聊一聊同轴擒纵与杠杆擒纵的区别

前阵子写的一篇帖子，名表通一直潜水也没发过来，这次鼓个勇气发一下，希望各位老手给指点一下，写的不对的地方欢迎点评

传统擒纵的缺点：
我们要知道同轴擒纵的优点就要先看出传统擒纵的缺点，上图就是传统的杠杆擒纵，其实机械表内部的零件说白了就是为了方便力的传导，为了提高传导效率工程师们也是绞尽脑汁，图上可以看到传统的擒纵论和擒纵叉的配合，擒纵轮的力方向与对应擒纵叉的动方向是不在同一条线上的。仔细看擒纵叉与擒纵轮齿的接触点，这种传动方式是将擒纵叉用力“搓”出去。


首先来说，这种运作方式必然存在不小的无用功，力的传递打了折扣，并且这种传动方式必然需要非常润滑，所以在保养的时候需要非常照顾擒纵系统了，并且需要保养的时间间隔并不能太久。可能有人会说既然这种结构存在能源上的浪费那么为何一直不改进呢？

（单向输出对应双向接收的力传导原理图）
杠杆擒纵的力传导原理：
这里稍微解释一下，大家都知道机械表在运转的时候，从发条盒对外进行力的输出开始，传动齿轮基本上都是在做单向旋转，齿轮扣动齿轮一直将力传输至擒纵叉，从擒纵叉开始单向运动就变成了双向运动，而这个变更点就是机械结构上最重要的部分了，有了他才能保证机械齿轮运转的等时性。

但是要从单向运动转换为双向运动，说来简单啊，机械结构不是智能的，始终是按照固定的轨迹来运转。杠杆擒纵的出现相当于以横轴的输出对应纵轴的接收，是一个切割的方式。就像刀子的刀刃。刀刃划过纸张，分裂的纸张会向两边分开，如上图。要让力从一个方向变为两个方向，这种传导方式应该是最简单也靠谱的了，所以这里也要对传统杠杆擒纵加以认可，不是说出了同轴擒纵他就要退出舞台了，不是这样，杠杆擒纵这种简单直接的运作方式不输给谁，无论什么样的结构，无用功是必然会存在的，而我也同样不认为同轴擒纵在所有的方面都超越了杠杆擒纵，同轴有同轴的先进性，但是同样有它的弊端，我很喜欢同轴擒纵，但是我不喜欢迷信某个样东西。顺便说一句，上面那张图我画的时候心里是非常纯洁的力传导分析图，各位不要误解啊~

那么来看一下同轴擒纵，这图是使用在2500机芯上的同轴擒纵结构，相对来说没有8500上使用的更为合理，不过原理是相同的，我们来分析一下。
还是看力传导的方式，我之前没有调查过为何同轴擒纵会取同轴这个词为名字，只是猜着大概的原因就没管了，按照我的理解，同轴擒纵之所以叫同轴，是因为这款擒纵上有两个擒纵轮，两个擒纵论共同维持一个摆轮的使用，看图的话就比较明了了。
首先，摆轮是像两个方向转动的，往复运动。而同轴擒纵与杠杆擒纵最明显的区别就是同轴擒纵的擒纵叉只负责将摆轮拨向一个方向，而另外一个方向的扭动则不归擒纵叉负责，由擒纵轮直接将摆轮拨开。


那么同轴擒纵相对传统杠杆擒纵最大的优点是什么呢？依然是力的传导。我在图上标注了一下，相对传统杠杆那种将擒纵叉搓出去的过程，这种同轴擒纵则是由擒纵轮将擒纵叉“踢”出去，这种相对来说可就没有杠杆擒纵的那种你侬我侬了，非常粗暴的直接对准，踢飞。效果也是显而易见的，这种运作方式在宝石上没有润滑油的状态下也能运行，因为他的接触方式是撞击而不是搓动。另外就是擒纵叉或者摆轮运作的方向与擒纵叉施加力的方向是一致的，这一点才是最重要的，能源的利用率得到了最大化。


