CN119412219B - 苏格兰轭润滑系统及对置发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，提供一种苏格兰轭润滑系统及对置发动机。苏格兰轭润滑系统包括曲轴、轴承、滑块和框架，框架沿第一方向做往复直线运动，框架具有沿第二方向延伸的第一滑动槽，滑块可滑动地设置于第一滑动槽内，滑块具有沿第三方向贯通滑块的安装通孔，曲轴的曲拐穿设于安装通孔，轴承设置于安装通孔的孔壁和曲轴的曲拐之间，曲轴具有第一油孔和第一流道，第一油孔的直径为3mm～6mm，第一流道连通第一油孔和轴承，轴承设有沿径向贯通、直径为3mm～6mm的流道孔，滑块具有第二流道，第二流道连通轴承和第一滑动槽的槽壁，引导润滑油流动，保证合适的供油压力与供油量，并确保润滑油能够均匀分布在摩擦表面上。

Description

苏格兰轭润滑系统及对置发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种苏格兰轭润滑系统及对置发动机。

背景技术

相关技术中，结合图1，苏格兰轭润滑系统包括框架23′和滑块22′，应用于内燃机时，框架23′与气缸的活塞连接，承受和传递活塞的法向推力。框架23′随活塞24′沿水平方向做往复直线运动，框架23′内部具有第一滑动槽235′，滑块22′滑动设置于第一滑动槽235′内，滑块22′沿竖直方向做往复直线运动，滑块22′具有用于供曲轴的曲拐穿设的安装通孔222′，且采用轴承26′套接曲拐，从而带动曲拐旋转。当框架23沿水平方向向左运动时，第一滑动槽235′的右侧槽壁推动滑块22′同步向左运动，滑块22′与第一滑动槽235′的右侧槽壁抵接，同时沿竖直方向相对于第一滑动槽235′的右侧槽壁滑动，滑块22′与第一滑动槽235′的右侧槽壁发生摩擦。当框架23′沿水平方向向右运动时，第一滑动槽235′的左侧槽壁推动滑块22′同步向右运动，滑块22′与第一滑动槽235′的左侧槽壁抵接，同时沿竖直方向相对于第一滑动槽235′的左侧槽壁滑动，滑块22′与第一滑动槽235′的左侧槽壁发生摩擦，导致滑块22′容易磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苏格兰轭润滑系统及对置发动机，旨在解决现有的苏格兰轭润滑系统的滑块易磨损的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种苏格兰轭润滑系统，所述苏格兰轭润滑系统包括曲轴、轴承、滑块和框架，所述框架沿第一方向做往复直线运动，所述框架具有沿第二方向延伸的第一滑动槽，所述滑块可滑动地设置于所述第一滑动槽内，所述滑块具有沿第三方向贯通所述滑块的安装通孔，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，所述曲轴的曲拐穿设于所述安装通孔，所述轴承设置于所述安装通孔的孔壁和所述曲轴的曲拐之间，所述曲轴具有第一油孔和第一流道，所述第一油孔沿所述第三方向延伸，所述第一油孔的直径为3mm～6mm，所述第一流道连通所述第一油孔和所述轴承，所述轴承设有沿径向贯通、直径为3mm～6mm的流道孔，所述滑块具有第二流道，所述第二流道连通所述轴承和所述第一滑动槽的槽壁。

第二方面，本申请提供了一种对置发动机，所述对置发动机包括发动机机体和上述任意一项所述的苏格兰轭润滑系统，所述框架和所述滑块位于所述发动机机体内，所述曲轴密封穿设至所述发动机机体的外部。

本发明提供的苏格兰轭润滑系统及对置发动机的有益效果是：润滑油依次流经曲轴的第一油孔、曲轴的第一流道、流道孔、以及滑块的第二流道，进行有效分配，为滑块和轴承之间的相对转动摩擦副提供润滑，为滑块和第一滑动槽的槽壁之间的相对滑动摩擦副提供润滑，减少滑块的摩擦和磨损，第一油孔的直径为3mm～6mm，流道孔的直径为3mm～6mm，不破坏曲轴的结构强度，引导润滑油流动，保证合适的供油压力与供油量，确保润滑油能够均匀地分布在摩擦表面上，解决了现有的苏格兰轭润滑系统的滑块易磨损的技术问题，提高了苏格兰轭润滑系统的可靠性和耐久性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中的苏格兰轭润滑系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的苏格兰轭润滑系统的装配示意图；

图3为实施例提供的苏格兰轭润滑系统的一种润滑示意图；

图4为实施例提供的苏格兰轭润滑系统的又一种润滑示意图；

图5为实施例提供的苏格兰轭润滑系统的内凹式表面织构的示意图；

图6为实施例中框架设置内凹式表面织构的示意图；

图7为实施例中框架设置内凹式表面织构的又一视角图；

图8为相关技术中的苏格兰轭润滑系统的一种实验结果图；

图9为相关技术中的苏格兰轭润滑系统的又一种实验结果图；

图10为图2中的苏格兰轭润滑系统沿A-A线的剖视图；

图11为本发明实施例提供的苏格兰轭润滑系统的一种使用示意图；

图12为活塞和传统活塞的位移比较示意图；

图13为活塞和传统活塞的速度比较示意图；

图14为活塞和传统活塞的加速度比较示意图；

图15为活塞和传统活塞的急动度比较示意图；

图16为本发明实施例提供的苏格兰轭润滑系统的又一种使用示意图；

图17为本发明实施例提供的苏格兰轭润滑系统的框架的结构示意图；

图18为苏格兰轭润滑系统的框架的一种横截面示意图；

图19为苏格兰轭润滑系统的框架的八种横截面示意图；

图20为本发明实施例提供的苏格兰轭润滑系统的爆炸视图；

图21为苏格兰轭润滑系统的活塞的安装示意图；

图22为本发明实施例中的苏格兰轭润滑系统的力矩消除装置的第一种结构示意图；

图23为本发明实施例中的苏格兰轭润滑系统的力矩消除装置的第二种结构示意图；

图24为本发明实施例中的苏格兰轭润滑系统的力矩消除装置的第三种结构示意图；

图25为实施例中的力矩消除装置的第二转动轮与消矩销的装配示意图；

图26为图25的右剖视图。

其中，图中各附图标记：

X、第一方向；Y、第二方向；Z、第三方向；

10、曲轴；11、曲拐；12、轴线；13、旋转轨迹；14、第一油孔；15、第一流道；151、第一子流道；152、第二子流道；

20、润滑油膜；21、气缸；22、滑块；221、第二流道；222、安装通孔；223、装配孔；23、框架；231、框基体；232、直线杆部；233、前端部；234、后端部；235、第一滑动槽；236、直线导轨；237、送油通道；24、活塞；241、卡槽；25、活塞销；26、轴承；27、卡环；

30、力矩消除装置；31、消矩质量块；311、第二滑动槽；32、第一转动轮；33、第二转动轮；34、消矩块；341、滑块轨迹；35、消矩销；36、消矩轴承；371、同步带；372、传动齿轮；38、消矩导轨；39、滚动体；

