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1、會計學1汽車汽車(qch)構(gòu)造構(gòu)造gz第一頁,共31頁。n增壓就是將空氣預先壓縮然后再供入氣缸,以期提高增壓就是將空氣預先壓縮然后再供入氣缸,以期提高空氣密度、增加進氣量的一項技術(shù)??諝饷芏?、增加進氣量的一項技術(shù)。n由于進氣量增加,可相應地增加循環(huán)供油量,從而可由于進氣量增加,可相應地增加循環(huán)供油量,從而可以增加發(fā)動機功率。以增加發(fā)動機功率。n增壓還可以改善燃油經(jīng)濟性。增壓還可以改善燃油經(jīng)濟性。n實踐證明,在小型汽車發(fā)動機上采用渦輪增壓或機械實踐證明,在小型汽車發(fā)動機上采用渦輪增壓或機械增壓,當汽車以正常的經(jīng)濟車速行駛時,不僅可以獲增壓,當汽車以正常的經(jīng)濟車速行駛時,不僅可以獲得相當好的燃油經(jīng)
2、濟性,而且還由于發(fā)動機功率增加,得相當好的燃油經(jīng)濟性,而且還由于發(fā)動機功率增加,可以得到可以得到(d do)駕駛?cè)怂谕牧己玫募铀傩浴q{駛?cè)怂谕牧己玫募铀傩浴?第1頁/共31頁第二頁,共31頁。 第2頁/共31頁第三頁,共31頁。n第一節(jié)第一節(jié).機械增壓機械增壓n有效地提高發(fā)動機功率有效地提高發(fā)動機功率(gngl),與渦輪增壓相比與渦輪增壓相比,其低速其低速增增n壓效果更好壓效果更好.結(jié)構(gòu)比較緊湊結(jié)構(gòu)比較緊湊.機械增壓燃油消耗率比非增壓機械增壓燃油消耗率比非增壓發(fā)動機略高發(fā)動機略高.n羅茨式壓氣機由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、傳動齒輪、殼體、后蓋羅茨式壓氣機由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、傳動齒輪、殼體、后蓋和齒輪室
3、罩等構(gòu)成。在壓氣機前端裝有電磁離合器及電和齒輪室罩等構(gòu)成。在壓氣機前端裝有電磁離合器及電磁離合器帶輪。在羅茨式壓氣機中有兩個轉(zhuǎn)子。發(fā)動機磁離合器帶輪。在羅茨式壓氣機中有兩個轉(zhuǎn)子。發(fā)動機曲軸帶輪經(jīng)傳動帶、電磁離合器帶輪和電磁離合器驅(qū)動曲軸帶輪經(jīng)傳動帶、電磁離合器帶輪和電磁離合器驅(qū)動其中的一個轉(zhuǎn)子,而另一個轉(zhuǎn)子則由傳動齒輪帶動與第其中的一個轉(zhuǎn)子,而另一個轉(zhuǎn)子則由傳動齒輪帶動與第一個轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的前后端支承在滾子軸承上,一個轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的前后端支承在滾子軸承上,滾子軸承和傳動齒輪用合成高速齒輪油潤滑。在轉(zhuǎn)子軸滾子軸承和傳動齒輪用合成高速齒輪油潤滑。在轉(zhuǎn)子軸的前后端裝置油封,以防止?jié)櫥吐?/p>
4、入壓氣機殼體內(nèi)。的前后端裝置油封,以防止?jié)櫥吐┤雺簹鈾C殼體內(nèi)。 第3頁/共31頁第四頁,共31頁。第4頁/共31頁第五頁,共31頁。第5頁/共31頁第六頁,共31頁。 第6頁/共31頁第七頁,共31頁。n羅茨式壓氣機的轉(zhuǎn)子有兩葉的,也有三葉羅茨式壓氣機的轉(zhuǎn)子有兩葉的,也有三葉的。通常兩葉轉(zhuǎn)子為直線型,而三葉轉(zhuǎn)子的。通常兩葉轉(zhuǎn)子為直線型,而三葉轉(zhuǎn)子為螺旋型。三葉螺旋型轉(zhuǎn)子有較低的工作為螺旋型。三葉螺旋型轉(zhuǎn)子有較低的工作噪聲和較好的增壓器特性。在相互噪聲和較好的增壓器特性。在相互(xingh)嚙合的轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體之間都有嚙合的轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體之間都有很小的間隙,并在轉(zhuǎn)子表面涂敷樹脂
