• 时计知识

每位收藏家必知的核心机芯

2025年3月17日

每位收藏家必知的核心机芯 - Cortina Watch

无论是墙上时钟的数字显示,还是腕表的持续滴答声,我们衡量和观察时间的方式本质上没有太大改变。如今的腕表精确度更高,但它们仍然依靠被称为“Caliber”(机芯)的动力装置运转。这个术语来源于阿拉伯语,意为“铸模”,指的是腕表机芯及其部件的形状,例如特定制表师的夹板。Caliber 也指枪管直径,在高级制表中用来表示机芯尺寸,单位为毫米(mm)或法制单位 ligne(1 ligne = 2.2558 mm)。

虽然许多腕表品牌今天都开发了自家机芯,但它们可以分为几个主要类别。无论是实用型还是复杂型,每种机芯都有其独特的魅力,吸引钟表爱好者。而它们背后都有趣的故事,也为机芯本身增添了价值。

高精度石英机芯

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萧邦 Happy Diamonds Icons 系列搭载了高精度且紧凑的石英机芯,实现了其精致的设计美学。(图:萧邦 Chopard)

石英表的出现与20世纪60年代的军备竞赛和太空竞赛密切相关。对精准计时的需求,尤其是在登月任务中的应用,推动了电子计时技术的发展。石英振荡器在通过微小电流时,以精确的32,768赫兹频率振动。振荡信号经过一系列晶体管降频,变为每秒一次的脉冲,从而精确显示时间。借助磁化马达,这一脉冲驱动传统齿轮系统,在表盘上显示秒、分和时。由于振荡频率极高,石英表每年的误差仅以秒计,精确度极高。

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卡地亚的 Reflection de Cartier 手链在珠宝表的一段中融入了石英机芯和表盘,使品牌能够自由表达其设计理念与风格。(图:卡地亚 Cartier)

高端制表中的石英机芯工程与构造结合了传统工艺与现代电子技术。机芯的夹板和桥板通常采用螺丝固定,并经手工精细打磨,常见装饰工艺包括日内瓦波纹(Côtes de Genève)、倒角抛光、角度打磨以及齿轮的拉丝处理。这些精工细节同样延伸至表壳、表盘以及表链或表扣。石英机芯的一个关键特点是厚度极薄,这为品牌在设计上提供了更大的创意自由,使美学设计成为可能,这也是珠宝腕表品牌如萧邦卡地亚乐于发挥的优势。

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太阳能石英机芯的例子包括泰格豪雅 Aquaracer Professional 200 Solargraph 所搭载的TH50-00机芯,该机芯需要约40小时的光照即可让腕表在10个月内持续运行。(图:泰格豪雅 TAG Heuer)

部分收藏家会担心高端石英表的电池泄漏问题。为了解决这一顾虑,近年来高端制表品牌逐步采用了太阳能石英机芯。这类腕表通常配备透明太阳能电池或半透明/偏光表盘,让光线部分穿透至太阳能电池板。产生的电能既驱动石英机芯,也存储于电容中,为缺光时的机芯运行提供能量。太阳能石英机芯的优势在于无需频繁更换电池,并可在数月内保持运行。然而,与可使用多年的一次性电池相比,太阳能机芯需要更频繁地接触光线或保持一定的使用频率才能持续运作。

自动机械与手动机械机芯

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帝舵 Black Bay Ceramic “Blue” 采用黑色陶瓷表壳与表圈,搭配蓝色圆顶表盘及黑蓝混合皮革与橡胶表带。(图:帝舵 TUDOR)

继石英机芯之后,手表行业中最常见的机芯类型是自动上链机械机芯(Automatic Mechanical Movement)。与石英机芯不同,机械机芯无需电池供电,而是依靠紧绷的发条储存能量,通过机芯内的齿轮系统驱动手表运转。储存在发条中的势能被转换为动能,推动发条盒(barrel)旋转,而发条盒与时轮(hour wheel)的销轴及其他齿轮系统相连。整个齿轮系统由擒纵轮(escape wheel)和擒纵叉(pallets)控制,其节奏由摆轮(balance wheel)和精密调校的游丝(balance spring)调节。擒纵叉与擒纵轮的接触则产生了机械机芯独特的“滴答”声。

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NORQAIN Wild One Skeleton 42mm Turquoise 配备全镂空自动上链机芯,佩戴者可清晰观察机芯运作过程——从发条的放松到摆轮游丝的振动。(图:NORQAIN)

