为何高频

玩铁丝的猫 · 发表于 2009-8-6 21:51

本帖最后由玩铁丝的猫于 2009-8-6 22:11 编辑

也许上世纪的六十年代，当所有表厂跟风似的投入大量的资金和精力用在高频表的研究时，就预示了高频时代将会到来。虽然到了七十年代，日本的石英机芯席卷了全球。但是，石英机芯和机械机芯的频率并不是一个级别的东西，现在，超高摆频仍然是时代浪潮的焦点。所在。既然趋势如此，就让我们讨论一下我们这个时代的高频机械机芯。

高摆频理论基础
首先，介绍一下摆频的单位，A/h（次/小时），A是英文或者法文的ALTERNANT，直接翻译，就是‘往返，交替次数’的意思，我们不难理解。如果摆轮逆时针旋转加顺时针回程算一个“ALTERNANT”，我们画出摆角的时间函数应该是一个类正弦曲线，1次，则刚好是曲线的一个周期。用Hz来计算的话，1Hz等于1次/秒，手表的摆频数除以7200即是赫兹数，譬如28800次/小时等于4HZ，而通常所说的超高摆频36000次/小时则是5HZ。
随着时间的推移，走时精度的需求不断提高，促使着工匠们对高频表的不懈追求。摆频的增高，实际上是将单位时间分得更细，理论上，就更容易被调节到接近标准时间的位置，也就是走时更准确。摆频的提高，其摆幅随输入力矩，即发条放松期间输出力矩的变化比率降低。另外，如果手表随人体运动造成的冲击力矩和位置变化所带来的摩擦力矩变化对摆轮的摆动幅度影响减少，对表走时精度的影响就相应减少。
Fevre-Leuba表厂曾和芝柏合作，对摆频为21600次/小时和36000次/小时的各200只机芯进行了比较试验，试验结果可以明显地看出超高频律对机芯的精准有非常大的影响，通过提高摆频，计时表的精度得到了一个飞跃。真力时的El Primero在1969年刚研发出来的时候，号称突破钟表制造的极限，成功地将计时精度提高到0.1秒。1/10秒，5HZ，可见摆频达到36000次/小时是必要的。
但是，高摆频也是一把双刃剑。由于摆轮频率增高，增大了能量的消耗，原来同样的发条，提供动力的时间将大幅度减小，增大发条材料的硬度和长度就变得尤为重要。但是有时，为配合超高频对发条进行的调整并不能产生很好的效果。譬如使用双发条盒，若双发条盒并联，必然导致在发条放松的后期，产生巨大的力矩变化，高频的精准优势就被中和掉了；如果串联，第2个发条会在第一个发条工作时，长期处于张紧状态，产生过度的金属疲劳。第二种方法，就是增加发条的厚度，这种做法和并联发条盒产生的负面效果是没有差异的，因为空间的限制，也不能无限地增长发条的长度。当然，我们也可以采取缩小摆轮直径和减轻摆轮质量的方式来达到延长动力时间的效果，但也有其不足。因以上的几点原因，从浪琴在1939年达到超高频到1969年El Primero的问世，整整用了30年时间。不得不承认，逾越动力储备这个瓶颈，实在花费了太多的时间。
另一个局限性，就是擒纵轮的齿数的增加，加大了零件加工的难度，为避免误差，零件打磨的要求也变得更高。不可忽略的还有，轴榫频繁的摩擦和压力，零件之间的碰撞磨损将比中高频机芯更为严重。在这个问题上，对润滑油的要求就会更高，譬如，El Primero最普通的机芯款式也需使用10种不同润滑剂为50处以上的零件加油润滑（包括高性能擒纵装置用的4种干性润滑剂)。对于消费者，最为重要的是如何缩短机芯寿命的限制和保养的周期。理论上，对一个超高频的机芯，2年最好进行一次保养。但是，基于对润滑油的极高要求，保养上油的较高难度，保养的费用都成为了问题。

