汽车发动机维修尾气排放检测ppt课件

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1、学习任务二十一学习任务二十一尾气排放检测尾气排放检测理论知识理论知识任务要求任务要求1.1.了了解解汽汽车车尾尾气气的的成成分分及及废废气气产产生生的原理;的原理;2.2.了了解解三三元元催催化化转转换换器器的的作作用用及及工工作原理;作原理;3.3.了解我国汽车尾气的排放标准;了解我国汽车尾气的排放标准;4.4.正确使用废气分析仪;正确使用废气分析仪;5.5.正正确确检检测测发发动动机机尾尾气气成成分分,并并判判断断发发动动机机排排放放是是否否合合格格,如如排排放放成成分分异异常常,可可根根据据检检测测结结果果分分析析发发动动机引起该故障的原因。机引起该故障的原因。理论知识理论知识1.1.汽

2、车尾气的主要成分与危害汽车尾气的主要成分与危害2.2.汽车尾气产生的原理汽车尾气产生的原理3.3.影响尾气产生的因素影响尾气产生的因素4.4.三元催化转换器的作用及工作原理三元催化转换器的作用及工作原理5.5.我国现执行的汽车尾气的排放标准我国现执行的汽车尾气的排放标准6.6.废气分析仪的概述及使用废气分析仪的概述及使用1.1.汽车尾气的主要成分与危害汽车尾气的主要成分与危害汽汽车车尾尾气气污污染染物物有有:一一氧氧化化碳碳(COCO)、二二氧氧化化碳碳(COCO2 2)、碳碳氢氢化化合合物物(HCHC)、氮氧化合物(氮氧化合物(NOxNOx)、炭烟()、炭烟(PMPM)等。)等。(1 1)C

3、OCO吸吸入入人人体体后后,肺肺里里的的血血红红蛋蛋白白不不与与氧氧结结合合而而与与COCO结结合合,致致使使人人体体缺缺氧氧,引引起起头头痛痛、头头晕晕、呕呕吐吐等等中中毒毒症症状状,并并危危害害中中枢枢神神经经系系统统,造造成成感感觉觉、反反应应、理理解解、记记忆忆等等机机能能障障碍碍,严严重时造成死亡。重时造成死亡。 (2 2)COCO2 2为为无无色色无无毒毒气气体体,大大气气中中的的COCO2 2大大幅幅度度增增加加后后,会会形形成成温温室室效效应应,会会使使全全球球气气温温上上升升、南南北北极极冰冰层层溶溶化化;海海平平面面上上升升;大大陆陆腹腹地地沙沙漠漠趋势加剧。趋势加剧。(3

4、 3)单单独独的的HCHC只只有有在在浓浓度度相相当当高高的的情情况况下下才才会会对对人人体体产产生生影影响响,但但它它却却是是产产生生光光化化学学烟烟雾雾的主要成分。的主要成分。(4 4)NOxNOx是是一一种种褐褐色色的的、有有臭臭味味的的废废气气。NONO能能氧氧化化成成毒毒性性较较大大的的NONO2 2等等其其他他氮氮氧氧化化合合物物,高高浓浓度度的的NONO会会引引起起人人的的神神经经中中枢枢障障碍碍,NONO2 2对对肺肺组组织织产产生生剧剧烈烈的的刺刺激激作作用用。 NONO2 2亚亚硝硝酸酸盐盐对对人人的的呼呼吸吸系系统统和和免免疫疫功功能能有有很很大大的的危危害害,NOxNO

5、x还还是是光光化学烟雾的主要组成成分。化学烟雾的主要组成成分。(5 5)炭炭烟烟(PMPM)主主要要是是硫硫化化物物和和微微粒粒物物,会会影影响响道道路路上上的的能能见见度度。炭炭烟烟会会引引起起人人们们恶恶心心和和头晕,并对呼吸系统有害,严重者还能致癌。头晕,并对呼吸系统有害,严重者还能致癌。(6 6)光光化化学学烟烟雾雾达达到到一一定定浓浓度度时时,具具有有明明显显的的刺刺激激性性。它它能能刺刺激激眼眼结结膜膜,引引起起流流泪泪并并导导致致红红眼眼症症,同同时时对对鼻鼻、咽咽、喉喉、气气管管及及肺肺部部均均有有刺刺激激作作用用,能能引引起起急急性性喘喘息息症症。光光化化学学烟烟雾雾还还具具