40、内凹式表面织构；41、第一沟槽；42、第二沟槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

结合图2至图4，本申请提供了一种苏格兰轭润滑系统。苏格兰轭润滑系统包括曲轴10、轴承26、滑块22和框架23。第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。框架23沿第一方向X做往复直线运动，框架23具有沿第二方向Y延伸的第一滑动槽235，滑块22可滑动地设置于第一滑动槽235内，滑块22具有沿第三方向Z贯通滑块22的安装通孔222，曲轴10的曲拐11穿设于安装通孔222，轴承26设置于安装通孔222的孔壁和曲轴10的曲拐11之间。曲轴10具有第一油孔14和第一流道15，第一油孔14沿第三方向Z延伸，第一油孔14的直径为3mm～6mm，第一流道15连通第一油孔14和轴承26。轴承26设有沿径向贯通、直径为3mm～6mm的流道孔，滑块22具有第二流道221，第二流道221连通轴承26和第一滑动槽235的槽壁。

结合图3和图4，润滑油依次流经曲轴10的第一油孔14、曲轴10的第一流道15、轴承26、以及滑块22的第二流道221，形成润滑油路，将润滑油在曲轴10、轴承26、滑块22和框架23中进行有效分配，为滑块22和轴承26之间的相对转动摩擦副提供润滑，为滑块22和第一滑动槽235的槽壁之间的相对滑动摩擦副提供润滑。第一油孔14的直径为3mm～6mm，流道孔的直径为3mm～6mm，不破坏曲轴10的结构强度，引导润滑油流动，保证合适的供油压力与供油量，确保润滑油能够均匀地分布在摩擦表面上，减少了滑块22的磨损，提高了苏格兰轭润滑系统的可靠性和耐久性。

相反地，如果第一油孔14的直径为2mm，轴承26的流道孔的直径为2mm，会导致轴承26供油供压不足，进而导致滑块22的表面磨损严重。参见图9，滑块22的右上角由于供油不足、磨损而出现剥落区B(实际结果中不仅右上角出现剥落现象，边缘及下方均有剥落现象)，剥落出的颗粒落在发动机机体内，尤其是落到摩擦副(例如滑块22和第一滑动槽235的槽壁之间)中会加剧摩擦。

在一些实施例中，结合图3和图4，曲轴10的第一油孔14的供油压力小于油泵供油压力。可选地，曲轴10的转速为1000rpm～4500rpm，第一油孔14的供油压力2bar～8bar，供油压力和供油量是强相关，供油量为7.0L/min～40.5L/min。如果供油量特别多，供油压力大，油泵会损耗。如果第一油孔14的供油压力太小，供油不足，则导致轴承26失效。例如，参见图8，当第一油孔14的供油量为6.0L/min，滑块22的外侧壁磨损严重，其中，表面的耐磨涂层被磨光，且供油不足的区域出现烧蚀区A。摩擦受到相对运动速率、滑动运动副的影响。由于滑块22的变形主要是受动压润滑、法向力、载荷等因素影响，而气缸21的活塞24行程确定后，相对运动速率就确定，进而法向力是由气缸21的缸径、活塞24的重量确定，为此通过调节供油压力、供油量调整动压润滑，确保具有较佳的润滑效果。

在一些实施例中，润滑油的最大工作温度为140℃。由于粘度受温度和压力的影响，通过控制润滑油的最大工作温度，避免润滑油膜20承载力下降而被破坏。

在一些实施例中，第一滑动槽235的槽壁的表面粗糙度最大为Ra 0.6，从而有效减小摩擦力。在一些实施例中，滑块22的外侧壁的表面粗糙度最大为Ra 0.8，从而有效减小摩擦力。在一些实施例中，安装通孔222的孔壁和/或轴承26的轴瓦的表面(即轴承26与安装通孔222接触的表面)粗糙度最大为Ra 0.6。

结合图2和图11，在内燃机的点火/做功冲程中，活塞24的法向推力大。如果滑块22采用平面滑动轴承来减小摩擦副压强及PV值(压强×滑动速度)，防止摩擦副因高法向压力而变形、破坏，则该平面滑动轴承工况恶劣、空间有限，难以在平面滑动轴承上设计阶梯结构以引导润滑液流动，面对摩擦副滑动方向往复变化、法向载荷剧烈变化时，无法实现可靠动压润滑。此外，平面滑动轴承无法与曲轴10的第一油孔14通过流道连通，导致滑块22远端部分无法得到充分供油，而滑块22的润滑油储量有限(不可在滑块22的表面设计过大凹槽以大量存储润滑油，过大凹槽即削弱结构强度，又降低润滑油膜20的刚度/承载能力)，难以在整个点火冲程中提供足够润滑油，润滑油膜20可能破裂、导致粗糙峰直接接触，加剧摩擦磨损。

为此，在一些实施例中，第一滑动槽235的槽壁和滑块22的外侧壁的至少一个具有内凹式表面织构40，以及安装通孔222的孔壁和轴承26的轴瓦(即轴承26与安装通孔222接触的表面)中的至少一个具有内凹式表面织构40。内凹式表面织构40能够储存润滑油，建立稳定润滑油膜20并实现可靠润滑。即使滑块22及框架23的运动方向往复变化、且法向载荷剧烈变化，储存的润滑油会被释放出来，提供额外的缓冲，进一步减少滑块22的摩擦和磨损。内凹式表面织构40使得苏格兰轭润滑系统能够在高负荷、高频率的往复运动中保持稳定的性能，提高了苏格兰轭润滑系统的可靠性和耐久性。

在一个实施例中，内凹式表面织构40位于第一滑动槽235的槽壁(结合图6和图7)和滑块22的外侧壁中的一个，内凹式表面织构40位于安装通孔222的孔壁(结合图3和图4)和轴承26的轴瓦(结合图3和图4)中的一个，由于安装通孔222的孔壁与轴承26的轴瓦发生转动摩擦，滑块22的外侧壁与第一滑动槽235的槽壁发生滑动摩擦，两个摩擦副均能形成稳定的润滑油膜20，利于降低滑块22的磨损。

例如，结合图6，内凹式表面织构40位于安装通孔222的孔壁和轴承26的轴瓦中的一个，内凹式表面织构40位于第一滑动槽235的槽壁，框架23容纳滑块22及轴承26，框架23的面积大，易于在第一滑动槽235的槽壁设置内凹式表面织构40，实现框架23和滑块22之间的滑动润滑全覆盖，避免在滑块22的外侧壁上设置内凹式表面织构40，降低制造难度。例如，内凹式表面织构40同时位于安装通孔222的孔壁和滑块22的外侧壁，则分别降低了安装通孔222的孔壁与轴承26的轴瓦之间的转动摩擦力、以及滑块22的外侧壁与第一滑动槽235的槽壁之间的滑动摩擦力，且只需要在滑块22上加工内凹式表面织构40，无需在其他部件上加工内凹式表面织构40，降低了制造难度。

