为精准护航 解读陀飞轮与卡罗素

 

今年巴塞尔表展上，宝珀的Le Brassus系列卡罗素陀飞轮腕表，首次将卡罗素与陀飞轮两大调速系统融合，实属创新之举，也让人们对这两项工艺有了空前的关注。作为两项旨在减少地心引力对机芯运转影响的重要装置，陀飞轮和卡罗素在钟表界久负盛名，那么它们各自有怎样的特点，又有什么区别呢？

 

宝玑先生（Abraham Louis Breguet）当年发明陀飞轮擒纵机构，是为了通过陀飞轮框架的旋转来抵消地心引力对钟表擒纵系统中的机件造成的误差。十七世纪末，人们对钟表精度的要求显著提高，再无法容忍这样的“位置差”。于是，宝玑便挖空心思，寻求解决的绝招。他想：擒纵装置之所以受重力的影响，是 因为它的机件处于固定的运动状态，如果使这一部分的位置不断地改变，方位不同会导致绝大多数情形下抵消重力的作用。根据这一构思，宝玑想出了一个巧夺天工的办法。他把这个擒纵调速系统安装在一个框架（Carriage）中。这框架以一定的速度不断地打转。
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普通的机械表，由于擒纵系统中的游丝会受到松紧度、金属疲劳的影响，摆轮摆动的规律也会受到地心引力的影响，所以误差较大。陀飞轮擒纵调速装置在克服上述一系列影响中起到相当大的作用。特别是当年的怀表时代，这种旋转擒纵机构对于钟表的走时精准性有很大的提升。虽然如今的手表要面临更多的位置变化，陀飞轮调校精准性的能力有所减弱，不过，陀飞轮仍然作为顶级制表工艺，被大多数喜爱机械制表的表迷所追捧。

 

 

当摆轮在某一位置受到某一方向的重力影响时，到另一 位置将会受到另一方向的重力影响，框架不断地转动，摆轮的位置也随之改变，从而接受各种方向的影响；换言之，在宏观上，各种方向的影响将相互抵消，等于没有影响。

 

陀飞轮的创意在于，将钟表核心的擒纵机构放在一个框架（Carriage）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；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。
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宝矶大师在1795年发明，并在1801年取得专利的Rgulafeur Tourbillion“规范”陀飞轮。由于当时的天文台陀飞轮制作困难，因此在过去的两个世纪以来仅制作了数百个。1892年法国人Bahne Bonniksen简化了旋转擒纵装置并取得专利，并命名为卡罗索———Karrusel（即英文carrousel“旋转”的意思，也叫偏心陀飞轮）。卡罗索台架的旋转速度比陀飞轮慢得多，依设计不同，大概34至52.5分钟转一圈。尽管牺牲了准确性，但发明于英国的杠杆式擒纵装置在瑞士作了简化和结构强化后，更优于原始陀飞轮擒纵装置。自此，无卡度英国式杠杆擒纵装置的卡罗索在英国考文垂制作，在克佑天文台(Kew Observatory)进行测试并有部分为当时的英国皇家海军所使用。
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尽管卡罗索没有影响到那时天文台陀飞轮的崇高地位，或者说没有影响到陀飞轮在天文台越发重要的应用。但在二十世纪，却注定了除杠杆式以外的其他陀飞轮开始日薄西山。使用更可靠的杠杆陀飞轮的腕表始于1930年，陀飞轮天文台怀表成为最高级的航海表。杠杆式陀飞轮手表也成为天文台竞赛的常客，例如在1945年，Patek Philippe百达翡丽就推出了有配重砝码摆轮的杠杆式陀飞轮，并在1943年至1967年间的日内瓦天文台竞赛一展舞姿，直至1969年由于石英表进入天文台竞赛而产生的剧变才告一段落。
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与“陀飞轮”的传动结构不同，“卡罗素”的旋转支架的下端伸出一段空心轴，在其下端面连接一轮片。轮片与三齿轴啮合。旋转支架轴穿过夹板，并以后者为支撑，旋转支架和轮片两相对端面起到止推面的作用。四轮轴穿过旋转支架下端的伸空心轴，四轮片在旋转支架中与擒纵齿轴啮合，四齿轴在支架外与三轮片啮合，将三轮的冲量传递给擒纵轮。四齿轴通过四轮片把运动传给擒纵齿轴，摆轴在旋转支架中和四齿轴是不同心的。因为旋转支架不是由四轮轴直接带动，所以旋转支架的转速总比四轮轴低。因此“卡罗素”传动设计，实际上是差动行星轮系。
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卡罗素是继陀飞轮之后的再一次钟表技术创新，众多网友对这两种技术之间到底有什么区别不是很清楚，简单来说他们有以下几点差别：

 

1、陀飞轮一般转速要比卡罗素快；

 

2、陀飞轮的零部件要比卡罗素的多；

 

3、陀飞轮一般一个四轮驱动，而卡罗素则是五轮；

 

4、卡罗素多为偏心式设计，不绕固定的齿轮旋转。