同轴擒纵的力传导图：


上面就是同轴擒纵的力传导图了，从图中可以看到这种垂直发力的方式，对能量的利用率要比杠杆擒纵高，但同时他的结构也要比杠杆擒纵复杂了

乔治.丹尼尔斯早起的作品，同样是具将能量的利用率达到最大化的趋势，不过这个时候两层擒纵轮还是分开的，这张图就可以看出这种擒纵的特点了，这种擒纵完全是擒纵轮直接拨动摆轮，擒纵叉的作用只是作为擒纵轮的离合器使用，后期将两个擒纵轮叠放起来叫同轴擒纵，可能这个同轴指的就是两层擒纵轮放在同一轴承上了吧。

而这种怀表上使用的双轮擒纵的结构需要有两套动力传输系统，分别作用于左右两个擒纵轮上，这种一对一责任制的动力供给系统自然也不会因为多了一个擒纵轮而出现动力不足的问题了。只不过这毕竟是怀表，个头大一点没什么感觉，换到了手表上可就无法这么做了。


首先来说，两个擒纵轮和其所对应的两套传动系统都是非常占用空间的，要做手表机芯就必须精简。所以我们可以看到像8500机芯这样的内部结构就只有一套动力传导组件了，相对来说在空间上节省了很多，可能有人会问，原本的两套传输系统同时作用的状态现在改为了一套传输系统，是否相对而言所能够输出的力就变小了？而之前2500机芯偷停是不是也是以为力传输系统少了一套的原因呢？8500使用两个发条盒是不是也是为了加大力的输出呢？

按照理论上的机械传动来说，并没有这个影响，两套传动系统变为一套并没有减弱力的传导，这一点可能就需要有些机械常识了。原本的两边各自动一下使摆轮扭动一个来回，现在变为一套组件动两下让摆轮摆动一个来回，组件的减少与运动量的增加正好抵消了差距。但是理论是理论，实际上擒纵轮的叠加增加了擒纵轮的重量，并且2500的擒纵轮结构设计的并不如后期的8500合理，擒纵轮齿直接和供力齿轮接触，时间久了很容易出现磨损，这种磨损在一定程度上也影响了偷停这个问题，当然不是完全因为这个，因为有不少新2500手表依然会偷停。外加同轴擒纵的运转方式相对杠杆擒纵来说又要复杂，无形中增加了对力的需求量，所以加大力的传导或者增大力矩是必须的。

可能这里又有表友要问了，上面不是说同轴擒纵对能源的利用率很高么？怎么这里又变成了费力的装置了？这里就要说明了，同轴擒纵的擒纵方式，相对而言将力的传导发挥的很高，直接一脚踢飞的方式效率确实高，但是这里有个区域之分。高效率地带在于擒纵轮与擒纵叉和摆轮的作用地带。也就是说，同轴擒纵的擒纵轮是个节点，在节点之前是比杠杆擒纵费力，在节点之后对力的利用率比杠杆擒纵高。天下没有只占便宜不吃亏的，传统杠杆擒纵还真不是说秒杀就能秒杀的东西。


可是这样的话，同轴擒纵岂不是并不比杠杆擒纵强么？这里就要具体分析了，同轴的优点在于擒纵结构的进步，这点得益于他的咬合方式和发力方式的变化。我认为目前为止，按照综合分值而言同轴擒纵暂时还不如杠杆擒纵，但是同轴擒纵仍然有很大的进步空间，更多的在于对节点前费力的影响。相对而言，杠杆擒纵是一种发展的非常成熟的擒纵，而同轴擒纵与之相比还是个新生儿，谁的潜力更大这一点不说大家也清楚。


外加，刚才上面也提到了，同轴擒纵是由擒纵轮直接将对应的宝石桩踢出去，这种力道相对而言比传统搓出去的方式要猛一点，相对来说也需要更坚固的材料和牢靠的安装，不然踢来踢去脱落了就好玩了。另外，说是无油的状态下可以运转，那么真的就不涂油么？还真不会是无油的状态，只不过这里在擒纵轮上涂的油不是一般擒纵轮上涂抹的那种油，而是齿轮上使用的油。相对来说同轴擒纵的擒纵轮与擒纵叉和摆轮宝石桩的咬合方式更接近齿轮的咬合方式，都是垂直发力的方式。而且据说这个油的涂抹比较麻烦，一般的师傅还真有点搞不定，细活。

