；〔2〕良好的低温性能；〔3〕良好的抗腐蚀性和抗水性：
在接触大量水和水蒸气条件下工作，不流失、不乳化，同时改善了工作环境；〔4〕良好的相容性：
聚脲脂与橡胶和塑料均具有较好的相容性，同时脲基脂与其他稠化剂制成的脂膨润土脂等具有较好的相容性；〔5〕长的使用寿命；〔6〕润滑性能优越：
在高温、高速、有害介质、重负荷冲击条件下工作，仍保存轴承的良好润滑。
随着现代技术的开展，轴承逐渐向密封型开展，密封轴承最通常要求润滑脂使用寿命与轴承同寿命，中间不补充润滑脂。
对于惰轮轴承使用的润滑脂性能就有特殊的要求。
9〕开关类：
油箱开关、电动镜开关、车窗调节器开关、气囊断电开关汽车空调系统开关、后去霜器开关、仪表与显示系统多用开关、仪表与显示系统传感器开关、仪表盘减光器开关、应急灯开关、前灯开关、阅读灯开关、信号转换开关、点火开关、水箱开关。
2009年8月24日，丰田中国公司宣布将启动迄今为止进入中国市场最大规
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模的汽车召回，涉与已经在华销售的几乎所有车型，召回数量接近70万辆汽车。
其实，丰田所召回的产品并不具有致命性的大型故障，而是电动车窗控制系统存在问题——驾驶员侧的电动车窗主控开关控制模块在制造过程中由于润滑脂涂抹过多，可能导致内部系统短路，并引发热、熔损伤，操作时会有卡滞感，车窗无法正常升降，极少局部会导致车门内饰板熔损。
丰田公关部人士表示，保守估计，丰田将为此承当约8亿元人民币的维修费用。
10〕电机类：
输油泵电机、水泵电动机、电转向器电动机、电动刮水器电动机、送风机电动机、天线电机、无线电防干扰装置电动机、电动镜电动机、顶棚电动机、行李箱脱扣器拉下机构电动机。
二：
本课题研究趋势
近年来，在润滑脂领域，润滑脂的四个开展趋向：
〔1〕脲基脂是现在国内外公认的最有开展前途的润滑脂，将得以广泛使用；就是稠化剂是聚脲的润滑脂，其重要的性能特征是：
无灰以与抗水强。
〔2〕实现终身润滑的润滑点会越来越多；使用适宜润滑脂是通向终身润滑的一条道路。
〔3〕合成润滑脂成为主流；常用汽车润滑脂还有参加石墨、二硫化钼等固体润滑剂作无机填充料的石墨润滑脂以与膨润土润滑脂。
如含有纳米级的聚四氟乙烯润滑颗粒，该润滑脂外表光滑，有极好的润滑、除热、防锈、密封等性能，特别适用于精细仪器、高温条件下的机械部件、重型高负荷设备等。
因不含金属基稠化剂，不会老化根底油，它的应用X围也更加宽广，可以平安地用在塑料、橡胶、金属接触部位，是真正多功能的合成润滑脂。
〔4〕环保型：
如SuperLube润滑脂是全合成的PAO根底油和专利技术的和聚四氟乙烯悬漂液结合而成，外观白色半透明状，纯洁无气味，对环境没有污染。
三：
本课题研究意义
本课题的研究现状与趋势，研究本课题的实际意义和理论意义，国内外研究现状分析，附主要参考资料
汽车上基于润滑油的研究已有不少，但是关于润滑脂是很少的。
因为润滑脂使用的部位往往是一些不是很重要的，所以到目前为止尚未得到国内行业内足够的重视。
在某种意义上来说，本课题是系统研究十种汽车脂润滑零部件，将为汽车润滑脂的开展起到很强的推动作用，也为汽车润滑脂市场的精细化打下根底，无论是对润滑脂供货商、需求商还是相关车辆维修保养技术人员都有很大的参考价值。
四、参考资料
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本课题的根本内容，研究目标以与计划解决的关键问题
一、研究内容：
①盘式鼓式刹车〔脂润滑点>2个〕；
②车窗〔3个部件存在脂润滑点〕；