高频历代记
第一只在市场上出现的36000次/小时的超高频手表出自芝柏，那是1966年。这个拥有日历、星期功能的机械机芯是芝柏、Eberhard、Favre Leuba和Zodiac共同研制而成。此后，其余几家表厂也分别推出了各自的超高频机芯，但是不难看出，其中关键部位均有相似之处。也就是说，第一只高频表衍生出了4款不同的机芯，它们都有一个共同的名字，“联合开发机芯”，而芝柏，也并不是唯一的那个最早的超高频手表生产商。
在第一只摆频36000的手表出现后，六、七十年代先后共有12个品牌曾经推出过36000次/小时摆频的机芯。
1.1966年，芝柏的超高摆频手表开创摆频36000次/小时机芯的先河。
2.1967年，浪琴的Cal. 430 “Ultra-Chron”机芯问世。
3.1968年，精工推出Cal. 6145机芯。
4. 1968年，Favre Leuba推出Cal. FL 1164（日历、星期功能）。
5. 1968年，Zodiac推出Cal. 88 （日历功能）和Cal. 86（日历、星期功能）。
6. 1968年，摩凡陀推出了Cal. 405（日历、星期功能）和Cal. 408（日历功能），并将其安装在Kingmatic系列之中。
7.1968年，Eberhard也推出了摆频36000次/小时的机芯。
8. 1969年，绮年华推出了Cal. 2732机芯。
9. 1969年，真力时名为El Primero的全新机芯Cal. 3019出现了，这是第一只超高摆频的自动上弦计时机芯，至今这枚机芯仍是计时机芯领域中的主流。同年，摩凡陀、真力时和Mondia组成了MZM集团。
10.1970年，A. Schild.的Cal. 1920机芯问世。
11.1975年，西铁城的Cal. 7230机芯推出。
12.七十年代初期，Felca推出了Cal. 4177机芯，其具体年份已不可考了。
在芝柏、Eberhard、Favre Leuba、Zodiac、浪琴、精工、绮年华、摩凡陀、真力时、西铁城、A. Schild和Felca这12家在上世纪六、七十年代生产超高摆频机芯的表厂中，只有芝柏、浪琴、精工和Felca四家曾经生产过手动上弦的超高频机芯，由于手上弦机芯的需求量不高及石英表方面的巨大压力，其它表厂都只生产过自动上弦机芯而已。
如今，这些生产高频手表的品牌中有些已踪迹全无，其中大多是因为在过去的三、四十年间技术或经营上出现了重大的问题，于是有的品牌彻底销声匿迹，有的则被其它品牌收购（绝大多数被斯沃琪集团收购），成为了专门的机芯供应商。
当然，几十年过去，当机械又成为了表迷心中的奇珍，36000次/小时的摆频又重新站到了前台。2006年，豪雅拿出了一款全新的Cal. 36机芯，这又是一个超高频的计时表。但是，明眼人一看就知道，这个机芯其实是同为LVMH集团的真力时将El Primero修改后供给豪雅的。而今年，精工又再度在Grand Seiko系列中使用了36000次/小时的全新机芯Cal. 9S85。同时，爱彼则傲然宣称，我们成功做出了摆频43200次/小时的超级机芯。新一轮的超高频革命再度掀起。

复杂与昂贵，高频机芯的桎梏
观察机械表的历史进程，你会发现超高摆频的机芯当初并不如现在这般流行？为什么如此精准的机芯却不能被广大制表商所接受呢？也许通过与目前使用最广泛的瑞士机芯，摆频为28800次／小时的ETA 2824作比较可以更好地得出结论。
ETA 2824机芯是在七十年代初推出的，比第一块摆频为36000 次／小时的机芯要晚几年，却早于这一时期最晚的Felca机芯。所以在技术层面上，2824与同期的超高摆频机芯相差无几。于是，雅典以ETA 2824为基础研发出了摆频36000次/小时的Cal. NB 11 QU机芯，ETA也曾造出过2824的超高摆频版本，也就是说2824也能达到超高摆频。2824的润滑技术和全新的自动上弦摆陀使其拥有了50小时动力储存，但是假若做成超高摆频，动力储存则会降低到40小时左右。
理论上讲5赫兹的摆频比4赫兹的摆频走时更精确，虽然没有官方的文字证明，但已经有不少人大量测试并验证了高摆频的精准与稳定。COSC瑞士天文台监测显示，摆频 28800次／小时的2824达到了COSC的认证标准。所以尽管高摆频的机芯具有走时准确和稳定的优点，但是却没有明确或官方的证明可以显示出这一“优势”，因此，鲜有人支持超高摆频也就不是什么奇怪的事了。
高频机芯未被广泛采用，最后，也可能最直接的原因就是造价太高。由于使用了专门的润滑油、更高素质的摆轮及其它高等级零部件，因此生产的成本也更高。虽然也许超高摆频的机芯每个只比低频机芯贵10美元，然而由于当时正处于日本石英机芯的高峰时期，所带来的冲击迫使瑞士制表工业不得不为市场份额和生存仔细考虑。
当然，其中也有例外。七十年代至今，真力时一直在生产摆频36000次／小时的El Primero机芯，并以此奠定了在钟表领域的地位。El Primero机芯不仅使用在真力时的计时表上，也外供给豪雅、劳力士、摩凡陀、君皇、沛纳海等品牌。前文提到过，机械计时机芯更需要高摆频所提供的精确性，而真力时更是第一个在计时功能中将时间分割到1/10秒的品牌。然而，虽然这样的计时机芯在走时和质量上都很好，但是由于其制造成本高、市场占有率低，因此其价格甚至是Valjoux 7750机芯的5倍。