那么还有没有别的擒纵系统的能源利用率与此类似呢？还真不止一个，首先看雅典的双擒纵轮这种双擒纵与同轴擒纵非常非常的相似，力传导方式也很类似，一条力传导脉络，擒纵轮的攻力方式是由其中一个擒纵轮同时带动另外一个擒纵轮来运动，与同轴擒纵的双轮叠加非常类似，这个是双轮并列。并而这个双擒纵轮与上面丹尼尔斯的双擒纵轮不同之处在于雅典的是双轮驱动擒纵叉而不接触摆轮，丹尼尔斯的是双轮驱动摆轮，擒纵叉是个离合器。不过作用是相同的，都是以垂直发力的方式来减少无用功。相对而言同轴擒纵比雅典双轮节省了一个擒纵轮的空间，按照理论来说两种的功效是差不多的。不过再看价格，同轴擒纵要比雅典的便宜多了。。。。


还有很多类似的结构，基本都是对宝玑自然擒纵的改进，我就不一一列举了，图好难找，总结一句。我不喜欢无谓的吹捧，噱头的背后真的比传统更强么？不一定，但是敢于向传统发起挑战的精神是值得肯定的，机械表发展已经原地踏步很久了，这种挑战也显得弥足珍贵，有挑战才有创新和发展，顺便说一句，今年巴塞尔标展上谭师傅的分轴擒纵的力传导模式和这个同轴擒纵类似，厉害，希望国表越来越好。

能不能发动图？那么多字好难

文章很长

不过有几个小问题值得注意：马式擒纵的优势在于自起摆和自锁，同时保险盘机构非常强壮稳固。

无摩擦的擒纵在Daniels之前就有许多，但是都无法做到自起摆以及保险。

能自起摆又无摩擦的擒纵，宝玑已经制作了，联动双轮擒纵。问题在于噛合有回差，无法高成功率地完成自锁。Daniels改变了宝玑的联动双轮擒纵成为独立双轮擒纵，主要目的完全不是力矩，而是解决齿轮间隙回差。

但是独立双轮擒纵仍然有一个令Daniels不悦的地方：因为是两套动力源分步传输，独立双轮擒纵结构无法被使用在陀飞轮上。于是Daniels着手修改，出来了同轴擒纵。