在一个实施例中，内凹式表面织构40位于第一滑动槽235的槽壁、滑块22的外侧壁、安装通孔222的孔壁和轴承26的轴瓦。内凹式表面织构40同时位于第一滑动槽235的槽壁和滑块22的外侧壁，则大大降低了滑块22的外侧壁与第一滑动槽235的槽壁的滑动摩擦力，减小滑块22的磨损。结合图3和图4，内凹式表面织构40同时位于安装通孔222的孔壁和轴承26的轴瓦，则大大降低了安装通孔222的孔壁与轴承26的轴瓦的转动摩擦力，减小滑块22的磨损。

在一些实施例中，结合图5(a)、图5(b)、图5(c)和图5(e)，内凹式表面织构40包括第一沟槽41和多个第二沟槽42，多个第二沟槽42均与第一沟槽41连通，利于润滑油能够更快速地铺展在整个内凹式表面织构40上。多个第二沟槽42沿第一沟槽41的长度方向间隔分布，增加了内凹式表面织构40的面积，增加润滑油的储存空间，使得润滑油能够更均匀地铺展在摩擦副上，避免摩擦副出现局部贫油而导致润滑失效，提供更稳定、更连续的润滑。

此外，第一沟槽41和第二沟槽42交叉设置，第一沟槽41增加了内凹式表面织构40在第一沟槽41的长度方向上的尺寸，第二沟槽42增加了内凹式表面织构40在第一沟槽41的宽度方向上的尺寸，利于内凹式表面织构40在摩擦面上铺展开来，增大了润滑面积，提高了摩擦副之间的润滑效果。

可以理解，在其他实施例中，结合图5(d)，内凹式表面织构40为第一沟槽41，不包括第二沟槽42，简化内凹式表面织构40的加工制造；或者，内凹式表面织构40包括不连通的第一沟槽41和多个第二沟槽42，仅能依靠摩擦副相对运动牵连润滑油运动而铺展至摩擦副表面，此时不利于润滑油快速全面铺展及润滑油膜的建立与维持。

在一个实施例中，结合图5(a)、图5(b)和图5(c)，第一沟槽41的形状为直线型，直线型沟槽减少润滑油在第一沟槽41中的流动阻力和滞留时间，提高润滑效率。在另一个实施例中，结合图5(d)和图5(e)，第一沟槽41的形状为曲线型，尤其是正弦曲线型沟槽，可以产生更强的流体动压作用，有助于将润滑油更均匀地分布到摩擦表面上，提高润滑效果，且曲线型沟槽具有更大的表面积，扩散第一沟槽41的流经面积和润滑区域面积。

在一个实施例中，第一沟槽41的长度方向与第二沟槽42的长度方向之间的夹角为30°～150°。例如，结合图5(a)和图5(e)，第二沟槽42的长度方向垂直于第一沟槽41的长度方向，一方面增强内凹式表面织构40的整体结构稳定性，另一方面垂直相交的设计有助于润滑油在两个方向上更均匀地分布，确保摩擦副之间得到充分的润滑。再例如，结合图5(b)和图5(c)，第二沟槽42的长度方向与第一沟槽41的长度方向倾斜相交，以优化动压润滑效果。当润滑油从第一沟槽41流入第二沟槽42的转角为钝角时，降低了润滑油的流动阻力，利于更快速地铺满内凹式表面织构40；当润滑油从第一沟槽41流入第二沟槽42的转角为锐角时，降低了润滑油的流动速度，利于润滑油平稳、没有气泡地铺满内凹式表面织构40，提高润滑油膜20的质量。

在一个实施例中，结合图5(a)、图5(b)、图5(c)和图5(e)，第二沟槽42的形状为直线型，降低流动阻力，尤其是第二沟槽42的过流面积较小时，有助于润滑油充满第二沟槽42。可以理解，在其他实施例中，第二沟槽42的形状为曲线型，尤其是正弦曲线型，可以产生更强的流体动压效应，有助于将流体更均匀地分布到摩擦表面上，并且能够增大润滑面积，储存更多的润滑油，建立稳定可靠的润滑油膜20。

在一个实施例中，第一沟槽41作为润滑油的主流体通道，如位于轴承26的第一沟槽41与第一流道15直接连通，位于滑块22的第一沟槽41与第二流道221直接连通，位于框架23的第一沟槽41正对第二流道221的出口。

在一个实施例中，结合图5(a)、图5(b)、图5(c)，第一沟槽41的数量为一个，利于精确地控制润滑油的流动路径及流量分配，保障铺满整个内凹式表面织构40。例如，第一沟槽41用于进油，并分配给所有的与之相通的第二沟槽42，不会出现个别第一沟槽41或第二沟槽42由于距离或高度因素而贫油。在另一个实施例中，结合图5(d)和图5(e)，第一沟槽41的数量为两个以上，至少两个第一沟槽41可以分散润滑油的流动路径，使流体能够更快速、更均匀地分布在整个摩擦表面上。

在一些实施例中，结合图5至图7，第一沟槽41的过流面积大于第二沟槽42的过流面积，以使足够的润滑油可输送至各第二沟槽42及润滑油路的下游远端区域。第一沟槽41能够容纳和输送更多的润滑油，确保了即使在高负荷或高速运转的条件下，也能有足够的润滑油被输送到各个第二沟槽42。

具体地，第一沟槽41的过流面积为第二沟槽42的过流面积的1.5倍～3倍，一方面避免第二沟槽42的过流面积过小，保障第一沟槽41内的润滑油能够快速地铺满第二沟槽42，同时限制第一沟槽41的过流面积大于或等于第二沟槽42的过流面积的1.5倍，避免第二沟槽42的加工量大而影响结构强度、降低润滑油膜20的承载能力。

在一些实施例中，结合图7(a)，内凹式表面织构40沿第二方向Y铺满第一滑动槽235的槽壁，内凹式表面织构40在第二方向Y上的中部过流面积大于端部过流面积。由于滑块22沿第一滑动槽235的中部滑动至第一滑动槽235的一端，再折返滑动至第一滑动槽235的另一端，再折返至第一滑动槽235的中部，依次循环，滑块22与第一滑动槽235的中部摩擦次数多、摩擦时间长，需要的润滑面积大和/或润滑油膜20厚度大，利于重点改善第一滑动槽235的中部润滑效果。

可选地，结合图7(a)，第一沟槽41沿第二方向Y铺满第一滑动槽235的槽壁，多个第二沟槽42在第一滑动槽235的中部密度大于多个第二沟槽42在第一滑动槽235的端部密度，从而实现内凹式表面织构40的中部过流面积大。可选地，第一沟槽41在第一滑动槽235的中部过流面积大于在第一滑动槽235的端部过流面积，从而实现内凹式表面织构40的中部过流面积大。

在一些实施例中，请结合图3和图6，内凹式表面织构40沿第二方向Y铺满第一滑动槽235的两侧槽壁，内凹式表面织构40在第二方向Y上的一端过流面积大于另一端过流面积，以便内凹式表面织构40的两端具有不同的流体阻力，促使更多的润滑油进入高负载区域，较少的润滑油进入低负载区。