在自动机械机芯中,发条盒上还连接有一个摆陀(oscillating weight),通过独立齿轮系统给发条上链,使机芯持续运行。摆陀由佩戴者手腕的动作驱动,前后摆动带动发条盒旋转。当自动表长时间未佩戴时,发条会完全放松,此时需要通过表冠手动上链。摆陀可为全尺寸摆陀、镂空摆陀,或微型摆陀及周边摆陀(peripheral weight),后者不会增加机芯厚度。

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    宝格丽 Octo Finissimo Skeleton 8 Days 采用手动上链 BVL 199 SK 机芯,是当今业界最纤薄的腕表之一。(图:宝格丽 Bvlgari)

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    Bvlgari BVL 199 SK 机芯通过表盘清晰展现机芯细节,并通过透明底盖提供更全面的机芯视角。(图:宝格丽 Bvlgari)

自然地,较大的自动上链陀飞轮常常会遮挡机芯的整体视野。同时,为了保持最佳性能,自动上链齿轮也需要定期维护。这也是为什么许多藏家仍偏好手动上链机芯。这些机芯既可以像宝格丽 BVL 199 SK 机芯一样镂空或开放式设计(驱动 Octo Finissimo Skeleton 8 Days),也可以采用更经典的设计,通过装饰桥板保护机芯免受冲击。

简易与全功能日历机芯

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宝珀 Villeret Quantième Complet(左)和 Quantième Phases de Lune(右)是模拟-数字日历表的典型代表。(图:宝珀Blancpain)

通常,腕表上的日期会显示在一个小窗口中。这一设计始于1945年,并逐渐成为业界的通用标准。机芯周边有一个带齿的日期齿轮,与齿轮传动系统相连。当时针接近午夜,或者在午夜瞬间,日期齿轮会推进至下一天。在模拟日历表中,原理类似,只是由一个日期指针手在表盘上跳动指示日期。

然而,还有更复杂的日历机芯,如月相显示和全日历(完整日历)。其中,月相显示可以同步追踪农历周期与公历,让佩戴者可以在表盘上方便地观察月相。这一功能具有重要的历史意义,因为许多社会的宗教和文化活动都遵循农历或月相周期。

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另一种日期显示形式是大日期(Grande Date),采用两片独立的日期盘来显示双位数字日期。这种设计在德系制表中尤为常见,例如图示的格拉苏蒂原创 PanoReserve。(图:格拉苏蒂原创 Glashütte Original)

随着日历显示信息的增多,机芯设计也会变得更加复杂。这是因为公历(格里历)并不完全规律。未能自动调整月份天数变化的日历表,被称为“简单日历”。而全日历(Complete Calendar)则会显示星期、日期和月份,可通过指针或窗口显示,或两者结合。由于短月的天数不同,每年都需要手动进行多次调校;通常,调校装置会隐藏在表壳侧面,用于手动推动各项指示显示。

标准计时码表与飞返计时码表机芯

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1816年 Louis Moinet 研发的高频计时码表 Compteur de Tierces。(图:Louis Moinet)

计时码表(Chronograph)是一种附加于标准机械机芯的功能,用于测量经过时间。最早由路易·莫奈(Louis Moinet)于1816年发明,这款计时器同时也是首款高频计时码表,配备30Hz摆轮(每小时振动216,000次)。当时,它采用两个按钮分别控制启动、停止和复位功能,并设有四个显示,用于记录十分之一秒、秒、分钟以及12小时累计时间。莫奈设定的格式在今天仍被广泛采用,大多数计时码表机芯依然显示经过的秒、分钟和小时。

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欧米茄 3861机芯是凸轮杠杆控制计时码表的经典示例。它展示了两种计时码表机芯在执行方式上的差异,而非品质上的优劣。(图:欧米茄OMEGA)

计时码表的类型繁多,其差异主要体现在控制方式(柱轮或凸轮杠杆)、设计理念及实用性上。每种设计都有自身优势,尽管收藏家们对优劣有各自偏好,但机芯质量与制表师的工艺水平才是决定其性能的关键因素。

1. 柱轮还是凸轮杠杆控制?

