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手表上的陀飞轮究竟是如何工作的？

2018-03-29 資訊來源：奢表庫

回答这个问题，文字会显得有些多余。陀飞轮如何工作，实际看看就知道了。

你要了解的几个要点：

1、陀飞轮是由钟表大师Abraham-Louis Breguet（阿伯拉罕?路易•宝玑）先生（1747-1823）发明的，1801年获得专利。

2、陀飞轮不是一个功能，而是一个钟表的调速装置，展现制表师的非凡技艺。

3、陀飞轮将钟表核心的擒纵机构放在一个框架之内，使框架围绕轴心——也就是摆轮的轴心规律性地做360度旋转。这样，原本的擒纵机构是固定的，因而当表搁置位置变化的时候，擒纵机构不变，造成了擒纵零件受力不同而产生了误差；

一般机械手表的擒纵机构是水平的，且位置固定不变

当擒纵机构360度不停的旋转起来的时候，会将零件的方位误差综合起来，互相抵消，从而最大程度地降低误差。目前，大多数陀飞轮是1分钟转一圈（360度），也是业内公认的理想旋转速度。

宝玑Ref.5335陀飞轮局部特写

4、陀飞轮是钟表超级复杂工艺之一。原理上可以有效提高手表精确度，但如今已经没有人因为陀飞轮“准”而买它（因为其他“普通”手表已经很准了），而是为陀飞轮的超复杂工艺和展现出来的精妙的机械运作之美而埋单。




陀飞轮主要分成两大类（陀飞轮还有个亲戚卡罗素，在此文中不讲，以后有机会再议），他们分别是同轴式陀飞轮和偏心式陀飞轮。

同轴陀飞轮的特点是，摆轮的转动中心和陀飞轮笼架的转动中心为同一轴心，因此被称为同轴陀飞轮。

偏心陀飞轮的特点是，摆轮的转动中心与陀飞轮笼架的转动中心不一致，因此被称为偏心陀飞轮。同轴陀飞轮则摆轮和笼架的旋转中心是一致。

通过图（1）图（2）我们可以明白两种陀飞轮在结构上的差异，那么它们的优缺点以及特性呢？

1．同轴陀飞轮的结构

当手表在运行时陀飞轮的笼架在旋转，此时A点以及整个笼架围绕着P点旋转，这种陀飞轮缺点问题显而易见。当A点上坡时阻力增大，手表的走时会变慢；当A点处于下坡时阻力减小，手表走时则会变快。（A点：“重力点”）

2．偏心陀飞轮的结构优点

当手表在运行走时中陀飞轮的笼架在旋转，此时A、B、C、D及整个笼架围绕着P点旋转，此种陀飞轮的优点是制造难度相对较低，四个主要的“重力点”分别布点布置的比较均匀，运转起来相对于同轴陀飞轮来说比较平稳。

接下来讲讲陀飞轮的原理，以及同轴陀飞轮、偏心陀飞轮它们各自的特性。

先来讲同轴陀飞轮，陀飞轮开始运转时，整个笼架开始顺时针转动（陀飞轮笼架是装在秒轴上的，可以这么说，陀飞轮就是“秒轮”）。

看出什么了吗？觉得我只是把图片上下颠倒了一下，没错我就是这么干的（这也正是陀飞轮的工作原理）。因为表的位差主要来源于摆轮的不平衡以及工作时的偏心，这两个原因分别在其方位相差180度，对走时快慢的影响正好相反，于是把擒纵机构和摆轮游丝系统一同配置在一个旋转的支架上，这个支架就装在秒轴上，以每分钟一圈的转速转动。因此，摆轮和游丝的重力方位每经历30秒即发生180度转换，这样两者由于偏心引起的走时快慢正好互相补偿。