例如，内凹式表面织构40在左侧槽壁的上端过流面积大于下端过流面积，内凹式表面织构40在右侧槽壁的下端过流面积大于上端过流面积。当框架23沿第一方向X向右滑动时，滑块22与第一滑动槽235的左侧槽壁的摩擦副位于第二方向Y的上侧(高负载区)，此时，内凹式表面织构40在第二方向Y上的上端过流面积大于下端过流面积，有针对性地润滑滑块22与第一滑动槽235的左侧槽壁之间的摩擦副。当框架23沿第一方向X向左滑动时，滑块22与第一滑动槽235的右侧槽壁的摩擦副位于第二方向Y的下侧(高负载区)，此时，内凹式表面织构40在第二方向Y上的下端过流面积大于上端过流面积，有针对性地润滑滑块22与第一滑动槽235的右侧槽壁之间的摩擦副。

在一些实施例中，结合图7(b)～图7(d)，第一滑动槽235的相对两侧槽壁均具有内凹式表面织构40，位于第一滑动槽235的相对两侧槽壁的两个内凹式表面织构40沿第二方向Y间隔分布。基于苏格兰轭润滑系统的运动规律，滑块22同一时刻仅单侧受力，即同一时刻滑块22仅有一侧的表面与第一滑动槽235紧密接触形成摩擦副。在保证可靠润滑同时，避免过大的泵油损失、效率降低。

例如，第一滑动槽235的左侧上半部分具有内凹式表面织构40，第一滑动槽235的右侧下半部分具有内凹式表面织构40，当框架23沿第一方向X向右滑动时，滑块22的左侧外侧壁与第一滑动槽235的左侧上半部分接触形成摩擦副，左侧上半部分的内凹式表面织构40提供稳定的润滑油膜20，滑块22的右侧外侧壁与第一滑动槽235的右侧上半部分分离而不形成摩擦副，右侧上半部分不需要设置内凹式表面织构40。因此，第一滑动槽235的两侧槽壁的内凹式表面织构40上下间隔，正好对应与滑块22的单侧表面的摩擦副，实现有针对性地润滑，避免润滑油的浪费，以及减少内凹式表面织构40的加工量。

在一些实施例中，配合特定发动机点火顺序，滑块22的单侧形成摩擦副时滑块22摩擦面仅在框架23内的上半部分(或下半部分)相对滑动。在一个运行周期内，由于润滑油是采用流道持续供应，润滑油不会随着滑块22运动而被损耗，摩擦副间润滑油油量不会减小，润滑油膜20能够有效维持。因此，在点火冲程中承压摩擦副同时利用第一滑动槽235的两个槽壁上的内凹式表面织构40，而在其他冲程中，承压面可利用滑块22自身内凹式表面织构40以减小摩擦磨损。在保证可靠润滑同时，避免过大的泵油损失、效率降低。

在一些实施例中，基于苏格兰轭润滑系统的运动规律，滑块22同一时刻仅单侧受力，滑块22的相对两侧外侧壁均具有内凹式表面织构40，位于滑块22相对两侧外侧壁的两个内凹式表面织构40沿第二方向Y间隔分布，实现有针对性地润滑，避免润滑油的浪费，避免过大的泵油损失、效率降低，以及减少内凹式表面织构40的加工量。

在一些实施例中，第一滑动槽235的槽壁和/或滑块22的外侧壁安装有摩擦块，摩擦块具有内凹式表面织构40。如此，可简化对框架23及滑块22的加工要求，并可加工不同厚度的摩擦块，以适应不同安装间匹配隙需求，也便于后期维护与监测。同时，由于摩擦块是独立的部件，因此可以更容易地进行磨损监测和评估，从而提前发现潜在的故障风险并更换维护。具体地，滑块22具有装配孔223(参见图9)，紧固件穿设于装配孔223及摩擦块，从而将摩擦块安装于滑块22上。

在一些实施例中，第一滑动槽235的槽壁和滑块22的外侧壁中的至少一个，以及安装通孔222的孔壁和轴承26的轴瓦中的至少一个具有抗磨涂层，以减小摩擦系数，增强耐磨性。抗磨涂层可选为高分子复合材料制成。相比金属材料，高分子复合材料具有较好的耐磨性和附着性，并可通过多种方法附着于金属表面，黏附性能好，不易脱落，可通过压印等方法加工内凹表面织构。相比于陶瓷材料，高分子复合材料耐受冲击载荷，不容易脆裂，适用于载荷反复变化的场景。

在其中一个实施例中，第一滑动槽235的槽壁、滑块22的外侧壁、安装通孔222的孔壁和轴承26的轴瓦中的至少一个同时具有分离设置的内凹式表面织构40和抗磨涂层。内凹式表面织构40能够增加润滑油在接触面上的储存空间，从而减少干摩擦和磨损。抗磨涂层通常具有较高的硬度，能够抵抗划痕、压痕等机械损伤，能够降低摩擦系数。内凹式表面织构40存储润滑油并引导润滑油流动以创造动压润滑状态，与抗磨涂层相结合，形成双重保护。当摩擦副的法向载荷小时，主要是内凹式表面织构40形成的润滑油膜20隔开相互摩擦的物体，降低磨损；当摩擦副的法向载荷大时，油膜厚度减薄而发生表面粗糙峰接触时，抗磨涂层可有效降低磨损。此时，抗磨涂层可以是亲油涂层，也可以是非亲油涂层，在此不做具体限定。

在其中一个实施例中，第一滑动槽235的槽壁、滑块22的外侧壁、安装通孔222的孔壁和轴承26的轴瓦中的至少一个同时具有相重叠的内凹式表面织构40和抗磨涂层，抗磨涂层为亲油涂层，提高润滑油膜20的稳定性。

在一些实施例中，结合图3和图4，第二流道221的数量为两组，两组第二流道221位于曲轴10在第一方向X上的两侧，第一流道15随曲轴10旋转交替地与两组第二流道221连通，从而交替地为第二流道221提供润滑油。结合苏格兰轭润滑系统的运动规律，当滑块22与第一滑动槽235的左侧槽壁摩擦时，第一流道15随曲轴10旋转至与左侧的第二流道221连通；当滑块22与第一滑动槽235的右侧槽壁摩擦时，第一流道15随曲轴10旋转至与右侧的第二流道221连通，实现润滑油有针对性地供应。在发生摩擦副的一侧加大润滑油的供应，有效减小摩擦磨损。在保证可靠润滑同时，避免过大的泵油损失、降低发动机效率。

可选地，结合图3和图4，第一流道15包括第一子流道151和第二子流道152。

在一些实施例中，轴承26的轴瓦开设长度为2.5mm～3mm、宽度为0.8mm～1.0mm的内凹式表面织构40。即，轴承26轴瓦的开截面积为2.5～3*0.8～1.0mm²的沟槽。该尺寸的内凹式表面织构40能够储存并引导润滑油，不会破坏轴瓦的结构强度，有助于在摩擦过程中形成动压润滑效应，进一步改善润滑效果，分散轴承26运转过程中产生的压力，使压力分布更加均匀，进一步提高轴承26的承载能力。