来龙去脉大约如此

Globaltruss 发表于 2018-7-10 20:19
能不能发动图？那么多字好难

主要是动图我不会做。。。

chlogan 发表于 2018-7-10 21:44
文章很长

不过有几个小问题值得注意：马式擒纵的优势在于自起摆和自锁，同时保险盘机构非常强壮稳固。

果然~我还以为自己多厉害了呢，自起和自锁这种最基本的问题我没有注意到，谢谢版主

个人看法：
从力学理论上，可以这么解读
但是作为钟表工业，则这样解读还是不够
。。。。。。
作为一种商品，钟表工业必须考虑到设计、制造、维修等商品全周期的问题
因为消费者购买一个商品时，必然也是做这样的考量，是故商品的工业生产者也必须这样考量
就全周期来考量，则问题显然就会细分成几个小题目：
1、动力利用效率的高低，已经完全不是问题
因为发条材质已经很成熟，无论是手动还是自动表，多需要的那点点动力，更改一下发条设计就可完全满足
在这点上，早已经不是钟表工业早期，发条材质性能有瓶颈时候，能节约一部分动力能够带来整个系统优势的时代了
2、由于动力利用效率的提高，是否能够降低系统受力负载，从而可以进行系统设计、材质简化，以达到降低制造成本的目的
目前看，首先两种各有利弊，同轴系统敢说我全系统受力负载不需要那么高，原来用宝石的位置，换成高硬合金材质，可以降低制造成本？根本没有的事情，他做不到
其次，机械钟表目前已经是拼工艺档次的时代，而非拼实用成本的时代，简化设计、材质以求降低制造成本？毫无商业价值的举动，根本没意义
3、由于系统受力负载可以依靠动力利用效率提升而适当减小，从而可以降低保养难度，延长保养周期，降低后期维护成本
实际上，欧米茄知道这是个卖点，也宣传了10年保养，但是实际效果如何，恐怕还需要检验吧
至于说保养的难度，欧米茄绝口不提，但是行内似乎是认为，保养难度比杠杆的要求要高，天下没有免费的午餐，难度提高必然师傅人工就会贵，某种程度已经抵消了延长周期的获利
更重要的，杠杆系统前边版主说有自锁等功能，可以说是个容“旧”能力更强的系统，当零件出现轻微磨损时，仍基本不会影响正常运转，尽管保养周期相对短些，但是换件周期相对就长
而无摩擦系统，坦率地说，保养周期延长，但是换件周期会短，容“旧”性能差，零件轻微失去原有精度，就可能导致不能正常运转，必须换新零件，这个后期成本，可也是绝对不敢小视的
。。。。。。
综上，就商业考量来说，同轴在商品全周期，没有明显优势，优劣相抵，也就是相当
而目前的时机表现，由于距离发展成熟还有一段距离，故综合考虑，尚有差距
当然这点点差距，倒也构不成什么劣势啦，毕竟机械钟表现在是玩物级的商品，远飞纯粹的实用成本考量
愿意玩同轴的，根本也不似乎保养成本也许贵点点（真的也就是点点而已），忽略不计

chlogan 发表于 2018-7-10 21:44
文章很长

不过有几个小问题值得注意：马式擒纵的优势在于自起摆和自锁，同时保险盘机构非常强壮稳固。

最近看了the practical watch escapement，丹尼斯自己提到独立双轮擒纵还有一点不好，就是解锁需要同时对两个轮子解锁，就是说解锁能耗较高。同轴确实是尽可能把各种好处集中起来了。

三块贰毛5 发表于 2018-7-11 20:38
最近看了the practical watch escapement，丹尼斯自己提到独立双轮擒纵还有一点不好，就是解锁需要同时对 ...

的确也有这个劣势。但每个发条所负责的冲击只覆盖半次振荡，所以摆幅依然可以很高

胖子 发表于 2018-7-11 16:22
个人看法：
从力学理论上，可以这么解读
但是作为钟表工业，则这样解读还是不够

不好意思啊，之前没太在意，现在机械表基本上纯粹是玩，再有就是保证没问题，我个人感觉欧米茄8900这套机芯，不使用同轴擒纵会比使用了同轴擒纵更省心，但是没办法这样更有噱头啊，至于噱头的点，就是我所说的这些了，还不够全面，后面多研究一下，已经入了这一行了必然会多学习学习。

对于大多数菜鸟而言……这是一细心提醒 仔细介绍滴同轴技术的启蒙文章 通俗易懂.....感谢楼主带我等入门

OENSINGEN 发表于 2018-7-19 04:20
对于大多数菜鸟而言……这是一细心提醒 仔细介绍滴同轴技术的启蒙文章 通俗易懂.....感谢楼主带我等入门

客气了，主要是理论，实践方面还欠缺不少，楼上有版主和老手们给指出的不足。

好文，让我这小白有个初步认识，楼主要是再增加一章介绍同轴擒纵所用的油品和涂抹方式就更好了。

钟离 发表于 2018-8-3 15:41
好文，让我这小白有个初步认识，楼主要是再增加一章介绍同轴擒纵所用的油品和涂抹方式就更好了。

哈哈，感谢认可，后面有时间再写这种吧

星空下的蝎子 发表于 2018-8-4 14:34
哈哈，感谢认可，后面有时间再写这种吧

期待大作

来，楼主，看看我3年前写的：
http://www.watchlead.com/wbbs/forum.php?mod=viewthread&tid=297404&extra=