爱彼新擒纵
2006年，爱彼推出了全新的单脉冲擒纵装置。今年，更是推出了使用这一擒纵的43200超高摆频手表。爱彼的Cal. 2908机芯在超高频领域中也占得了一席之地。43200次/小时、不使用润滑油、高效以及绝佳的抗震性，这无疑是超高摆频领域几大进步。
与传统的擒纵方式相比，爱彼的新擒纵有着以下几项优点：
1.能量损耗降低，效率变高
这主要是因为瑞士杠杆擒纵本身要吸收65％的能量，而AP擒纵只吸收48％。而另一个原因，是单脉冲技术的应用——1个脉冲对应2个振动，除了实现高输出率，也有效地减少了干扰。
2.减少润滑油的使用，降低油污破坏的可能性
AP擒纵的直接冲击系统，大大降低了上下运动的长度，不需要润滑油，更避免了由于长期使用润滑油而留下粘度很大的蒸发剩余物，从而减少了对机芯的污染。
3.增加Safety Finger安全系统，使机芯抗震性更佳
擒纵机构最薄弱的环节，就是对振动太敏感。为此设计师重新设计了机芯布局，并对零件进行了高精度加工，另外更是应用了新的 SAFETY FINGER系统，以防止任何意外导致擒纵叉位移，同时也有效地避免了一次过两个齿的事故发生。
4.上下呈180度角的双游丝结构，解决末端曲线问题
此种头尾互连的双平面游丝优点众多，除了可以解决宝玑游丝常见棘手的末端曲线问题，避免游丝不对称结构可能产生的缺陷，还可以在游丝失衡的情况下，借着自动补偿原理使其恢复平衡。它并不需要借助复杂的陀飞轮装置，便可解决手表处于垂直位置时的精准度问题。
更高的效率，意味着可以拥有更长的能量储备，从而突破了36000次/小时的瓶颈。于是，爱彼2908机芯成为第一枚达到43200次/小时（6HZ）摆频的机芯。

高摆频的新时代
其实，制造36000次/小时的超高摆频机芯已经不是很大的技术难题，随着技术的提高、材料科学的进步，如今的超高摆频世界已经不再是真力时El Primero机芯一统天下的时代了。虽然真力时已对外宣称，El Primero机芯今后将只出现在LVMH集团旗下的手表上，不会再和集团外的品牌签订任何与机芯相关的新合同。但是其它品牌自然也有其应对措施。
2009年，Favre Leuba表厂宣布将在其两款限量表上使用超高摆频的新机芯Cal. 401。这款机芯不仅拥有36000 次／小时的摆频，还拥有8天的动力储备及Favre Leuba的双发条盒。同时，Favre Leuba的另一款手表则使用了A Schild.的高频机芯。这枚全新的8天长动力机芯绝对是高频机芯领域的一项创举。因为，能量损耗问题已经困扰了超高摆频机芯将近40年。
精工在2009年也再度推出使用超高摆频的Grand Seiko新表，分别是SBGH001和SBGH003。这两款表上使用的全新9S85机芯，其中最关键的技术就是全新材料“SPRON600”制成的游丝，这种新材料游丝的耐撞击性约提升2倍，抗磁性约提升3倍，并且降低了游丝在运作收放不均时产生的能量耗损，更稳定而精准。另外，据称精工目前也在更高的摆频领域进行研究，尝试创造出摆频43200次/小时的新机芯。
同时，由于斯沃琪集团旗下的机芯厂ETA对集团外的品牌提高了零售价，也给其它机芯厂提供了机会，如Salita、海鸥等近几十年兴起的，有能力生产高频机芯的厂家，更应该抓住这个超高摆频新时代的机遇。

黑格尔曾经说过，凡是存在的都是合理的。没有任何事物是绝对的好或绝对的不好，对于机芯也需要退一步进行综合的评价。同样的，超高摆频绝不会适合每一个人，根据自己的侧重点进行选择才是挑选爱表的正道。超高频，我认为更适合年轻一些的朋友，钢筋水凝土中生活的一代，更需要速度来证明存在，需要对时间的安全感，他们才会是超高频绝对的拥趸。