在一些实施例中，滑块22开设长度为2.5mm～3mm、宽度为1.0mm～1.5mm的内凹式表面织构40。即，滑块22的开槽范围2.5～3*1.0～1.5mm沟槽。该尺寸的内凹式表面织构40能够确保在滑块22运动过程中，润滑油能够持续、稳定地供应到摩擦表面，有助于在滑块22与摩擦副之间形成动压润滑效应，提高润滑油的流动性，使得润滑更加均匀、有效，同时不会破坏滑块22的结构强度。

在一些实施例中，苏格兰轭润滑系统包括气缸21和活塞24，活塞24沿第一方向X滑动设置于气缸21内。框架23与活塞24连接。

在一些实施例中，结合图2和图10，框架23包括框基体231和两个直线杆部232，直线杆部232沿第一方向X延伸，每一直线杆部232的前端部233与一个活塞24连接，直线杆部232随活塞24沿第一方向X在气缸21中作往复直线运动，直线杆部232不作转动运动，气缸21无需增大缸径以留出供直线杆部232转动的空间，气缸21与直线杆部232不发生干涉，利于气缸21的尺寸进一步缩小。直线杆部232的后端部234与框基体231固定连接，二者之间无需容纳轴承26，即后端部234的尺寸可以减小，气缸21的缸径可以相应地减小。两个直线杆部232位于框基体231在第一方向X上的相对两侧。

具体地，结合图10，直线杆部232的形状呈直线形，整体横截面均匀或大致均匀，在满足相同结构强度要求下，均匀截面的直线杆部232尺寸可以减小，气缸21的缸径容纳横截面均匀的直线杆部232，气缸21的内部空间得到充分利用，紧凑配合有助于减少振动和噪音，提高发动机的整体耐久性；在发动机排量不变的前提条件下，气缸21的缸径可以更小，能够允许直线杆部232在第一方向X上的行程更大，在作功行程中框架23对曲轴10的力臂更大，在曲轴10上产生的扭矩更大，有利于提升发动机的动力性。并且，直线杆部232行程增大，有利于提高对置发动机的压缩比和热效率，在作功阶段能高效地将气缸21内部混合气体燃烧产生的能量转换为机械能，有利于提升对置发动机的动力性和经济性，达到节能减排的效果。

本实施例中，结合图11和图16，滑块22随曲拐11沿旋转轨迹13作平面运动。框架23负责将气缸21燃料燃烧后产生的作用在活塞24的气体压力传递到曲轴10上，并向外输出动力。以靠近第三方向Z正向的苏格兰轭润滑系统为例，滑块22的平面运动可分解为分别在第一方向X和第二方向Y上作直线运动。滑块22的位移为x＝r*(1-cosφ)，y＝r*sinφ，为标准的正弦运动/余弦运动，其中，r为滑块22的中心到曲轴10的轴线12的距离，为定值；φ为滑块22的中心到轴线12的连线与水平面的夹角，或者说是滑块22相对于xoz面的转角，为变量，取值范围为0～2π。即，参见图12，活塞24和框架23沿第一方向X作直线往复运动，x＝r*(1-cosφ)，对位移表达式进行一次求导、二次求导和三次求导，可以得到活塞24和框架23的速度(参见图13)、加速度(参见图14)和急动度(参见图15)，均为单项式正弦/余弦函数，影响因素单一，机构简单可靠，均不存在正弦/余弦的多项式函数，不产在二阶往复惯性力，动力输出稳定。换言之，苏格兰轭润滑系统作直线运动的部件只产生一阶往复惯性力，不产在二阶往复惯性力。

传统活塞通过连杆、曲柄与曲轴10连接，活塞24在第一方向X上的位移表达式为x＝R*[(1-cosθ)+(1-cos2θ)*λ/4]。其中，R为曲柄的长度，为定值；L为连杆的长度，为定值；λ＝R/L，为定值；θ为曲柄与水平面的夹角，或者说是曲柄相对于xoz面的转角，为变量，取值范围为0～2π。类似地，对该表达式分别进行一次求导、二次求导和三次求导，可以得到传统活塞的速度、加速度和急动度。图12至图15为活塞24和传统活塞在位移、速度、加速度和急动度的比较示意图，曲线A表示活塞24，曲线B表示传统活塞。传统活塞作近似余弦/正弦运动，难以实现完全动平衡。

结合图13，横坐标的转动角度为2π的倍数时，活塞24更慢地离开上止点位置，即发动机将在上止点附近具有较低的气缸21容积变化率，保持具有较高充气密度的气体状态，有助于燃烧火焰前沿扩展，利于充分燃烧，利于环保排放，利于化学能充分转化为机械能；活塞24更慢地接近上止点位置，有助于防止爆震，利于在高压缩比前提下采用低牌号燃油。与具有相同缸径和冲程的常规曲柄连杆机构发动机相比较时，活塞24在上止点附近的运动具有较低的速度。

结合图14，本发明的活塞24加速度曲线更平滑、波动更小，输出扭矩更平稳。结合图15，滑块22在框基体231的中间位置时，与活塞24同在x轴上，力臂为0，混合气体被点燃，气缸21内气体压力迅速增大，活塞24的急动度最大，但此时框架23对曲轴10的力臂最小。当滑块22运动到上/下止点时，活塞24移动了半个行程，此时虽然力臂最大，但气体压力已经下降一大半。如此，活塞24冲击更小、更平滑，利于苏格兰轭润滑系统及对置发动机获得更优的NVH性能。

在一些实施例中，结合图17，两个直线杆部232关于框基体231的中心对称分布。具体地，两个直线杆部232分别连接于框基体231在第二方向Y上的中间位置。两个直线杆关于框基体231镜像设置。如此，两个活塞24同轴镜像对称设置，根本上解决了单活塞24连杆滑动面强度薄弱和多活塞24水平扭振问题。

在一些实施例中，结合图10和图17，后端部234与框基体231圆角过渡连接，圆角过渡可以有效分散和缓解在连接处产生的应力集中现象，提高框架23的疲劳强度和耐久性，无需通过增大后端部234尺寸而应对较大的集中应力，利于直线杆部232和气缸21的尺寸缩小设计。在其中一个实施例中，后端部234和框基体231之间的圆角直径为直线杆部232的直径的50％～180％，一方面圆角直径大于或等于直线杆部232的直径的50％，避免后端部234形成尖角，避免在连接处形成过高的局部应力，有助于更好地分散连接处的应力，提高整个框架23的疲劳强度和耐久性；另一方面圆角直径小于或等于直线杆部232的直径的180％，避免圆角过渡尺寸较大而与气缸21的缸壁发生干涉。

在一些实施例中，直线杆部232在第三方向Z上的尺寸与框基体231在第三方向Z上的尺寸接近。在其中一个实施例中，直线杆部232在第三方向Z上的尺寸为框基体231在第三方向Z上的尺寸的80％～120％，保证在第三方向Z上直线杆部232的尺寸与框基体231的尺寸相近，增强直线杆部232和框基体231之间的连接强度，避免在连接处某一部件在第三方向Z上的尺寸冗余，提高框架23在三维空间内的紧凑性。