计时码表功能主要有两种控制方式:柱轮(Column Wheel)或凸轮杠杆(Cam-lever),它们决定齿轮如何啮合(水平、垂直或通过摆动小轮)。1887年,TAG Heuer 发明的小摆轮(oscillating pinion)能够微微前后摆动,将计时齿轮系与走时齿轮系连接。

柱轮系统结构更复杂,用于控制计时码表的运作,底层与机芯啮合。两者的主要差异还体现在制动方式上:

  • 凸轮杠杆:计时指针由分钟指示的制动器和张力弹簧固定。

  • 柱轮:直接制动计时指针。

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百年灵 B01 机芯,于2009年推出,是当今市场上最坚固的整体计时码表机芯之一。它具备天文台认证(Chronometer Certification),满链状态下动力储备可达70小时。(图:百年灵 Breitling)

在使用时,这种差异最明显:

  • 柱轮计时码表:按压按钮时阻力均匀顺滑,直至操作杆触发动作。

  • 凸轮杠杆计时码表:按压需“先轻后重”的两步动作。百年灵

但在设计精良的凸轮杠杆机芯中(如 OMEGA 3861),齿轮齿尖经过优化,以便计时启动时顺畅啮合,其性能差异对肉眼几乎不可察觉。

2. 整合型还是模块型?

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浪琴 Master 系列计时码表搭载 L688.2 机芯,这是 Valjoux 7750 计时机芯的现代化版本。(图:浪琴 Longines)

一些计时码表机芯在设计上为整合型,而另一些则是模块化附加件,可根据常用尺寸安装到大多数基础机芯上。由于凸轮杠杆系统(cam-and-lever)和摆动小轮(oscillating pinion)可以批量生产,它们通常用于模块化机芯。柱轮计时码表(column-wheel chronograph)通常为整合型,但并非绝对:著名的 Valjoux 7750 便是一枚整合型凸轮杠杆计时机芯。判断方法最简单的是观察表冠与计时按把:如果不在同一轴线上,则通常是叠加在基础机芯上的模块(这类机芯设计上也往往更厚)。整合型机芯的优点在于:启动计时功能时对走时精度影响较小。

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冠蓝狮首枚机械计时码表 Tentagraph 配备自动上链 9SC5 机芯,拥有柱轮、垂直离合和高频调节机构。(图:冠蓝狮 Grand Seiko)

现代整合型计时机芯,如布百年灵 B01 或 冠蓝狮 9SC5 机芯,摒弃了传统的水平离合机构,采用垂直耦合(vertical coupling)。垂直耦合的计时轮通过杠杆提升至主机芯板上方,并在启动时落下。此摩擦配合方式可最大限度减少水平离合计时开始时偶尔出现的“跳针”现象,这是由于两个齿轮啮合不完全造成的。

3. 标准计时码表还是飞返计时码表?

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Agengraphe 由 Jean-Marc Wiederrecht 的 Agenhor 制表厂设计,是一款卓越的计时码表,其混合式机芯设计实现了出色的性能表现。(图:Singer Reimagined)

凸轮杠杆驱动的计时码表就像计时功能的逻辑门,只具有两个可编程位置。而柱轮计时码表则有三个可编程位置,这也是为什么其中一些计时码表具备“飞返”(Flyback)或瞬间复位功能。该功能由 Longines 于 1925 年发明,并在十年后获得专利,它可在不启用刹车的情况下控制计时齿轮组的心形凸轮,使指针瞬间回零并开始新的计时。

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Singer Reimagined 的 Track 1 系列搭载 Agengraphe 机芯,充分展示了其独特功能与技术亮点。(图:Singer Reimagined)

飞返功能对需要连续测量的场景非常实用,例如 20 世纪早期的航段计时,或赛车赛道上的圈速记录。今天飞返计时码表中最智能的设计之一是 Jean-Marc Wiederrecht 设计的 Agengraphe。该机芯由四个模块组成,每个模块提供不同功能,并拥有多项技术创新。调节模块允许通过调节游丝松紧来微调摆轮,而机芯反转设计使摆陀显示在表盘侧,从而使整个计时机构通过透明底盖一览无余。

其离合系统采用混合设计,兼具低能耗与垂直离合的精准度。此设计可确保计时分针在“60”时瞬间跳转,同时将走时齿轮集中于中央,为计时功能腾出更多空间。另一个核心优势是便于更换机芯组件以适配不同配置。这是一款模块化集成计时机芯,结合了水平与垂直离合计时机芯的优点,甚至更多。对于计时码表爱好者来说,这几乎是最佳选择,堪比更高级别的复杂机芯之外的顶尖作品。

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