[腕表之家 钟表文化] 差速器(Differential)是什么?它从何而来,又怎样运作?我们是否可以没有它呢?

差速器37齿和41齿差距(浅析机芯差速器的由来与运作)(1)

钟表词汇有时令人费解:每个钟表元件都有自己的名字,但仅听名字往往无从知晓其蕴意及功用,差速器就是一个很好的例子。事实上,差速器指代某种齿轮系统,主要见于两个及以上擒纵的腕表中,如双摆轮腕表或双陀飞轮腕表。差速器拥有一个重要功能:即实现两种速率间的平衡。

差速器37齿和41齿差距(浅析机芯差速器的由来与运作)(2)

百达翡丽大师弦音腕表报时机制配备的差速器

或许读到这里你还是一无所获,差速器究竟是什么?让我们以最常见的双陀飞轮机芯为例进行详细介绍。此类机芯由两个摆轮(或两个调速机构)控制速率,而非寻常的一个。两套摆轮游丝、轮系及桥板质量和弹性模数均一致,二者看上去颇为相像,但实际上却不尽相同:其运作略有差异且这种差异随时间而变化。倘若两个摆轮频率已有显著不同,这时差速器的存在就显得愈发重要。

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高珀富斯腕表连接两个陀飞轮装置的差速器

双陀飞轮情形类似。首先要明确:两个陀飞轮的速度永远不会变得完全一致。二者之间的频率差异极小,可能只有十分之一赫兹,几乎无法测量,但这种差异会随时间不断积累,较快的陀飞轮会向传动齿轮系统传送更多的能量。

差速器37齿和41齿差距(浅析机芯差速器的由来与运作)(4)

卡地亚ID2概念腕表应用差速器减少摩擦,节省传动力

差速器由连接两个轴的圆锥形齿轮组成。如果两个轴转速相同,差速器处于闲置状态;如果两个轴转速不同,差速器就会从转速较快的一侧吸取能量,并通过齿轮传递给转速较慢的一侧。整个过程中,能的总量恒定,但具体配置发生了变化。该系统由一名法国工程师在19世纪30年代发明,似乎也是源自钟表学的启发。

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差速器对罗杰杜彼双陀飞轮腕表而言不可或缺

没有差速器可以吗?可以!但替代方案并不简单。这时就必须提到反直觉的、含糊的共振现象。当两个摆轮谐波共振时,二者频率互相弥补,则会实现并维持一个稳定的速率。然而匹配的过程非常复杂,让它们协调运作更是困难,尤其是佩戴中的腕表总是不断移动的。因而,尽管差速器看似很复杂,但这已经是两害相权取其轻的选择。(图/文 腕表之家 许朝阳)

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