在其中一个实施例中，直线杆部232在第二方向Y上的尺寸为框基体231在第二方向Y上的尺寸的8％～20％。由于滑块22沿第二方向Y可滑动地设置于框基体231，因此，框基体231在第二方向Y上的尺寸较大。本方案通过限定在第二方向Y上直线杆部232的尺寸小于或等于框基体231的尺寸的20％，利于缩小直线杆部232的尺寸，有助于减少其在运动过程中的惯性力、以及缩小气缸21的缸径。同时，本方案通过仿真及强度校核，限定在第二方向Y上直线杆部232的尺寸大于或等于框基体231的尺寸的8％，避免二者的连接处出现不稳定地结构过渡，进而避免应力集中。

在其中一个实施例中，直线杆部232和框基体231一体成型，提高框架23的整体性。在其中一个实施例中，直线杆部232和框基体231之间焊接、螺纹连接、过盈套接，均不需要使用连杆螺栓，后端部234无需增大尺寸以设置螺丝孔，利于直线杆部232和气缸21缩小设计，且焊接、螺纹连接和过盈套接能够确保直线杆部232和框基体231之间的紧密连接，减少因连接松动或断裂而引起的强度下降。

在一些实施例中，结合图10和图17，第一滑动槽235的槽壁具有直线导轨236，滑块22滑动设置于直线导轨236。直线导轨236增强了基体对滑块22的支撑作用，直线导轨236与滑块22的配合能够减少因摩擦和间隙而产生的振动，提高传动效率。具体地，直线导轨236一体成型于第一滑动槽235的槽壁。具体地，直线导轨236的数量为两个，两个直线导轨236设置于第一滑动槽235在第一方向X上的两槽壁。

在一些实施例中，结合图17和图18，框架23作在工作过程中受到周期性的交替载荷，容易出现疲劳断裂，框基体231和/或直线杆部232在垂直于第一方向X上的截面形状为“王”字形，相比于工字形连杆，框基体231和/或直线杆部232的强度及刚度提高，可防止框架23在传递动力时出现明显变形。

可以理解，在其他实施例中，结合图19，框基体231和/或直线杆部232在垂直于第一方向X上的截面形状为、工字形、四边形、圆形、椭圆形、圆环形或椭圆环形。其中，工字形截面的框基体231和/或直线杆部232在承受弯曲载荷时具有更好的抗弯性能；四边形截面的框基体231和/或直线杆部232形状简单，易于制造和加工；在相同截面和承受相同扭矩条件下，圆截面上的框基体231和/或直线杆部232最大切应力最小，扭转角也比非圆截面轴的小；椭圆截面的框基体231和/或直线杆部232在单向压弯作用下能提供对结构有利的强弱轴，有利于充分利用材料强度并节约材料。圆环形和椭圆环形截面的框基体231和/或直线杆部232支撑受力性能合理，能够均匀分布载荷，提高整体结构的稳定性。

在一些实施例中，直线杆部232在第一方向X上的尺寸为直线杆部232的外径的4倍～7倍。一方面，通过增加直线杆部232在第一方向X上的尺寸，大于或等于直线杆部232的外径的4倍，提高直线杆部232及活塞24的行程，提高气缸21的压缩比；另一方面限制直线杆部232在第一方向X上的尺寸小于或等于直线杆部232的外径的7倍，避免直线杆部232过细，使得直线杆部232在承受弯曲载荷时具有良好的抗弯能力。

本实施例中，结合图19，直线杆部232可以实心的，也可以是空心的。直线杆部232为空心时，中空结构用于供润滑油流通，实现散热功能，确保直线杆部232在高频、高负载工况下能够保持适宜的工作温度，防止过热导致的性能下降或损坏，并有利于降低直线杆部232的热负荷，防止其失效。此外，当发生曲轴箱窜气时，中空结构能减小框架23的运动所引起的曲轴箱内气流扰动，有利于曲轴箱内通风系统的正常工作。

可选地，框架23具有送油通道237，送油通道237与润滑油膜20连通。换言之，框基体231和直线杆部232均具有送油通道237，并相互连通。

在一些实施例中，结合图20和图21，苏格兰轭润滑系统还包括活塞销25和两个卡环27，前端部233具有贯通的销孔，活塞24的两端分别具有卡槽241，两个卡环27分别卡接于两个卡槽241内，活塞销25穿设于销孔中，活塞销25的两端分别抵靠两个卡环27，实现对活塞销25的限位。具体地，活塞24与直线杆部232可转动连接，采用活塞销25连接且可沿活塞销25的轴向移动，解除了框架23与气缸21之间的强运动约束，使框架23处于自适应、自平衡的浮动状态，解决气缸21受热膨胀或曲轴10产生弯、扭变形所导致镜像对置的两气缸21与曲轴10的轴线12不垂直问题，降低了加工及装配精度要求，大幅延长了使用寿命。

为简化图纸，图11和图16中仅示意了直线杆部232，未示意出直线杆部232的外径沿第一方向X基本不变。

实施例二

本申请提供了一种对置发动机，对置发动机包括发动机机体(图未示)和实施例一中任意一项的苏格兰轭润滑系统，框架23和滑块22位于发动机机体内，曲轴10密封穿设至发动机机体的外部。发动机机体的底部具有回油口，润滑油在重力作用下回流至回油口。

在一些实施例中，结合图11和图16，对置发动机还包括力矩消除装置30。曲轴10的长度方向与第三方向Z一致，曲轴10绕第三方向Z旋转，曲轴10包括至少一个曲拐11。换言之，曲拐11的数量可以是一个、两个、或者超过两个，在此不做具体限定。一个苏格兰轭润滑系统对应一个曲拐11。一般地，曲拐11的数量和苏格兰轭润滑系统的数量相等，且一一对应。一个苏格兰轭润滑系统包括两个气缸21和两个活塞24。每一活塞24可沿第一方向X地滑动设置于一个气缸21。力矩消除装置30包括消矩质量块31，消矩质量块31在曲轴10的驱动下沿第一方向X作往复运动，消矩质量块31产生的作用于发动机机体上的惯性力矩与所有苏格兰轭润滑系统产生的作用于发动机机体上的惯性力矩的方向相反。

请继续参见图11，对于四缸水平的对置发动机，由于两个曲拐11的相位角相差180°，作用在两个曲拐11上的一阶往复惯性力F1大小相等，方向相反，可相互抵消。这两个一阶往复惯性力F1不作用在同一直线上，在第一方向X和第三方向Z所在的水平面xoz内产生不平衡力矩M1，使对置发动机绕第二方向Y转动，并且曲轴10每转过180°时，M1的大小发生改变，方向也周期性地转换到相反方向，会引起整个对置发动机的振动。

消矩质量块31在曲轴10的驱动下沿第一方向X作往复运动，消矩质量块31产生作用于发动机机体上的一阶往复惯性力F2。两个力矩消除装置30间隔安装于曲轴10，两个一阶往复惯性力F2不作用在同一直线上，从而在第一方向X和第三方向Z所在的水平面xoz内产生不平衡力矩M2，M2和M1的方向相反，可以能够减轻或抵消单独不平衡力矩M1的振动，显著提升对置发动机的NVH性能，减少了因振动和不平衡力造成的能量损失，利于对置发动机更高效地工作，输出功率更为稳定，提升了对置发动机的整体性能和耐用性。