5、,以很小的間隙,并在轉(zhuǎn)子表面涂敷樹脂,以保持轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體間較好的氣保持轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體間較好的氣密性。轉(zhuǎn)子用鋁合金制造。密性。轉(zhuǎn)子用鋁合金制造。第7頁/共31頁第八頁,共31頁。電磁離合器電磁離合器 電磁離合器安裝在傳動帶輪中。電控單元根據(jù)發(fā)動機電磁離合器安裝在傳動帶輪中。電控單元根據(jù)發(fā)動機工況的需要,發(fā)出接通工況的需要,發(fā)出接通(ji tn)或切斷電磁離合器電或切斷電磁離合器電源的指令,源的指令,以控制增壓器的工作。當接通以控制增壓器的工作。當接通(ji tn)電源時,電磁電源時,電磁線圈通電,線圈通電,主動板吸引從動摩擦片,使離合器處于接合狀態(tài),增壓主動板吸引從動摩擦片,使
6、離合器處于接合狀態(tài),增壓器工作。當切斷電源時,電磁線圈斷電,主動板與從動器工作。當切斷電源時,電磁線圈斷電,主動板與從動摩擦片分開,增壓器停止轉(zhuǎn)動。摩擦片分開,增壓器停止轉(zhuǎn)動。 第8頁/共31頁第九頁,共31頁。第9頁/共31頁第十頁,共31頁。第二節(jié)第二節(jié).渦輪增壓渦輪增壓(zn y)n渦輪增壓渦輪增壓: 與發(fā)動機沒有機械的聯(lián)系與發(fā)動機沒有機械的聯(lián)系-排氣渦輪增壓排氣渦輪增壓.經(jīng)濟經(jīng)濟性比機械增壓和非增壓發(fā)動機都好性比機械增壓和非增壓發(fā)動機都好. 大幅度降低有害氣體大幅度降低有害氣體(qt)的排放和噪聲水平的排放和噪聲水平.n低速時轉(zhuǎn)矩增加不多低速時轉(zhuǎn)矩增加不多,發(fā)動機工況發(fā)生變化時發(fā)動機工
7、況發(fā)生變化時,瞬態(tài)響應差瞬態(tài)響應差加速性能差加速性能差第10頁/共31頁第十一頁,共31頁。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速(zhun s)很高時,渦輪轉(zhuǎn)速(zhun s)也很高,壓縮空氣量超出需要。發(fā)動機轉(zhuǎn)速(zhun s)較低時,渦輪轉(zhuǎn)速(zhun s)達不到所需要的轉(zhuǎn)速(zhun s),空氣壓縮不足,發(fā)動機功率達不到要求。(增壓滯后)第11頁/共31頁第十二頁,共31頁。第12頁/共31頁第十三頁,共31頁。轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速高達每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)至二十多萬轉(zhuǎn),需要有 單獨(dnd)的潤滑油供應管路,并為浮動軸承提供油膜支撐。渦輪增壓器的潤滑(rnhu):第13頁/共31頁第十四頁,共31頁。第14頁/共31頁第十五