6、有有损损害害植植物物、降降低低大大气气能能见见度度、损损坏坏橡橡胶胶制制品等危害。品等危害。2.2.汽车尾气产生的原理汽车尾气产生的原理1 1)COCO2 2)HCHC3 3)COCO2 24 4)NOxNOx5 5)行车工况与尾气的产生)行车工况与尾气的产生1 1)COCOCOCO是是燃燃料料在在空空气气不不足足或或其其他他原原因因造造成成不不完完全燃烧时所产生的气体。全燃烧时所产生的气体。2 2)HCHCHCHC是是发发动动机机废废气气中中的的燃燃料料未未燃燃部部分分,还还包包括括供供油油系系统统中中燃燃料料的的蒸蒸发发和和泄泄漏漏的的产产物物,以以及及汽汽油油中中的的大大分分子子成成分分

7、在在高高温温下下分解产生的。分解产生的。3 3)COCO2 2COCO2 2是是汽汽油油燃燃烧烧后后的的必必然然产产物物,是是不不可可避避免的。免的。4 4)NOxNOxNOxNOx是是进进入入汽汽缸缸内内的的N N2 2和和O O2 2在在高高温温高高压压的的火焰下化合生成的。火焰下化合生成的。5 5)行车工况与尾气的产生)行车工况与尾气的产生行车工况与尾气的产生关系如下图所示。行车工况与尾气的产生关系如下图所示。(1 1)暖机工况,产生)暖机工况,产生COCO、HCHC。(2 2)怠速运行工况,产生)怠速运行工况,产生COCO、HCHC。(3 3)匀匀速速行行驶驶。中中、低低速速度度行行驶

8、驶,产产生生 NONOX X;高速行驶,产生;高速行驶,产生COCO、HCHC和和NONOX X。(4 4)加速行驶,产生)加速行驶,产生COCO、HCHC和和NONOX X。(5 5)减速行驶,产生)减速行驶,产生COCO、HCHC。(6 6)大负荷,产生)大负荷,产生COCO、HCHC和和NONOX X。3.3.影响尾气产生的因素影响尾气产生的因素1 1)混合气浓度影响)混合气浓度影响2 2)点火时刻和点火效果的影响)点火时刻和点火效果的影响3 3)发动机负荷的影响)发动机负荷的影响4 4)发动机转速的影响)发动机转速的影响5 5)发动机温度的影响)发动机温度的影响6 6)其他因素的影响)

9、其他因素的影响1 1)混合气浓度影响)混合气浓度影响(1 1)对对COCO排排量量的的影影响响。供供给给发发动动机机的的混混合合气气的的空空燃燃比比比比14.714.7(或或过过量量空空气气系系数数比比1 1)小小得得越越多多,混混合合气气越越浓浓,燃燃料料燃燃烧烧越越不不完完全全,COCO的的排放量越高。排放量越高。(2 2)对对HCHC排排量量的的影影响响。HCHC是是燃燃气气在在汽汽缸缸壁壁温温度度较较低低区区,达达不不到到燃燃烧烧温温度度,火火焰焰熄熄灭灭;电电火火花花过过弱弱未未能能引引燃燃混混合合气气等等情情况况下下产产生生的的。若若A/F=16.2A/F=16.2,HCHC的的排

10、排量量最最少少;若若A/F16.2A/F16.2A/F16.2时时,产产生生失失火火现现象象,造成造成HCHC大量排出。大量排出。( 3 3) 对对 NOxNOx排排 量量 的的 影影 响响 。 NOxNOx在在 混混 合合 气气 的的A/F15.5A/F15.5时时,燃燃料料燃燃烧烧效效率率最最高高,燃燃烧烧越越完完全全,汽汽缸缸内内的的温温度度高高,HCHC的的排排量量最最多多,A/FA/F高高于或低于此值时,于或低于此值时,NOxNOx的排量都会减少。的排量都会减少。2 2)点火时刻和点火效果的影响)点火时刻和点火效果的影响(1 1)对对COCO排排量量的的影影响响。点点火火提提前前角角