具体地，消矩质量块31产生的惯性力矩与所有苏格兰轭润滑系统产生的合惯性力矩的方向相反、大小相等，从而消除了苏格兰轭润滑系统产生的惯性力矩，完全消除了振动。可选地，消矩质量块31的位移大小与活塞24的位移大小相同，利于简化力矩消除装置30和苏格兰轭润滑系统的惯性力矩平衡计算。例如，消矩质量块31的位移表达式和活塞24的位移表达式的相位角相差180°，其他参数相同，从而实现大小相等、方向相反，且在同一平面上，大大简化了消矩质量块31的选配。

本申请提供的对置发动机，可以是水平对置发动机，也可以是竖直对置发动机，在此不做具体限定。对置发动机的缸数可以是两个、四缸和多缸，在此不做具体限定。本对置发动机可用于增程器系统的发动机，如增程式电动汽车、增程式飞行器、增程式水面/水下航行器、两栖航行器、地效飞行器等的增程器，在此不做具体限定。

在一些实施例中，力矩消除装置30可以位于发动机机体内，也可以位于发动机机体的外部。当力矩消除装置30位于发动机机体内时，力矩消除装置30安装于位于发动机机体内的曲轴10，力矩消除装置30得到发动机机体的保护和密封，稳定性高。可选地，第二滑动槽311的槽壁和/或消矩块34的外侧壁具有实施例一中的任意一种内凹式表面织构40，利于减小消矩块34与消矩质量块31之间的滑动摩擦力。当力矩消除装置30位于发动机机体外时，力矩消除装置30安装在位于发动机机体外的曲轴10，减少占用发动机机体的空间，利于发动机机体小型化设计。具体地，力矩消除装置30还包括力矩消除舱，消矩质量块31和消矩块34位于力矩消除舱内。可选地，力矩消除舱具有进油口和出油口，以流通润滑油，降低消矩质量块31和消矩块34之间的摩擦力，例如，第二滑动槽311的槽壁和/或消矩块34的外侧壁具有实施例一中的任意一种内凹式表面织构40。

根据力矩消除装置30的运动规律，可选地，内凹式表面织构40沿第二方向Y铺满第二滑动槽311的槽壁，内凹式表面织构40在第二方向Y上的中部过流面积大于端部过流面积；可选地，内凹式表面织构40沿第二方向Y铺满第二滑动槽311的两侧槽壁，内凹式表面织构40在第二方向Y上的一端过流面积大于另一端过流面积；第二滑动槽311的相对两侧槽壁均具有内凹式表面织构40，位于第二滑动槽311的相对两侧槽壁的两个内凹式表面织构40沿第二方向Y间隔分布；可选地，消矩块34的相对两侧外侧壁均具有内凹式表面织构40，位于消矩块34相对两侧外侧壁的两个内凹式表面织构40沿第二方向Y间隔分布；可选地，第二滑动槽311的槽壁和/或消矩块34的外侧壁安装有摩擦块，摩擦块具有内凹式表面织构40；可选地，第二滑动槽311的槽壁和/或消矩块34的外侧壁具有抗磨涂层，抗磨涂层可与内凹式表面织构40相分离或相重叠，抗磨涂层可选为陶瓷涂层、金属涂层或金刚石涂层，抗磨涂层可选为亲油涂层或疏油涂层。

在一些实施例中，结合图11，力矩消除装置30安装于曲轴10的端部。曲轴10的中间空间是动力传输和转换的关键区域，保持苏格兰轭润滑系统的原始设计，不利于保障苏格兰轭润滑系统的稳定性和可靠性，确保动力传输的顺畅和高效，会对发动机的核心性能产生影响，可以确保对置发动机在引入力矩消除装置30后仍然能够保持原有的高效性和可靠性，适配原有的汽车或飞行器使用。力矩消除装置30作为独立的模块安装在曲轴10端部，使得整个对置发动机的设计更加模块化。当需要更换或维修力矩消除装置30时，可以单独进行，无需对整个发动机进行拆解，从而降低了维护成本和时间。由于力矩消除装置30是独立于苏格兰轭润滑系统安装的，因此可以根据实际需要选择不同的型号和规格的力矩消除装置30来产生不同大小和方向的力矩M2，适应不同的发动机和应用场景。

在一些实施例中，结合图11，苏格兰轭润滑系统的数量为偶数，消矩块34的安装相位角与临近的滑块22的安装相位角相差180°，从而消矩质量块31产生的惯性力矩和临近的苏格兰轭润滑系统产生的惯性力矩的方向相反，从而有效抵消或减轻往复惯性力F1引起的振动，同时指明了消矩块34的相位角安装要求。

在一些实施例中，结合图16，苏格兰轭润滑系统的数量为奇数，消矩块34的安装相位角与临近的滑块22的安装相位角相差180°，从而消矩质量块31产生的惯性力F2和临近的苏格兰轭润滑系统产生的惯性力F1的方向相反，从而有效抵消或减轻往复惯性力F1引起的振动，同时指明了消矩块34的相位角安装要求。两个消矩质量块31产生的惯性力矩的方向相反，大小相等，且在同一平面上，实现惯性力矩平衡。

在其中一个实施例中，结合图11和图16，力矩消除装置30的数量为两个，两个力矩消除装置30间隔安装于曲轴10，两个力矩消除装置30产生的惯性力相平衡，减少发动机零部件的应力集中和振动，从而提高发动机的运行稳定性。

在其中一个实施例中，所有苏格兰轭润滑系统产生的惯性力矩与两个力矩消除装置30产生的惯性力矩相平衡，发动机在运转过程中产生的振动和噪音会大大降低，减少零部件的应力和磨损，从而延长发动机的整体寿命。

在一些实施例中，结合图16，苏格兰轭润滑系统的数量为奇数，每一苏格兰轭润滑系统安装于一个曲拐11。力矩消除装置30的数量为两个，两个力矩消除装置30间隔安装于曲轴10，两个力矩消除装置30产生的惯性力与所有苏格兰轭润滑系统产生的惯性力相平衡，两个力矩消除装置30产生的惯性力的方向相同。两个力矩消除装置30产生的惯性力矩相平衡。

例如，结合图16，一个框架23产生朝向第一方向X负向的惯性力F1，两个力矩消除装置30产生朝向第一方向X正向的惯性力F2，F2＝1/2*F1，实现惯性力平衡，同时不会产生往复惯性力矩。

在一些实施例中，结合图22至图26，力矩消除装置30还包括第一转动轮32、第二转动轮33和消矩块34，第一转动轮32安装于曲轴10，第二转动轮33与第一转动轮32联动，消矩块34可转动地偏心设置于第二转动轮33，消矩块34沿第二方向Y滑动地安装于消矩质量块31，从而将第二转动轮33的偏心位置的旋转运动，分成消矩块34和消矩质量块31的直线往复运动，且直线运动符合标准的正弦运动/余弦运动，消矩质量块31不会产生二阶往复惯性力，减少振动和噪声。