8、頁,共31頁。第15頁/共31頁第十六頁,共31頁。第16頁/共31頁第十七頁,共31頁。渦輪增壓器由離心式壓氣機和徑流渦輪增壓器由離心式壓氣機和徑流(jngli)式渦輪機及中間體式渦輪機及中間體三部組成。增壓器軸通過兩個浮動軸承支承在中間體內(nèi)。中間三部組成。增壓器軸通過兩個浮動軸承支承在中間體內(nèi)。中間體內(nèi)有潤滑和冷卻軸承的油道,還有防止機油漏入壓氣機或渦體內(nèi)有潤滑和冷卻軸承的油道,還有防止機油漏入壓氣機或渦輪機中的密封裝置等。輪機中的密封裝置等。 第17頁/共31頁第十八頁,共31頁。n離心式壓氣機由進氣道、壓氣機葉輪、無葉式擴壓管及壓氣機蝸殼等組成。離心式壓氣機由進氣道、壓氣機葉輪、無葉式
9、擴壓管及壓氣機蝸殼等組成。葉輪包括葉片和輪轂,并由增壓器軸帶動旋轉(zhuǎn)。當壓氣機旋轉(zhuǎn)時,空氣經(jīng)葉輪包括葉片和輪轂,并由增壓器軸帶動旋轉(zhuǎn)。當壓氣機旋轉(zhuǎn)時,空氣經(jīng)進氣道進入壓氣機葉輪,并在離心力的作用下沿著壓氣機葉片之間形成進氣道進入壓氣機葉輪,并在離心力的作用下沿著壓氣機葉片之間形成(xngchng)的流道,從葉輪中心流向葉輪的周邊。空氣從旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得的流道,從葉輪中心流向葉輪的周邊??諝鈴男D(zhuǎn)的葉輪獲得能量,使其流速、壓力和溫度均有較大的增高,然后進入葉片式擴壓管。能量,使其流速、壓力和溫度均有較大的增高,然后進入葉片式擴壓管。擴壓管為漸擴形流道,空氣流過擴壓管時減速增壓,溫度也有所升高。即擴壓
10、管為漸擴形流道,空氣流過擴壓管時減速增壓,溫度也有所升高。即在擴壓管中,空氣所具有的大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。在擴壓管中,空氣所具有的大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。n擴壓管分葉片式和無葉式兩種。無葉式擴壓管實際上是由蝸殼和中間體側(cè)擴壓管分葉片式和無葉式兩種。無葉式擴壓管實際上是由蝸殼和中間體側(cè)壁所形成壁所形成(xngchng)的環(huán)形空間。無葉式擴壓管構(gòu)造簡單,工況變化對壓的環(huán)形空間。無葉式擴壓管構(gòu)造簡單,工況變化對壓氣機效率的影響很小,適于車用增壓器。葉片式擴壓管是由相鄰葉片構(gòu)成氣機效率的影響很小,適于車用增壓器。葉片式擴壓管是由相鄰葉片構(gòu)成的流道,其擴壓比大,效率高,但結(jié)構(gòu)復雜,工況變化對壓氣機效率
11、有較的流道,其擴壓比大,效率高,但結(jié)構(gòu)復雜,工況變化對壓氣機效率有較大的影響。蝸殼的作用是收集從擴壓管流出的空氣,并將其引向壓氣機出大的影響。蝸殼的作用是收集從擴壓管流出的空氣,并將其引向壓氣機出口??諝庠谖仛ぶ欣^續(xù)減速增壓,完成其由動能向壓力能轉(zhuǎn)變的過程。壓口??諝庠谖仛ぶ欣^續(xù)減速增壓,完成其由動能向壓力能轉(zhuǎn)變的過程。壓氣機葉輪由鋁合金精密鑄造,蝸殼也用鋁合金鑄造。氣機葉輪由鋁合金精密鑄造,蝸殼也用鋁合金鑄造。第18頁/共31頁第十九頁,共31頁。第19頁/共31頁第二十頁,共31頁。n渦輪機是將發(fā)動機排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的裝置。徑流式渦輪機由蝸殼、噴管、渦輪機是將發(fā)動機排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C
