Bienvenue dans la leçon d'Aperçu du moteur et du groupe motopropulseur pour votre permis de conduire poids lourd polonais de catégorie C. Ce module crucial présente les composants et principes essentiels des moteurs diesel et des groupes motopropulseurs qui alimentent les véhicules utilitaires. Comprendre ces systèmes est vital pour une exploitation sûre, une conduite efficace et la réussite de l'examen théorique.
Aperçu du contenu de la leçon
Bienvenue dans cette leçon du programme complet de théorie des poids lourds de catégorie C polonaise. En tant que futur chauffeur de camion professionnel, une compréhension fondamentale du moteur et du groupe motopropulseur de votre véhicule est primordiale. Ces connaissances ne servent pas seulement à réussir un examen ; elles sont essentielles pour un fonctionnement sûr, l'efficacité énergétique et le respect d'obligations légales strictes, notamment en ce qui concerne le contrôle de la vitesse sur des terrains difficiles. Ce chapitre abordera la manière dont un poids lourd de catégorie C convertit le carburant en force motrice et la transmet aux roues, ainsi que les méthodes critiques de gestion de la vitesse du véhicule.
Au cœur de chaque poids lourd (PL), en particulier ceux de catégorie C, se trouve le moteur diesel. Contrairement aux moteurs à essence, les moteurs diesel reposent sur l'allumage par compression, un processus où l'air est comprimé à une température si élevée que lorsque le carburant est injecté, il s'enflamme spontanément. Cette caractéristique de conception permet aux moteurs diesel de générer un couple immense, essentiel pour déplacer des charges lourdes.
Les moteurs diesel modernes pour camions lourds fonctionnent généralement selon un cycle à quatre temps :
Ce cycle continu, répété sur plusieurs cylindres, convertit l'énergie chimique stockée dans le carburant diesel en énergie mécanique rotative, qui est ensuite transmise via le groupe motopropulseur pour propulser le véhicule. Comprendre ce cycle aide les conducteurs à apprécier l'importance de la vitesse du moteur (tr/min) et sa relation avec la livraison de puissance.
Lorsqu'on discute des performances du moteur, deux termes clés reviennent fréquemment : couple et puissance (chevaux). Bien que souvent confondus, ils décrivent différents aspects de la capacité d'un moteur, tous deux essentiels pour les poids lourds.
Le couple est la force de rotation qu'un moteur produit, mesurée en Newton-mètres (Nm) dans le système métrique. Il représente la « puissance de rotation » disponible au vilebrequin.
Pour les véhicules de catégorie C, un couple élevé à bas régime moteur (tr/min) est essentiel. Cette caractéristique permet à un camion lourd d'accélérer à partir de l'arrêt, de gravir des pentes raides et de tracter d'énormes charges sans contrainte excessive du moteur. La courbe de couple du moteur illustre la force de rotation disponible à différents tr/min ; les conducteurs apprennent à maintenir le moteur dans sa plage de couple optimale pour l'efficacité et les performances. Par exemple, un moteur diesel de poids lourd peut produire un couple maximal de 1 800 Nm à un régime relativement bas de 1 200 à 1 500 tr/min.
La puissance, souvent mesurée en kilowatts (kW) ou en chevaux (HP), est le taux auquel un moteur peut effectuer un travail. Elle est dérivée du couple multiplié par la vitesse du moteur.
Alors que le couple met la charge en mouvement, la puissance détermine la rapidité avec laquelle le véhicule peut atteindre et maintenir sa vitesse en charge. Une puissance nominale plus élevée signifie que le moteur peut soutenir des vitesses plus rapides, accélérer plus rapidement sur une distance donnée et maintenir son élan sur de longues pentes. Connaître les caractéristiques de couple et de puissance de votre camion spécifique est essentiel pour prendre des décisions éclairées concernant la sélection des vitesses, en particulier lors de l'insertion sur les autoroutes ou de la navigation sur un terrain vallonné.
La plupart des moteurs diesel modernes de catégorie C intègrent la turbocompression pour améliorer leurs performances et leur efficacité. Un turbocompresseur est un dispositif de suralimentation qui utilise les gaz d'échappement du moteur pour faire tourner une turbine. Cette turbine, à son tour, entraîne un compresseur qui force plus d'air dans les chambres de combustion du moteur.