11、不不正正确确也也会会影影响响排排放放。点点火火时时刻刻过过晚晚或或过过早早都都会会造造成成COCO的的排量增加。排量增加。(2 2)对对HCHC排排量量的的影影响响。点点火火时时刻刻推推迟迟时时,HCHC在在排排气气过过程程中中的的氧氧化化,另另外外燃燃烧烧时时降降低低了了汽汽缸缸的的面面容容比比,燃燃烧烧室室内内的的激激冷冷面面积积减减小小,使使排排出出的的HCHC减减少少,但但要要以以牺牺牲牲燃燃料料经经济济性性为为代代价价,所所以以得不偿失。得不偿失。(3 3)对对NOxNOx排排量量的的影影响响。点点火火时时刻刻提提前前,NOxNOx的的排排量量高高;点点火火时时刻刻推推迟迟,可可以以

12、减减少少NOxNOx的的排排量量,发发动动机机的的热热效效率率也也降降低低了了,若若调调整整不不当当会会严严重重影影响响发发动动机机的的动动力力性性、经经济济性性和和稳定性。稳定性。3 3)发动机负荷的影响)发动机负荷的影响(1 1)对对COCO排排量量的的影影响响。急急减减速速时时,在在进进气气管管内内产产生生瞬瞬间间的的强强真真空空,吸吸入入过过多多的的燃燃料料,使使混混合合气气过过浓浓。这这些些都都会会造造成成COCO排排量量的的增增加加;中中等等负负荷荷时时,需需供供给给稍稍稀稀的的混混合合气气,燃料燃烧完全,排出的燃料燃烧完全,排出的COCO较少。较少。(2 2)对对HCHC排排量量

13、的的影影响响。怠怠速速和和很很小小负负荷荷时时,燃燃料料不不能能完完全全燃燃烧烧,因因而而HCHC的的排排量量较较多多;中中等等负负荷荷时时,HCHC的的排排量量较较少少;大大负负荷荷和和全全负负荷荷时时,可可能能使使HCHC的的排排量量增增加加,但但这这期期间间排排气气温温度度高高,利利于于HCHC进进一一步步氧氧化化,所所以以HCHC的排量也较怠速时少。的排量也较怠速时少。(3 3)对对NOxNOx排排量量的的影影响响。负负荷荷小小时时,进进气气压压力力低低,进进气气流流动动速速度度慢慢,形形成成的的混混合合气气的的品品质质差差,火火焰焰传传播播慢慢,燃燃料料燃燃烧烧不不完完全全,发发动动

14、机机汽汽缸缸内内温温度度较较低低,NOxNOx排排量量少少;中中速速时时,混合气燃烧完全,混合气燃烧完全,NOxNOx排量较多。排量较多。4 4)发动机转速的影响)发动机转速的影响(1 1)对对COCO排排量量的的影影响响。急急减减速速时时,燃燃烧烧不不完完全全,而而使使COCO的的排排量量高高;中中速速时时,燃燃料料燃燃烧烧完完全全,排排出出的的COCO相相应应较较少少;高高速速时时,燃燃烧烧不不完完全全使使COCO排排量量增增多多,利利于于COCO的的进进一一步步氧氧化化,所以所以COCO的排放比中速时低,但比怠速时高。的排放比中速时低,但比怠速时高。(2 2)对对HCHC排排量量的的影影

15、响响。转转速速升升高高,混混合合气气品品质更佳,燃烧更完全,质更佳,燃烧更完全,HCHC的排量更少。的排量更少。(3 3)对对NOxNOx排排量量的的影影响响。对对燃燃烧烧速速度度较较慢慢的的稀稀混混合合气气,在在点点火火时时刻刻不不变变的的情情况况下下,转转速速升升高高,NOxNOx的的排排量量减减少少;对对于于燃燃烧烧速速度度较较快快的的浓浓混混合合气气,转转速速升升高高,燃燃烧烧速速度度快快使使NOxNOx排排量量增加。增加。5 5)发动机温度的影响)发动机温度的影响(1 1)低低温温时时。低低温温时时一一部部分分汽汽油油发发生生凝凝结结成成为为液液态态和和颗颗粒粒状状,冷冷态态供供给给