③平安带〔脂润滑点>3个〕；
④天窗〔脂润滑点>4个〕；
⑤座椅〔8个部件存在脂润滑点，脂润滑点>10个〕；
⑥后视镜〔脂润滑点>2个〕；
⑦启动电机超速离合器〔脂润滑点>3个〕；
⑧轴承类：
空转轮轴承、交流发电机轴承、减震器压力轴承、水泵轴承、电动风扇马达轴承、冷气装置用电磁离合器轴承、冷却风扇用液体联轴器轴承、启动机轴承、传动轴滚针轴承、离合器别离叉轴承、仪表轴承；
⑨开关类：
油箱开关、电动镜开关、车窗调节器开关、气囊断电开关汽车空调系统开关、后去霜器开关、仪表与显示系统多用开关、仪表与显示系统传感器开关、仪表盘减光器开关、应急灯开关、前灯开关、阅读灯开关、信号转换开关、点火开关、水箱开关；
⑩电机类：
输油泵电机、水泵电动机、电转向器电动机、电动刮水器电动机、送风机电动机、天线电机、无线电防干扰装置电动机、电动镜电动机、顶棚电动机、行李箱脱扣器拉下机构电动机；
二、研究目标：
在已有十种汽车脂润滑零部件润滑方案的根底上进展深入探索研究，探索润滑脂和机械结构方面的润滑优化方案。
三：
计划解决的关键问题
1〕目前十种汽车脂润滑零部件润滑失效原因与其润滑脂参数和结构的关系。
2〕如何试验验证已有的润滑脂优化和结构优化方案。
课题的研究思路和方法，研究工作方案。
理工类项目需提供试验方案和技术路线。
社科类项目需提供研究进度计划。
通过国外相关资料进一步的搜集和整理，找到润滑脂和结构方面优化的突破口，然后联系##省汽车工程重点实验室和相关企业〔如##市雄兵汽车电器##、##市合诚润滑材料##、##市著牌实业##〕等，设计老化试验进展验证。
项目特色以与创新之处，社科类项目需要提供资料准备情况
由于本钱等诸多因素目前汽车用润滑脂尚未引起行业的足够重视，本项目致力于对十种汽车脂润滑零部件进展研究。
通过大量的资料搜集和整理，以与相关实验，来研究润滑脂方面和结构方面的润滑优化方案。
预期的研究
进展和成果
社科类项目需要提供调研计划〔包括调研内容、调研周期、调研报告的完成时间与报送部门和报送时间〕
1〕预期研究进展
①2011.4～2011.7研究盘式鼓式刹车和车窗；
②2011.7～2011.9研究平安带天窗、座椅后视镜、启动电机超速离合器；
③2011.9～2012.1研究轴承类；
④2012.1～2012.3研究开关类、电机类；
2〕预期研究成果
①1～2个专利；
②1～3篇论文，发表至行业核心或统计源期刊上；
③1篇研究报告。
已经具备的试验条件，尚缺少的实验条件和解决的措施；拟利用国家重点实验室和部门开放实验室的计划与落实情况
〔社科类项目可以不填此格〕
去年主持完成百步梯项目汽车终身润滑点系统润滑优化探索研究。
〔1〕成果：
①论文：
《基于脂润滑和终身润滑的汽车电动门锁闭锁器优化实验研究》王瑞洲，谢小鹏，肖海兵；②论文：
《车用润滑脂的性能要求与开展现状综述》王瑞洲，谢小鹏，肖海兵；③著作：
《汽车脂润滑概论》谢小鹏，彭朝林，王瑞洲主编；④专利：
一种新型直推式汽车中控门锁闭锁器谢小鹏，王瑞洲，罗通强，王伟强，受理号2.4；⑤专利：
有源轮胎气压监测系统胎压模块固定与调节装置谢小鹏，王伟强，杨林，王瑞洲，李怀俊，受理号6.5。
〔2〕学术上的创新和突破：
①目前对汽车电动门锁装置闭锁器的研究不多，通过在实验室2010.07.10～2011.03.10进展的耐久性实验与后续论文和专利进展了一定的优化探究。
②所参著的《汽车脂润滑概述》将弥补国内对汽车用润滑脂研究的空白为后续汽车用润滑脂市
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