Un turbocompresseur est un dispositif qui augmente la puissance d'un moteur en comprimant l'air entrant dans le moteur, en utilisant l'énergie des gaz d'échappement pour entraîner une turbine et un compresseur.
En introduisant plus d'air dans les cylindres, plus de carburant peut être brûlé efficacement, ce qui entraîne une augmentation significative de la puissance et du couple. Ceci est particulièrement bénéfique pour les véhicules lourds, permettant à des moteurs de plus petite cylindrée de produire une puissance comparable à celle de moteurs atmosphériques beaucoup plus grands, améliorant ainsi l'économie de carburant et réduisant les émissions. La turbocompression aide également à maintenir les performances du moteur à haute altitude, où l'air est moins dense.
Les types courants comprennent les systèmes monoturbo, les configurations biturbo et les turbos à géométrie variable (VGT). Les VGT sont particulièrement avancés, ajustant l'angle des ailettes à l'intérieur du carter de turbine pour optimiser la pression de suralimentation sur une plage plus large de régimes moteur, réduisant ainsi le temps de réponse du turbo (le délai entre l'appui sur l'accélérateur et la pleine puissance délivrée par le turbo). Les conducteurs doivent anticiper le temps de réponse du turbo en appliquant des accélérations progressives, en particulier lors des besoins d'accélération ou lors de la préparation d'un dépassement.
L'efficacité et les performances d'un moteur diesel dépendent fortement de son système d'injection de carburant. Ce système est responsable du dosage précis et de la livraison du carburant dans les chambres de combustion à des pressions extrêmement élevées et au moment exact pour une combustion optimale.
Le système d'injection de carburant délivre une quantité précise de carburant diesel dans les chambres de combustion du moteur sous haute pression et à des moments spécifiques.
Les camions modernes de catégorie C utilisent majoritairement des systèmes d'injection directe Common-Rail. Dans cette configuration, une pompe haute pression délivre le carburant à un rail commun (un tuyau partagé) qui alimente tous les injecteurs. Ces injecteurs, qui sont contrôlés électroniquement par l'unité de contrôle moteur (ECU), peuvent ensuite injecter précisément du carburant dans les cylindres plusieurs fois au cours d'un cycle de combustion unique. Cette précision permet un contrôle plus fin de la combustion, résultant en :
L'entretien régulier du système de carburant, y compris le remplacement des filtres à carburant, est crucial. Les filtres à carburant obstrués peuvent restreindre le débit de carburant, entraînant une perte de puissance moteur, une réduction de l'économie de carburant et potentiellement un calage du moteur, présentant un danger significatif pour la sécurité.
Le groupe motopropulseur est le système de composants qui transmet la puissance du moteur aux roues motrices. C'est le lien critique qui convertit la force de rotation générée par le moteur en mouvement avant du véhicule. Comprendre chaque composant est vital pour une conduite efficace et le dépannage.
L'embrayage est un dispositif mécanique positionné entre le moteur et la boîte de vitesses. Sa fonction principale est d'engager ou de désengager la puissance du moteur de la transmission.
Un composant mécanique qui connecte ou déconnecte temporairement le moteur de la transmission, permettant des changements de vitesse en douceur ou l'arrêt du véhicule sans caler le moteur.
Lorsque l'embrayage est engagé, la puissance circule du moteur à la transmission. Lorsqu'il est désengagé (en appuyant sur la pédale d'embrayage dans un véhicule manuel), la connexion est rompue, permettant au conducteur de changer de vitesse en douceur sans bruit de frottement. Une utilisation incorrecte de l'embrayage, telle qu'un patinage excessif ou un engagement rapide, peut entraîner une usure prématurée des plateaux d'embrayage, une réduction de l'économie de carburant et même endommager d'autres composants du groupe motopropulseur.
La boîte de vitesses, ou transmission, est un ensemble d'engrenages qui permet au conducteur de sélectionner différents rapports de démultiplication.
Le rapport entre la vitesse de rotation du moteur (entrée) et la vitesse de rotation de l'arbre de transmission (sortie) pour un engrenage spécifique.
Ces rapports permettent au moteur de fonctionner dans sa plage de couple et de puissance optimale sur une large gamme de vitesses du véhicule.