16、的的是是浓浓混混合合气气,结结果果由由于于空空气气量量不不足足,使使COCO量量增增加加。同同时时燃燃烧温度降低,烧温度降低,NOxNOx减少而减少而HCHC增加。增加。(2 2)高高温温时时。冷冷却却液液温温度度达达到到80809090时时,燃燃料料汽汽化化良良好好,发发动动机机在在燃燃料料经经济济性性较较好好的的状状态态下下运运转转。但但是是,当当发发动动机机温温度度过过高高时时,由由于于引引起起过过热热、爆爆震震、早早燃燃等等现现象象,使使燃燃烧烧温温度度上上升升,NOxNOx的的生生成成量量增增多多,同同时时COCO和和HCHC的生成量减少。的生成量减少。6 6)其他因素的影响)其他因

17、素的影响(1 1)喷喷油油器器工工作作情情况况的的影影响响。当当喷喷油油器器密密封封不不严严和和喷喷油油雾雾化化质质量量不不良良时时,会会引引起起COCO和和HCHC排排量增加,使量增加,使NOxNOx减少。减少。(2 2)燃燃油油供供给给系系统统燃燃油油压压力力的的影影响响。压压力力过过高高时时,相相同同的的喷喷油油脉脉宽宽,供供给给的的燃燃油油多多,混混合合气浓度大,气浓度大,COCO和和HCHC排量增加,使排量增加,使NOxNOx减少。减少。(3 3)L L形形空空气气供供给给系系统统的的发发动动机机,空空气气流流量量计计之之后后的的进进气气通通道道有有漏漏气气现现象象时时,会会使使NO

18、xNOx的排量增加,使的排量增加,使COCO和和HCHC排量减少。排量减少。(4 4)空空气气流流量量计计(或或进进气气压压力力传传感感器器)检检测测进进气气量量数数值值不不准准确确、活活性性炭炭罐罐故故障障、三三元元催催化化转转换换器器故故障障、EGREGR阀阀故故障障等等,都都会引起会引起COCO、HCHC、NOxNOx排量的变化。排量的变化。4.4.三元催化转换器的作用及工作原理三元催化转换器的作用及工作原理1 1)三元催化转换器的作用)三元催化转换器的作用2 2)三元催化转换器的工作原理)三元催化转换器的工作原理三元催化转换器的工作原理图三元催化转换器的工作原理图三元催化转换器的监控原

19、理三元催化转换器的监控原理5.5.我国现执行的汽车尾气的排放标准我国现执行的汽车尾气的排放标准1 1)怠速工况的正常排放值)怠速工况的正常排放值2 2)发动机转速在)发动机转速在2000r/min2000r/min时的正常排放值时的正常排放值1 1)怠速工况的正常排放值)怠速工况的正常排放值怠速工况的正常排放值见表怠速工况的正常排放值见表21-121-1。2 2)发动机转速在)发动机转速在2000r/min2000r/min时的正常排放值时的正常排放值发动机转速在发动机转速在2000r/min2000r/min时的正常排放值见表时的正常排放值见表21-221-2。6.6.废废气气分分析析仪仪的

20、的概概述述及及使使用用(以以NHANHA506506型废气分析仪为例)型废气分析仪为例)1 1)NHANHA506506型废气分析仪的概述和组成型废气分析仪的概述和组成2 2)废气分析仪测试方法)废气分析仪测试方法1 1)NHANHA506506型废气分析仪的概述和组成型废气分析仪的概述和组成NHANHA506506型型废废气气分分析析仪仪采采用用不不分分光光红红外外线线吸吸收收法法原原理理,测测量量机机动动车车排排放放中中的的HCHC、COCO和和COCO2 2的的成成分分,用用电电化化学学电电池池原原理理测测量量废废气气中中的的NOxNOx和和O O2 2的的成成分分,并并可可根根据据测测

21、得得的的COCO、COCO2 2、HCHC和和O O2 2的的成成分分计算出过量空气系数。计算出过量空气系数。NHANHA506506型废气分析仪的组成如下图所示。型废气分析仪的组成如下图所示。 1-1-仪仪器器主主机机;2-2-嵌嵌入入式式微微型型打打印印机机;3-3-取取样样管;管;4-4-前置过滤器;前置过滤器;5-5-短导管;短导管;6-6-取样探头取样探头下图所示为下图所示为NHANHA506506的前面板布置。的前面板布置。前面板各部分的名称和功用如下:前面板各部分的名称和功用如下:1 1液晶显示屏:显示操作菜单和测量数据;液晶显示屏:显示操作菜单和测量数据;2 2“S S”功功能