12、械功的裝置。徑流式渦輪機由蝸殼、噴管、葉輪和出氣道等組成。蝸殼葉輪和出氣道等組成。蝸殼4的進口與發(fā)動機排氣管相連,發(fā)動機排氣經(jīng)蝸殼引的進口與發(fā)動機排氣管相連,發(fā)動機排氣經(jīng)蝸殼引導進入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。排氣流過噴管時降壓、導進入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。排氣流過噴管時降壓、降溫、增速、膨脹,使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。由噴管流出的高速氣流沖擊葉降溫、增速、膨脹,使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。由噴管流出的高速氣流沖擊葉輪,并在葉片所形成的流道中繼續(xù)膨脹作功,推動葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪機葉輪經(jīng)常在輪,并在葉片所形成的流道中繼續(xù)膨脹作功,推動葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪機葉輪經(jīng)常在
13、900高溫的排氣沖擊下工作,并承受高溫的排氣沖擊下工作,并承受(chngshu)巨大的離心力作用,所以采用巨大的離心力作用,所以采用鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。用質(zhì)量輕并且耐熱的陶瓷材料可使渦輪機葉輪鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。用質(zhì)量輕并且耐熱的陶瓷材料可使渦輪機葉輪的質(zhì)量大約減小的質(zhì)量大約減小2/3,渦輪增壓加速滯后的問題也在很大程度上得到改善。噴管,渦輪增壓加速滯后的問題也在很大程度上得到改善。噴管葉片用耐熱和抗腐蝕的合金鋼鑄造或機械加工成形。蝸殼用耐熱合金鑄鐵鑄造,葉片用耐熱和抗腐蝕的合金鋼鑄造或機械加工成形。蝸殼用耐熱合金鑄鐵鑄造,內(nèi)表面應該光潔,以減少氣體流動損失。內(nèi)表面應該光潔
14、,以減少氣體流動損失。第20頁/共31頁第二十一頁,共31頁。第21頁/共31頁第二十二頁,共31頁。n3.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 n渦輪機葉輪、壓氣機葉輪和密封套等零件安裝在增壓器軸上,構(gòu)渦輪機葉輪、壓氣機葉輪和密封套等零件安裝在增壓器軸上,構(gòu)成渦輪增壓器轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子以超過成渦輪增壓器轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子以超過100000r/min,最高可達,最高可達200000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),因此,轉(zhuǎn)子的平衡是非常重要的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),因此,轉(zhuǎn)子的平衡是非常重要(zhngyo)的。增壓器軸在工作中承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變應力,一的。增壓器軸在工作中承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變應力,一般用韌性好、強度高的合金鋼般用韌性好、強度高的合金鋼40Cr或或