Les camions modernes de catégorie C peuvent être équipés de transmissions manuelles avec de nombreux rapports (par exemple, 12 ou 16 vitesses), de transmissions manuelles automatisées (AMT) qui changent de vitesse électroniquement, ou même de transmissions entièrement automatiques. Quel que soit le type, une sélection correcte des rapports est primordiale pour maintenir l'efficacité du moteur, gérer la vitesse et éviter de solliciter le moteur et la chaîne cinématique.
L'arbre de transmission (également appelé arbre cardan) est un arbre rotatif robuste qui transmet le couple de la boîte de vitesses au différentiel.
Un arbre rotatif qui transmet le couple et la puissance de rotation de la transmission au différentiel ou au groupe final.
Dans les camions lourds, plusieurs arbres de transmission peuvent être utilisés, souvent avec des joints universels pour compenser les changements d'angle dus au mouvement de la suspension. Ces arbres doivent être équilibrés et correctement alignés pour éviter les vibrations, qui peuvent causer de l'inconfort, accélérer l'usure des roulements et potentiellement entraîner une défaillance des composants. Des inspections régulières sont nécessaires pour assurer leur intégrité.
Le différentiel est un ensemble d'engrenages astucieux situé dans l'essieu moteur. Sa fonction cruciale est de répartir le couple moteur entre les roues motrices tout en leur permettant de tourner à des vitesses différentes.
Un dispositif mécanique, généralement trouvé dans l'essieu moteur, qui permet aux roues du même essieu de tourner à des vitesses différentes tout en recevant de la puissance du moteur.
Ceci est essentiel lors des virages, car la roue extérieure doit parcourir une plus grande distance que la roue intérieure. Sans différentiel, les roues seraient forcées de tourner à la même vitesse, provoquant le glissement d'une roue, entraînant une traction réduite, une usure des pneus et une instabilité, surtout dans les virages. Les camions lourds peuvent utiliser différents types, y compris des différentiels ouverts, des différentiels à glissement limité ou des différentiels blocables, ces derniers étant souvent utilisés pour améliorer la traction dans des conditions hors route ou glissantes. Une mauvaise utilisation d'un blocage de différentiel, comme l'engagement sur des surfaces sèches à forte adhérence, peut gravement entraver la direction et endommager la chaîne cinématique.
Le réducteur final, ou rapport d'essieu, fait référence au dernier ensemble d'engrenages de réduction dans le montage du différentiel qui délivre le couple aux roues.
Le rapport de réduction final de l'engrenage entre l'arbre de transmission et les roues, généralement logé dans l'ensemble du différentiel, qui détermine le couple global délivré aux roues.
Ce rapport a un impact significatif sur les caractéristiques de performance globales du véhicule :
Les fabricants sélectionnent les rapports de réducteur final pour optimiser les véhicules pour des applications spécifiques, telles que le transport longue distance sur autoroute ou les travaux lourds de construction. Les conducteurs doivent comprendre les caractéristiques de leur véhicule pour sélectionner les rapports appropriés et gérer efficacement la vitesse.
L'une des caractéristiques de sécurité et techniques de conduite les plus critiques pour les poids lourds de catégorie C est le freinage moteur. Il permet aux conducteurs de décélérer le véhicule en utilisant la résistance du moteur, réduisant considérablement la dépendance aux freins de service (à pied). Ceci est particulièrement vital lors de longues descentes raides.
Une méthode de décélération d'un véhicule lourd en utilisant la résistance interne du moteur, la compression, ou des systèmes de freinage auxiliaires (comme les freins d'échappement ou les ralentisseurs) pour contrôler la vitesse sans utilisation excessive des freins de service.
Plusieurs mécanismes permettent au freinage moteur de fonctionner :
Freinage par Compression (Frein Moteur / Jake Brake) : Ce système utilise le cycle de compression du moteur pour créer un effet de freinage. Lorsqu'il est activé, il ouvre les soupapes d'échappement près du sommet de la course de compression, libérant l'air comprimé et l'empêchant de repousser le piston vers le bas. Cela dissipe l'énergie et agit comme un frein puissant. Il génère un bruit fort distinct, et son utilisation peut être restreinte dans certaines zones urbaines (bien que moins courant en Pologne que dans certains autres pays pour les moteurs modernes silencieux).