22、能键键:水水平平移移动动液液晶晶显显示示屏屏上上的的光光标标,以选择所需项目;以选择所需项目;3 3“K K”功能键:确认所选项目;功能键:确认所选项目;4 4“”功功能能键键:上上移移显显示示屏屏上上的的光光标标,选选择择所所需需项项目目;调调节节显显示示屏屏上上文文字字、图图像像的的对对比比度度;校校准准前用于修改校准气的设定值;前用于修改校准气的设定值;5 5“”功功能能键键:下下移移显显示示屏屏上上的的光光标标,选选择择所所需需项目;其余功能同项目;其余功能同“”键。键。下图为下图为NHANHA506506的后面板布置。的后面板布置。后面板各部分的名称和功用如下:后面板各部分的名称和功

23、用如下:1 1油温信号插座:输入油温探头的信号;油温信号插座:输入油温探头的信号;2 2电电源源插插座座及及开开关关:插插座座用用于于输输入入220V220V交交流流电电,开关用于接通或断开电源;开关用于接通或断开电源;3 3RSRS232C232C插座:与外部计算机通信的接口;插座:与外部计算机通信的接口;4 4“通通信信/ /打打印印”转转换换开开关关:使使仪仪器器在在“本本机机打打印印”和和“与外部计算机通信与外部计算机通信”间切换;间切换;5 5主排气口:样气测量后的排出口;主排气口:样气测量后的排出口;6 6冷冷却却气气及及吸吸样样入入口口:接接入入待待测测样样气气并并降降低低样样气

24、气温度,防止进入分析光学平台的气体产生冷凝水;温度,防止进入分析光学平台的气体产生冷凝水;7 7转速信号插座:输入转速测量钳的信号;转速信号插座:输入转速测量钳的信号;8 8氧化氮传感器排气口;氧化氮传感器排气口;9 9传感器罩:氧化氮和氧传感器的保护罩;传感器罩:氧化氮和氧传感器的保护罩;1010氧传感器排气口;氧传感器排气口;1111空气过滤器:过滤空气中的粉尘;空气过滤器:过滤空气中的粉尘;1212标准气入口:用于校准时标准气的入口;标准气入口:用于校准时标准气的入口;1313水过滤器:去除待测样气中的油、水和粉尘。水过滤器:去除待测样气中的油、水和粉尘。2 2)废气分析仪测试方法)废气

25、分析仪测试方法(1 1)正常测试。)正常测试。(2 2)汽缸与冷却水道泄漏的测试。)汽缸与冷却水道泄漏的测试。(3 3)燃油蒸发、排放控制系统泄漏的测试。)燃油蒸发、排放控制系统泄漏的测试。(4 4)曲轴箱通风装置测试。)曲轴箱通风装置测试。(5 5)三元催化转换器的测试。)三元催化转换器的测试。(1 1)正常测试。)正常测试。起起动动发发动动机机,故故障障灯灯指指示示应应正正常常,使使发发动动机达正常温度;机达正常温度;发发动动机机从从怠怠速速状状态态加加速速至至70%70%额额定定转转速速,运运转转60s60s后后降降至至50%50%额额定定转转速速,将将取取样样探探头头插插入入排排气气管

26、管中中,深深度度不不少少于于400mm400mm,并并固固定定在在排排气气管管上上,维维持持15s15s后后,读读取取30s30s内内的的最最高高值值和和最最低值,其平均值为高怠速污染物测量结果。低值,其平均值为高怠速污染物测量结果。发发动动机机从从高高怠怠速速降降至至怠怠速速状状态态15s15s后后,读读取取30s30s内内的的最最高高值值和和最最低低值值,其其平平均均值值即即为为怠怠速速污染物测量结果。污染物测量结果。若若为为多多排排气气管管的的车车辆辆,取取各各排排气气管管测测量量结结果果的的算算术术平平均均值值作作为为测测量量结结果果。若若车车辆辆排排气气管管长长度小于测量深度时,应使