15、18CrNiWA制造。制造。n4.增壓器軸承增壓器軸承 n增壓器軸承的結(jié)構(gòu)是車用渦輪增壓器可靠性的關(guān)鍵之一。現(xiàn)代車增壓器軸承的結(jié)構(gòu)是車用渦輪增壓器可靠性的關(guān)鍵之一?,F(xiàn)代車用渦輪增壓器都采用浮動軸承。浮動軸承實際上是套在軸上的圓用渦輪增壓器都采用浮動軸承。浮動軸承實際上是套在軸上的圓環(huán)。圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有間隙,形成雙層油膜。環(huán)。圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有間隙,形成雙層油膜。圓環(huán)浮在軸與軸承座之間。一般內(nèi)層間隙為圓環(huán)浮在軸與軸承座之間。一般內(nèi)層間隙為0.05mm左右,外層間左右,外層間隙大約為隙大約為0.1mm。軸承壁厚約。軸承壁厚約34.5mm,用錫鉛青銅合金制造,用錫鉛青銅
16、合金制造,軸承表面鍍一層厚度約為軸承表面鍍一層厚度約為0.0050.008mm的鉛錫合金或金屬銦。的鉛錫合金或金屬銦。在增壓器工作時,軸承在軸與軸承座中間轉(zhuǎn)動。在增壓器工作時,軸承在軸與軸承座中間轉(zhuǎn)動。n增壓器工作時產(chǎn)生軸向推力,由設置在壓氣機一側(cè)的推力軸承承增壓器工作時產(chǎn)生軸向推力,由設置在壓氣機一側(cè)的推力軸承承受。為了減少摩擦,在整體式推力軸承兩端的止推面上各加工有受。為了減少摩擦,在整體式推力軸承兩端的止推面上各加工有四個布油槽;在軸承上還加工有進油孔,以保證止推面的潤滑和四個布油槽;在軸承上還加工有進油孔,以保證止推面的潤滑和冷卻。冷卻。第22頁/共31頁第二十三頁,共31頁。n5、增
17、壓壓力的調(diào)節(jié)、增壓壓力的調(diào)節(jié) n在汽車渦輪增壓系統(tǒng)中設置進、排氣旁通閥,是調(diào)節(jié)增壓壓在汽車渦輪增壓系統(tǒng)中設置進、排氣旁通閥,是調(diào)節(jié)增壓壓力最簡單、成本最低而又十分有效的方法。排氣旁通閥的工力最簡單、成本最低而又十分有效的方法。排氣旁通閥的工作原理??刂颇ず兄械哪て瑢⒛ず蟹譃樯稀⑾聝蓚€室,上室作原理。控制膜盒中的膜片將膜盒分為上、下兩個室,上室為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機出口相通,下室為膜片彈簧室,為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機出口相通,下室為膜片彈簧室,膜片彈簧作用在膜片上,膜片通過連動桿與排氣旁通閥連接。膜片彈簧作用在膜片上,膜片通過連動桿與排氣旁通閥連接。當壓氣機出口壓力,也就是增壓壓力低于限定值時
18、,膜片在當壓氣機出口壓力,也就是增壓壓力低于限定值時,膜片在膜片彈簧的作用下上移,并帶動連動桿將排氣旁通閥關(guān)閉;膜片彈簧的作用下上移,并帶動連動桿將排氣旁通閥關(guān)閉;當增壓壓力超過限定值時,增壓壓力克服膜片彈簧力,推動當增壓壓力超過限定值時,增壓壓力克服膜片彈簧力,推動膜片下移,并帶動連動桿將排氣旁通閥打開,使部分排氣不膜片下移,并帶動連動桿將排氣旁通閥打開,使部分排氣不經(jīng)過渦輪機直接排放經(jīng)過渦輪機直接排放(pi fn)到大氣中,從而達到控制增到大氣中,從而達到控制增壓壓力及渦輪機轉(zhuǎn)速的目的。壓壓力及渦輪機轉(zhuǎn)速的目的。 第23頁/共31頁第二十四頁,共31頁。第24頁/共31頁第二十五頁,共31
19、頁。n在有些發(fā)動機上,排氣旁通閥的開閉由電控單元控制的電磁閥操在有些發(fā)動機上,排氣旁通閥的開閉由電控單元控制的電磁閥操縱。電控單元根據(jù)發(fā)動機的工況,由預存的增壓壓力脈譜圖確定縱。電控單元根據(jù)發(fā)動機的工況,由預存的增壓壓力脈譜圖確定目標增壓壓力,并與增壓壓力傳感器檢測到的實際增壓壓力進行目標增壓壓力,并與增壓壓力傳感器檢測到的實際增壓壓力進行比較,然后根據(jù)其差值來改變控制電磁閥開閉的脈沖信號占空比,比較,然后根據(jù)其差值來改變控制電磁閥開閉的脈沖信號占空比,以此改變電磁閥的開啟時間,進而改變排氣旁通閥的開度,控制以此改變電磁閥的開啟時間,進而改變排氣旁通閥的開度,控制排氣旁通量,借以精確排氣旁通量