Freinage d'Échappement : Ce système fonctionne en restreignant le flux des gaz d'échappement par une vanne dans le collecteur d'échappement ou le tuyau d'échappement. Cette restriction crée une contre-pression, qui augmente la résistance contre les pistons du moteur, ralentissant ainsi le véhicule. Il est moins puissant que le freinage par compression mais efficace pour les descentes modérées.
Systèmes de Ralentisseur : Ce sont des systèmes de freinage auxiliaires distincts du cycle de combustion principal du moteur, mais souvent intégrés au groupe motopropulseur.
Les ralentisseurs offrent une puissance de freinage significative et continue sans usure des freins de service et sont souvent modulés par un levier sur la colonne de direction. De nombreux camions lourds circulant en Europe sont équipés de ralentisseurs, en particulier ceux de plus de 12 tonnes.
En Pologne, l'utilisation appropriée du freinage moteur pour les poids lourds n'est pas seulement une bonne pratique ; c'est souvent une exigence légale. La Loi polonaise sur la circulation routière (§ 32-4) impose aux conducteurs de poids lourds de prendre les mesures appropriées pour contrôler leur vitesse, en particulier lors de descentes prolongées, afin d'éviter la surchauffe et la perte d'efficacité des freins de service.
Cela signifie que les conducteurs doivent anticiper les descentes et activer proactivement le freinage moteur. S'appuyer uniquement sur les freins de service lors de pentes longues ou raides est dangereux et peut entraîner une perte d'efficacité des freins (brake fade), où les freins perdent leur efficacité en raison d'une chaleur excessive.
Un freinage moteur efficace nécessite de l'anticipation et une technique appropriée :
Anticiper la Descente : Avant de commencer une section de descente longue ou raide, évaluez la pente, la longueur, la charge du véhicule et la vitesse actuelle.
Sélectionner le Bon Rapport : Rétrograder vers un rapport qui permet au moteur de maintenir une vitesse sûre et contrôlée sans dépasser le régime maximal autorisé (limite de régime). Une bonne règle empirique est de sélectionner le même rapport que celui que vous utiliseriez pour monter la même côte.
Activer le Frein Moteur/Ralentisseur : Activez le système de frein moteur ou de ralentisseur au début de la descente. Ces systèmes sont plus efficaces à des régimes moteur plus élevés dans leur plage de fonctionnement.
Surveiller la Vitesse et le Régime : Laissez le système de freinage moteur réguler votre vitesse. Utilisez des applications courtes et fermes des freins de service uniquement si une décélération supplémentaire est nécessaire, en vous assurant qu'ils restent froids. Évitez de solliciter continuellement les freins de service.
Éviter le Surrégime : Ne rétrogradez jamais dans un rapport qui ferait dépasser le régime maximal spécifié par le fabricant au moteur. Cela peut causer de graves dommages au moteur ou à la transmission.
Un entretien régulier et des inspections pré-trip diligentes sont cruciaux pour la longévité et le fonctionnement sûr du moteur et du groupe motopropulseur d'un poids lourd. Les conducteurs sont légalement tenus de s'assurer que leur véhicule est en bon état de fonctionnement.
La conformité aux réglementations polonaises et européennes est une pierre angulaire de l'exploitation professionnelle des poids lourds.
La compréhension des principes du moteur et du groupe motopropulseur s'applique mieux par des scénarios pratiques.
Situation : Un camion de 12 tonnes, entièrement chargé, aborde une descente de 10 % qui s'étend sur 2 kilomètres sur une route de montagne rurale.
Comportement Correct : Le conducteur anticipe la descente bien à l'avance. Avant d'atteindre la partie raide, il rétrograde dans un rapport (par exemple, 3ème ou 4ème) qui permet au moteur de maintenir une vitesse contrôlée (par exemple, 60 km/h) sans dépasser la limite de régime, en utilisant le frein moteur ou le ralentisseur. Il surveille la vitesse et n'utilise les freins de service qu'intermittemment pour des ajustements mineurs de vitesse, en s'assurant qu'ils restent froids.
Comportement Incorrect : Le conducteur reste dans un rapport élevé (par exemple, 6ème), s'appuyant lourdement et continuellement sur les freins à pied. Les freins de service surchauffent rapidement, entraînant une perte d'efficacité des freins et une perte dangereuse de puissance de freinage, risquant une descente incontrôlée.