这种同轴陀飞轮的优点在于：在转动时上下颠倒互相补偿摆轮和笼架旋转中心一致，因此相较于偏心陀飞轮在相互补偿时候更加均衡（缺点上面讲过了，爬坡下坡的问题）。

接下来讲偏心陀飞轮，陀飞轮开始运转时，整个笼架开始顺时针转动的情况。

同样也只是“图片上下颠倒了”。还是那段话：因为表的位差主要来源于摆轮的不平衡以及工作时的偏心。由于这两个影响因素分别在其方位相差180度对走时快慢的影响正好相反，于是把擒纵机构和摆轮游丝系统一同配置在一个旋转的支架上，这个支架就装在秒轴上，以每分钟一圈的转速转动。因此，摆轮和游丝的重力方位每经历30秒即发生180度转换，这样两者由于偏心引起的走时快慢正好互相补偿。

这种同轴陀飞轮的缺点在于：摆轮的旋转中心与陀飞轮笼子的旋转中心不是同一轴心（这也是它被称为偏心陀飞轮的原因），因为摆轮和笼架二者并非同一轴心导致手表运转时陀飞轮开始转动，摆轮上下颠倒的不太一致导致互相补偿并不均匀（优点上面也讲过了，运行平稳）。

在这里对陀飞轮做个总结，陀飞轮是什么？陀飞轮就是一个沉重的“秒轮”。我们都知道钟表主传动线做的是增速传动，增速传动的特点就是速度越快动力越小（减速传动则相反）。秒轮几乎装在整个传动系动力的末端。而这个沉重的“秒轮”会为手表带来什么……为了给这个“秒轮减肥”所采取最简单有效的方法就是尽可能地把擒纵调速器内的零件缩小。在1795年，把如此多的零件做的那么小，并且保持高精度是非常非常困难的，那时陀飞轮是顶尖的技术，那么如今呢？200多年过去了，So Easy，把零件做小并没有什么难度，但零件小了就好么？不一定，依我看只是视觉好看罢了。在金属材质不改变的情况下故障率却是直线飙升的，可能有人不服会说某某品牌的陀飞轮故障低，因为什么呢？因为那变态的售价让制造可以不计任何成本，再者以现今的技术弄个钛金属在强度上肯定完爆普通镍白铜等普通主流金属材质。

好了，原理讲完了，文章也接近尾声了。如果您认真看完了我上面所讲的东西，有没有发现一个严重的问题。“你”说的这个陀飞轮相互补偿的东西（指游丝和摆轮的重力方位）最理想状态下应该是建立在摆轮呈90度直立运转时才存在真正的30秒重力方位转换一次（表直立90度一动不动才存在30秒重力方位转换一次，是相互抵消的），而陀飞轮是装在手表上的，手表是佩戴在手腕上，人的手不可能一动不动一直让那个摆轮呈90度吧。没错，的确如此，我也“想不明白”厂商为啥那么喜欢把陀飞轮装在手表上，还宣传这东西对走时准确有多大多大影响。

陀飞轮诞生于1795年，那时主要搭载在怀表上，怀表的使用环境大部分时间是平直揣在胸前口袋中的，这种使用环境下摆轮的工作状态更接近90度。如果您都看到这了，那我可真是太荣幸了。最后的最后，再分享一下我的见解，对于机械手表有什么办法可以让它走得更准，我觉得可以从动力源头着手（上篇文章最开始介绍过），手表是采用S形发条的，就是为了获得更稳当的动力输出。但这还不够，必须另辟蹊径，我有个天马行空的想法，或许能够解决这个问题，在这就不说了。希望有朝一日我能够成为一名出色的制表师，把这个天马行空的想象变为现实。

 

陀飞轮与卡罗素最本质的区别是卡罗素的三轮齿轴与框架相咬合，而陀飞轮的框架上根本没有齿也自然也不存在咬不咬合了。

这也就是我们能看的卡罗素旋转的龙架上有一圈齿，陀飞轮则没有（上图中卡罗素结构图为偏心式，以前卡罗素大多都是偏心的极少有同轴的）一般的卡罗素都比陀飞轮的转速要慢上许多自然也做不到30秒重力方位发生一次转换互相抵消。不过近些年已经有品牌推出“一分钟卡罗素”了。?


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