在其中一个实施例中，消矩质量块31具有沿第二方向Y延伸的第二滑动槽311，消矩块34滑动设置于第二滑动槽311。第二滑动槽311限定了消矩块34可靠地沿第二方向Y滑动，进而并列分成的消矩质量块31可靠地沿第一方向X滑动，且均符合标准的正弦运动/余弦运动。

在其中一个实施例中，消矩块34连接有消矩销35，消矩销35通过消矩轴承36可转动地偏心设置于第二转动轮33。消矩销35的设置使得消矩块34实现偏心运动，其滑块轨迹341呈圆形。消矩轴承36允许消矩块34相对于第二转动轮33进行转动，因此可以更加灵活地调节和平衡系统中的不平衡力矩，同时减少了消矩块34与第二转动轮33之间的摩擦和阻力，从而提高了动力传递的效率。在一个实施例中，消矩块34在消矩质量块31上作直线往复运动，二者存在滑动摩擦。消矩块34承受传递向消矩质量块31的第一方向X推力。

在一些实施例中，第一转动轮32和第二转动轮33的传动比为1:1，使得第二转动轮33的转速与曲轴10保持一致。

在其中一个实施例中，结合图22，第一转动轮32和第二转动轮33通过同步带371连接，传动比准确，减少因传动误差引起的振动和噪声。在其中一个实施例中，结合图23和图24，第一转动轮32和第二转动轮33相啮合连接，传动比准确，稳定性好，可靠性高，齿轮传动能够承受较大的扭矩和负载，提高力矩消除装置30的运行稳定性。可选地，第一转动轮32和第二转动轮33直接啮合，减少中间部件。可选地，结合图24，第一转动轮32和第二转动轮33通过传动齿轮372啮合，实现二者旋转方向相同。在其中一个实施例中，第一转动轮32和第二转动轮33通过同步链条连接，传动可靠性高，能够传递较大的功率和扭矩。

同步带371、第一转动轮32和第二转动轮33直接啮合、同步链条分别具有同步带371正时、齿轮正时、链条正时的作用，保证力矩消除装置30产生的惯性力或惯性力矩与苏格兰轭润滑系统产生的惯性力或惯性力矩的方向相反、大小相等，减少发动机的振动。

在一些实施例中，结合图22，力矩消除装置30还包括消矩导轨38，消矩导轨38沿第一方向X延伸，消矩质量块31可沿消矩导轨38移动地安装于消矩导轨38。消矩导轨38限定了消矩质量块31在第一方向X上作直线往复运动，控制其产生的惯性力及惯性力矩方向可控，确保了能够快速响应并消除不平衡力矩，提高发动机的稳定性。

在其中一个实施例中，结合图22，消矩质量块31通过滚动体39滚动安装于消矩导轨38，降低了消矩质量块31的移动摩擦力，减少了因滑动摩擦可能产生的摩擦阻力和磨损，提高了系统的运动平稳性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种苏格兰轭润滑系统，其特征在于：所述苏格兰轭润滑系统包括曲轴、轴承、滑块和框架，所述框架沿第一方向做往复直线运动，所述框架具有沿第二方向延伸的第一滑动槽，所述滑块可滑动地设置于所述第一滑动槽内，所述滑块具有沿第三方向贯通所述滑块的安装通孔，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，所述曲轴的曲拐穿设于所述安装通孔，所述轴承设置于所述安装通孔的孔壁和所述曲轴的曲拐之间，所述曲轴具有第一油孔和第一流道，所述第一油孔沿所述第三方向延伸，所述第一油孔的直径为3mm~6mm，所述第一流道连通所述第一油孔和所述轴承，所述轴承设有沿径向贯通、直径为3mm~6mm的流道孔，所述滑块具有第二流道，所述第二流道连通所述轴承和所述第一滑动槽的槽壁；

所述第一滑动槽的槽壁、所述滑块的外侧壁、所述安装通孔的孔壁和所述轴承的轴瓦均具有内凹式表面织构，所述内凹式表面织构包括第一沟槽和多个第二沟槽，所述多个第二沟槽均与所述第一沟槽连通，所述多个第二沟槽沿所述第一沟槽的长度方向间隔分布，所述第一沟槽和第二沟槽交叉设置，所述第一沟槽的过流面积大于第二沟槽的过流面积；所述第一滑动槽的槽壁和所述滑块的外侧壁中的至少一个，以及所述安装通孔的孔壁和所述轴承的轴瓦中的至少一个具有抗磨涂层，所述抗磨涂层为高分子复合材料制成；

所述第一流道包括第一子流道和第二子流道，所述第二流道的数量为两组，两组所述第二流道位于所述曲轴在所述第一方向上的两侧，所述第一流道随所述曲轴旋转交替地与两组所述第二流道连通，其中，当所述滑块与所述第一滑动槽的左侧槽壁摩擦时，所述第一子流道随曲轴旋转至与左侧的第二流道连通，当所述滑块与所述第一滑动槽的右侧槽壁摩擦时，所述第二子流道随所述曲轴旋转至与右侧的第二流道连通；

关于所述内凹式表面织构，有如下方案：

方案（1），所述内凹式表面织构沿所述第二方向铺满所述第一滑动槽的槽壁；所述内凹式表面织构在所述第二方向上的中部过流面积大于端部过流面积，所述多个第二沟槽在所述第一滑动槽的中部密度大于所述多个第二沟槽在所述第一滑动槽的端部密度，或者，所述内凹式表面织构在所述第二方向上的一端过流面积大于另一端过流面积；

方案（2），所述第一滑动槽的相对两侧槽壁均具有所述内凹式表面织构，位于所述第一滑动槽的相对两侧槽壁的两个所述内凹式表面织构沿所述第二方向间隔分布。

2.根据权利要求1所述的苏格兰轭润滑系统，其特征在于：所述轴承的轴瓦具有长度为2.5mm~3mm、宽度为0.8mm~1.0mm的所述内凹式表面织构。

3.根据权利要求1所述的苏格兰轭润滑系统，其特征在于：所述滑块的外侧壁具有长度为2.5mm~3mm、宽度为1.0mm~1.5mm的所述内凹式表面织构。

4.根据权利要求1所述的苏格兰轭润滑系统，其特征在于：所述曲轴的转速为1000rpm~4500rpm时，所述第一油孔的供油压力2bar~8bar。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的苏格兰轭润滑系统，其特征在于：所述第一滑动槽的槽壁的表面粗糙度小于或等于Ra 0.6；

和/或，所述滑块的外侧壁的表面粗糙度小于或等于Ra 0.8。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的苏格兰轭润滑系统，其特征在于：所述安装通孔的孔壁的表面粗糙度小于或等于Ra 0.6；

和/或，所述轴承的轴瓦的表面粗糙度小于或等于Ra 0.6。

7.一种对置发动机，其特征在于：所述对置发动机包括发动机机体和权利要求1至6任意一项所述的苏格兰轭润滑系统，所述框架和所述滑块位于所述发动机机体内，所述曲轴密封穿设至所述发动机机体的外部。