Situation : Navigation dans un trafic urbain dense avec arrêts et démarrages fréquents, charge modérée et conditions de route humides.
Comportement Correct : Le conducteur utilise la première vitesse pour initier le mouvement, puis passe rapidement à la deuxième vitesse à environ 1 200 tr/min, ce qui se situe généralement près du couple maximal du moteur. Il utilise des accélérations progressives pour accélérer en douceur, en maintenant le moteur dans sa plage de couple optimale. Des accélérations et des freinages doux sont cruciaux dans des conditions humides pour maintenir la traction et la stabilité.
Comportement Incorrect : Le conducteur fait monter le moteur à un régime excessif de 2 500 tr/min avant de changer de vitesse, ce qui entraîne une consommation de carburant gaspillée et des émissions inutiles. Alternativement, il pourrait tenter de démarrer dans un rapport trop élevé, sollicitant le moteur et provoquant des accélérations saccadées ou un calage.
Situation : Croisière à 80 km/h sur une autoroute plate avec un camion entièrement chargé.
Comportement Correct : Le conducteur sélectionne le rapport le plus élevé approprié (par exemple, 8ème ou 9ème s'il est disponible) qui permet au moteur de fonctionner efficacement à environ 1 500-1 800 tr/min (proche du couple maximal). Cela minimise la consommation de carburant, réduit l'usure du moteur et maintient les niveaux de bruit bas.
Comportement Incorrect : Le conducteur maintient un rapport inférieur (par exemple, 6ème), ce qui fait fonctionner le moteur à un régime inutilement élevé (par exemple, 2 200 tr/min). Cela entraîne une augmentation de la consommation de carburant, une usure accrue du moteur et potentiellement une réduction du confort en raison du bruit et des vibrations du moteur.
Cette leçon a fourni un aperçu complet des composants du moteur et du groupe motopropulseur essentiels pour les poids lourds de catégorie C. Nous avons exploré :
Une compréhension approfondie de ces systèmes vous permet de conduire des poids lourds en toute sécurité, efficacement et en pleine conformité avec les lois de la circulation, en particulier sur les routes polonaises difficiles et à travers l'Europe.
Cette leçon couvre les principes fondamentaux des moteurs diesel à allumage par compression pour les poids lourds de catégorie C, en détaillant les concepts de couple et de puissance ainsi que leur importance pour la conduite de véhicules lourds. Elle explique le fonctionnement de la turbocompression et de l'injection common-rail pour optimiser les performances et les émissions. Le groupe motopropulseur est décrit comme un système coordonné transmettant la puissance du moteur aux roues motrices. Le freinage moteur, incluant les freins par compression, d'échappement et les ralentisseurs, est présenté comme une technique essentielle et légalement requise en Pologne pour maintenir le contrôle du véhicule lors des descentes prolongées.
Un court ensemble de points de grande valeur qui capturent l’apprentissage le plus important de cette leçon.
Les moteurs diesel utilisent l'allumage par compression, produisant un couple élevé à bas régime, idéal pour les charges lourdes.
Le couple représente la force de rotation disponible pour démarrer et gravir des pentes, tandis que la puissance détermine la vitesse de maintien en charge.
Le turbocompresseur augmente la puissance en comprimant l'air d'admission grâce à l'énergie des gaz d'échappement.
Le groupe motopropulseur achemine la puissance du moteur aux roues via l'embrayage, la boîte de vitesses, l'arbre de transmission, le différentiel et le réducteur final.
Le freinage moteur est obligatoire en Pologne pour les poids lourds afin de prévenir la surchauffe des freins de service lors des descentes.
Explorez toutes les unités et leçons incluses dans ce cours de théorie du permis.
Le cycle à quatre temps du diesel : admission, compression, combustion et échappement.
Le couple maximal du moteur diesel de camion se situe typiquement entre 1 200 et 1 500 tr/min.
Le rapport de démultiplication inférieur multiplie le couple pour les montées, le rapport supérieur optimise la vitesse de croisière.
Le frein moteur par compression (Jake Brake) ouvre les soupapes d'échappement ; le frein d'échappement crée une contre-pression.