如果你不认为同轴擒纵全面超越杠杆擒纵，我觉得你没完全理解同轴擒纵

杠杆擒纵只有30%的能量利用效率，同轴擒纵有90%，所以我们看到劳力士卯足劲推出的3235是个什么结果。

原来只有8500的时候，就有人拿双发条盒说事，说同轴擒纵需要更高发条动力，现在有8800单发条盒了，这种怀疑可以不攻自破了。

如果8500使用和3135一样惯量的摆轮，那么8500的动储能从现在60小时轻松变成72小时。擒纵系统是手表的发动机，发动机性能的提升才能带来质的飞跃。

杠杆擒纵就是蒸汽机，再怎么改，改成3235那样的脆弱不可靠的镂空“效能擒纵”，性能也只提升了可怜的15%，而老乔治的同轴，直接提升了300%，如果这样还认为同轴拥有绝对优势，那看来得重学高中力学。

胖子 发表于 2018-7-11 16:22
个人看法：
从力学理论上，可以这么解读
但是作为钟表工业，则这样解读还是不够

最早一批同轴擒纵8500已经10年整了，我的8500是2012年1月购买的，从开始每天快0.5秒，到现在天天运行，6年半过去，依然是每天0.5秒，而且摆幅从300度降低到290而已，我就不保养，看他能坚持精度和摆幅能有多久。

另外，已经有不少民间师傅开始保养8500，只要方法得当，没什么难度。

举个例子：
欧米茄8500机芯保养，多图
http://www.365time.com/bbs/omega-18109136.html

相反，看看3235吧，劳力士想提升性能研发的极致改进的杠杆擒纵，现在已经不少人发生突然走快，误差失稳的问题，同轴擒纵必将彻底代替杠杆擒纵。

当然，国表估计再很难仿造同轴机芯了，这应该是个好消息

chn6 发表于 2018-8-4 16:03
来，楼主，看看我3年前写的：
http://www.watchlead.com/wbbs/forum.php?mod=viewthread&tid=297404&extra ...

没有，按照力学来说，同轴擒纵对力的利用率肯定要远超杠杆擒纵了，这一点我在文章最初就提到了，之所以说杠杆仍然有自身的优势就是他比较简单。也可能是我了解的不够，现在的同轴擒纵已经把额外消耗降到最低了。
至于说同轴擒纵完全取代杠杆，这个我就不敢说了，毕竟古老的冲击式擒纵对能量的利用率可不比现在超前的同轴擒纵低啊，只是它的动力供给是单项而已。

星空下的蝎子 发表于 2018-8-5 00:02
没有，按照力学来说，同轴擒纵对力的利用率肯定要远超杠杆擒纵了，这一点我在文章最初就提到了，之所以说 ...

“古老的冲击式擒纵对能量的利用率可不比现在超前的同轴擒纵低”，是的，但你忘了为什么只有同轴擒纵能被量产，能被装进例如8520这样的小机芯：同轴擒纵可以做的很小，而且，他长期运行很可靠，高能效+持久可靠+耐外界干扰，才是未来擒纵的赢家，很明显，目前只有同轴擒纵。

我在5年前就预测同轴擒纵必将给ROLEX巨大压力，事实证明果真如此，ROLEX为了对抗推出的“能效擒纵”，不仅能效提升非常有限，而且使其可靠性大幅降低，已经有多位3235用户反应其手表2-3个月后突发大幅误差，个人认为必然是纤弱的擒纵部分出了问题。

ROLEX已经尽力了，杠杆擒纵已经到达性能极限，而机械表的发展，始终会追求更高性能，更高精准，至少ROLEX和OMEGA这两个品牌会坚持。擒纵系统的高能效，能在机芯体积不变，重量不变的前提下，提供更长的续航时间，更高的精度，更持久的精度，更长的维护周期，一旦被彻底证明后，必将完全替代杠杆擒纵。

chn6 发表于 2018-8-9 12:51
“古老的冲击式擒纵对能量的利用率可不比现在超前的同轴擒纵低”，是的，但你忘了为什么只有同轴擒纵能被 ...

拭目以待，我喜欢同轴擒纵，但是我对欧米茄无感，不是谁的粉丝不想参与谁的争论。