27、用排气加长管。度小于测量深度时,应使用排气加长管。(2 2)汽缸与冷却水道泄漏的测试。)汽缸与冷却水道泄漏的测试。打开散热器盖;打开散热器盖;使发动机达到正常温度;使发动机达到正常温度;在散热器盖口用废气测试管测试;在散热器盖口用废气测试管测试;读取读取HCHC值;值;若有升高,说明汽缸衬垫损坏。若有升高,说明汽缸衬垫损坏。(3 3)燃油蒸发、排放控制系统泄漏的)燃油蒸发、排放控制系统泄漏的测试。测试。在汽油泵处测试在汽油泵处测试HCHC;在活性炭罐处测试在活性炭罐处测试HCHC;在加油口盖处测试在加油口盖处测试HCHC;在油管接头处测试在油管接头处测试HCHC;在油箱密封处测试在油箱密封处测

28、试HCHC。(4 4)曲轴箱通风装置测试。)曲轴箱通风装置测试。发动机运转至正常温度;发动机运转至正常温度;读取尾气中读取尾气中COCO及及O O2 2值;值;拆拆下下PCVPCV阀阀管管路路并并读读取取尾尾气气中中COCO及及O O2 2值值,COCO值减少值减少1%1%以上,以上,O O2 2值将升高;值将升高;用手堵住用手堵住PCVPCV阀,读取阀,读取COCO及及O O2 2恢复正常;恢复正常;若若按按上上述述步步骤骤检检查查COCO及及O O2 2值值均均无无变变动动,表表示示PCVPCV阀阻塞;阀阻塞;(5 5)三元催化转换器的测试。)三元催化转换器的测试。发动机运转达正常工作温度

29、;发动机运转达正常工作温度;加速至额定转速的加速至额定转速的50%50%,保持,保持2min2min;测测量量排排气气,O O2 2应应在在1%1%左左右右,COCO值值在在0.5%0.5%以以下下,表示三元催化转换器工作正常;表示三元催化转换器工作正常;加加浓浓混混合合气气,O O2 2值值慢慢慢慢下下降降,COCO值值增增高高约约0.5%0.5%,表示系统正常;,表示系统正常;超出以上标准为不正常。超出以上标准为不正常。7.7.尾气分析的项目和基本原则尾气分析的项目和基本原则1 1)尾尾气气分分析析的的项项目目分分析析的的参参数数有有COCO、 HCHC、 COCO2 2和和 O O2 2

30、, 还还 有有 空空 燃燃 比比(A/FA/F)或过量空气系数)或过量空气系数。2 2)废气分析的基本规则)废气分析的基本规则(1 1)HCHC和和O O2 2的的读读数数高高,是是由由点点火火系系统统不不良良和过稀的混合气熄火而引起的。和过稀的混合气熄火而引起的。(2 2)当当测测试试的的COCO、HCHC高高,COCO2 2、O O2 2低低时时,表表明发动机工作混合气很浓。明发动机工作混合气很浓。(3 3)如如果果燃燃烧烧室室中中没没有有足足够够的的空空气气保保证证正正常常燃燃烧烧,通通常常情情况况下下,COCO2 2的的读读数数和和COCO、O O2 2相反。相反。(4 4)废废气气中

31、中O O2 2的的读读数数和和其其他他三三个个读读数数一一起起,能帮助找出诊断问题的难点。能帮助找出诊断问题的难点。(5 5)利利用用功功率率平平衡衡试试验验和和四四气气体体排排气气分分析析仪仪的的读读数数,可可以以指指出出每每个个缸缸的的工工作作状状况况。四四气气体体分分析析仪仪所所检检测测得得到到的的排排放放物物数数量量与与发发动动机机故故障障的关系,见表的关系,见表21-321-3。在在断断开开空空气气喷喷射射系系统统的的条条件件下下,利利用用五五气气体体分分析析仪仪所所检检测测到到的的排排放放物物数数量量与与发发动动机机故障的关系,见表故障的关系,见表21-421-4。想一想想一想1.1.电电控控燃燃油油喷喷射射(EFIEFI)、电电子子控控制制点点火火提提前前角角(ESAESA)的的采采用用是是否否可可以以降降低低汽车的排放水平?为什么?汽车的排放水平?为什么?2.2.如如何何对对发发动动机机尾尾气气进进行行检检测测,根根据据检检测测结结果果判判断断发发动动机机尾尾气气是是否否正正常常?如如果果不正常,可能有什么故障?不正常,可能有什么故障?本章结束

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