Jamais rétrograder dans un rapport qui ferait dépasser le régime maximal du moteur.
Rester en rapport élevé lors de descentes longues, sollicitant excessivement les freins de service et causant leur surchauffe.
Confondre couple et puissance, ou croire qu'ils sont interchangeables dans l'évaluation des performances.
Anticiper incorrectement le temps de réponse du turbo, provoquant des accélérations saccadées lors des dépassements.
Engager le blocage de différentiel sur des surfaces sèches, ce qui entrave la direction et endommage la chaîne cinématique.
Négliger les niveaux d'huile et les filtres à carburant, entraînant des pertes de puissance et des calages du moteur.
Aperçu du contenu de la leçon
Un court ensemble de points de grande valeur qui capturent l’apprentissage le plus important de cette leçon.
Les moteurs diesel utilisent l'allumage par compression, produisant un couple élevé à bas régime, idéal pour les charges lourdes.
Le couple représente la force de rotation disponible pour démarrer et gravir des pentes, tandis que la puissance détermine la vitesse de maintien en charge.
Le turbocompresseur augmente la puissance en comprimant l'air d'admission grâce à l'énergie des gaz d'échappement.
Le groupe motopropulseur achemine la puissance du moteur aux roues via l'embrayage, la boîte de vitesses, l'arbre de transmission, le différentiel et le réducteur final.
Le freinage moteur est obligatoire en Pologne pour les poids lourds afin de prévenir la surchauffe des freins de service lors des descentes.
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Le cycle à quatre temps du diesel : admission, compression, combustion et échappement.
Le couple maximal du moteur diesel de camion se situe typiquement entre 1 200 et 1 500 tr/min.
Le rapport de démultiplication inférieur multiplie le couple pour les montées, le rapport supérieur optimise la vitesse de croisière.
Le frein moteur par compression (Jake Brake) ouvre les soupapes d'échappement ; le frein d'échappement crée une contre-pression.
Jamais rétrograder dans un rapport qui ferait dépasser le régime maximal du moteur.
Rester en rapport élevé lors de descentes longues, sollicitant excessivement les freins de service et causant leur surchauffe.
Confondre couple et puissance, ou croire qu'ils sont interchangeables dans l'évaluation des performances.
Anticiper incorrectement le temps de réponse du turbo, provoquant des accélérations saccadées lors des dépassements.
Engager le blocage de différentiel sur des surfaces sèches, ce qui entrave la direction et endommage la chaîne cinématique.
Négliger les niveaux d'huile et les filtres à carburant, entraînant des pertes de puissance et des calages du moteur.
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Le couple est la force de rotation que produit le moteur, essentielle pour accélérer à partir de l'arrêt ou pour gravir des pentes avec des charges lourdes. La puissance mesure la vitesse à laquelle le moteur peut effectuer un travail, indiquant sa puissance de sortie globale à des vitesses plus élevées. Les deux sont critiques pour différents aspects du fonctionnement d'un VHU.
Les moteurs diesel sont préférés pour les VHU en raison de leur couple plus élevé à bas régimes, de leur meilleure efficacité énergétique par rapport aux moteurs à essence et de leur durabilité sous de lourdes charges. Ils conviennent également mieux aux cycles de travail exigeants du transport commercial.
Un turbocompresseur utilise les gaz d'échappement pour faire tourner une turbine, qui à son tour entraîne un compresseur. Ce compresseur force plus d'air dans les cylindres du moteur, permettant de brûler plus de carburant efficacement. Le résultat est une augmentation de la puissance et du couple, surtout en altitude ou sous charge, sans augmenter significativement la taille du moteur.
Le freinage moteur, également appelé freinage dynamique ou freinage par gaz d'échappement, utilise le moteur lui-même pour ralentir le véhicule, un peu comme rétrograder sur une voiture manuelle mais souvent amplifié par des systèmes dédiés. Il est crucial pour gérer la vitesse dans les longues descentes, économiser l'usure des freins de service et prévenir la surchauffe.
Le moteur est la source de puissance, tandis que le groupe motopropulseur est l'ensemble du système qui délivre cette puissance aux roues motrices. Il comprend le moteur, la transmission, l'arbre de transmission, le différentiel et les essieux. Comprendre les deux est essentiel pour les chauffeurs de catégorie C.
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