20、,借以精確(jngqu)地調(diào)節(jié)增壓壓力雖然排氣旁通閥地調(diào)節(jié)增壓壓力雖然排氣旁通閥在渦輪增壓汽車發(fā)動機上得到了廣泛的應用,但是排氣旁通之后,在渦輪增壓汽車發(fā)動機上得到了廣泛的應用,但是排氣旁通之后,排氣能量的利用率下降,致使在高速大負荷時發(fā)動機的燃油經(jīng)濟排氣能量的利用率下降,致使在高速大負荷時發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性變差。性變差。第25頁/共31頁第二十六頁,共31頁。n在大排量重型車用渦輪增壓發(fā)動機上多采用渦輪機噴管出口截面可變的渦輪增壓器,簡稱在大排量重型車用渦輪增壓發(fā)動機上多采用渦輪機噴管出口截面可變的渦輪增壓器,簡稱變截面渦輪增壓器。在這種渦輪增壓器中,通過改變噴管出口截面積來調(diào)節(jié)增壓壓力。當
21、變截面渦輪增壓器。在這種渦輪增壓器中,通過改變噴管出口截面積來調(diào)節(jié)增壓壓力。當發(fā)動機低速運行時,縮小噴管出口截面積,使噴管出口的排氣流速增大,渦輪機轉(zhuǎn)速隨之發(fā)動機低速運行時,縮小噴管出口截面積,使噴管出口的排氣流速增大,渦輪機轉(zhuǎn)速隨之升高,增壓壓力和供氣量都相應增加;當發(fā)動機高速工作時,增大噴管出口截面積,使噴升高,增壓壓力和供氣量都相應增加;當發(fā)動機高速工作時,增大噴管出口截面積,使噴管出口的排氣流速減小,渦輪機的轉(zhuǎn)速相對降低管出口的排氣流速減小,渦輪機的轉(zhuǎn)速相對降低(jingd),這樣增壓器將不會超速,增壓壓,這樣增壓器將不會超速,增壓壓力也不致于過高。在有葉徑流式渦輪機中,可以采用轉(zhuǎn)動噴
22、管葉片的方法來改變噴管出口力也不致于過高。在有葉徑流式渦輪機中,可以采用轉(zhuǎn)動噴管葉片的方法來改變噴管出口截面積。噴管葉片與齒輪相連,齒輪與齒圈嚙合,當執(zhí)行機構(gòu)往復移動時,齒圈或向左或截面積。噴管葉片與齒輪相連,齒輪與齒圈嚙合,當執(zhí)行機構(gòu)往復移動時,齒圈或向左或向右轉(zhuǎn)動,帶動與其嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動,并使噴管葉片隨其轉(zhuǎn)動,從而使噴管出口截面積發(fā)向右轉(zhuǎn)動,帶動與其嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動,并使噴管葉片隨其轉(zhuǎn)動,從而使噴管出口截面積發(fā)生改變。生改變。 第26頁/共31頁第二十七頁,共31頁。n對于無葉徑流式渦輪機,可以對于無葉徑流式渦輪機,可以(ky)在噴管在噴管出口處安裝軸向移動的擋板來調(diào)節(jié)無葉噴出口處安裝軸向移動的擋板來調(diào)節(jié)無葉噴管出口截面積。管出口截面積。 第27頁/共31頁第二十八頁,共31頁。n6.輪增壓器的潤滑及冷卻輪增壓器的潤滑及冷卻 n來自發(fā)動機潤滑系統(tǒng)主油道的機油,經(jīng)增壓器中間體上的機油進口進入增來自發(fā)動機潤滑系統(tǒng)主油道的機油,經(jīng)增壓器中間體上的機油進口進入增壓器,潤滑和冷卻增壓器軸和軸承。然后,機油經(jīng)中間體上的機油出口返壓器,潤滑和冷卻增壓器軸和軸承。然后,機油經(jīng)中間體上的機油出口返回發(fā)動機油底殼,在增壓器軸上裝有油封,用來防止機油竄入壓氣機或渦回發(fā)動機油底殼,在增壓
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