8500机芯是如何运作的

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第一部分：8500背后的故事

作为非钟表专业人士，出于对精密机械的喜爱，着迷于机芯技术的研究，非常希望了解一堆齿轮弹簧如何能为我们提供精密而稳定的计时。我一直喜欢最求某领域最强最好的东西，而OMEGA创新的8500机芯，正是钟表领域中，我认为最富创新精神并成功量产的作品。这一切得从3年前偶然读到有关当代制表大师，乔治·丹尼尔斯的故事说起。

人类历史上，各个领域的进步，与那些杰出人物的伟大贡献息息相关，钟表界亦如此，从哈里森的精密航海钟，到宝玑的陀飞轮，梦想和创意被不断实现，让我们的世界与过去大为不同，时至今日，虽然获得精密的计时已是唾手可得，但一枚腕上的机械表，所包含的更多是对人类文明进步成长的纪念。


約翰·哈里森 （John Harrison，1693 –1776，英国木匠、钟表制造家）
相关电影：《经度 Longitude》
http://www.iwatch365.com/thread-17391658-1-1.html


亚伯拉罕·路易斯·布雷盖（Abraham Louis Breguet，1747-1823，法国钟表制造家）

人，是所有事物发生发展的核心，所以我一直很喜欢看人物传记，而近现代以来，最伟大的钟表制造家，非乔治·丹尼尔斯莫属。因为2011年10月21日大师辞世，网络上有很多纪念文章，我才知道他的名字和故事。


乔治·丹尼尔斯 （George Daniels, CBE, DSc, FBHI, FSA，1926年8月19日 – 2011年10月21日，英国钟表制造家 ）

相关乔治·丹尼尔斯的文章很多，大家可以自行搜索，这里是其中一篇，也是我当初最早看到的一篇：
http://www.iwatch365.com/thread-17381123-1-1.html

丹尼尔斯除了亲自制表以外，最主要的贡献在于整理了大量经典制表文献资料，以及同轴擒纵的发明。故事是这样描述的：

20世纪60年代末的一夜，英国制表大师、发明家乔治·丹尼尔斯在床上准备安寝之时，一个想法浮现于他的脑海之中。他构想出一种全新的擒纵系统，通过重新设计这个机械腕表机芯心脏部件，从而解决困扰制表界整个世纪的问题。他拿起床边的一张纸，迅速勾画出脑海中的图像，然后安然睡去。第二天清晨，丹尼尔斯开始了对同轴擒纵系统的研究，他手绘草图中的模型如他所想象一般可有效运作，之后他开始与瑞士顶尖钟表商们接洽，探讨将这个全新机械系统进行量产的可能。瑞士制表业对乔治·丹尼尔斯的新发明普遍态度冷淡，仅有一个例外，斯沃琪集团创始人、当时的主席尼古拉斯·G·海耶克慧眼识珠，为欧米茄引入这项技术。在此后数年中，欧米茄的工程师与技术人员和丹尼尔斯精诚合作，将同轴擒纵的不同部件实现了工业化生产。

让我们看看大师当年的作品和手稿：
最早的同轴擒纵应用于丹尼尔斯自制的一款陀飞轮腕表：






据说是最早的“2500”




开发手稿





擒纵系统是钟表的核心，有关知识以及介绍过很多次，有兴趣的同学可以看看这个帖子：
http://www.iwatch365.com/thread-17380599-1-1.html

有一些人主张说，丹尼尔斯的同轴擒纵，是基于宝玑的自然擒纵，和美国制表大师查尔斯·法苏的双轮杠杆擒纵改良而来：
宝玑的自然擒纵


法苏的双轮杠杆擒纵






再让我们看看但丹尼尔斯的同轴擒纵
OMEGA 第一代双层式同轴擒纵（Caliber 2500）


OMEGA 第二代三层式同轴擒纵（Caliber 8500）



通过仔细的研究上述擒纵的运行原理，我们可以看到，所有上述发明，都是为了解决传统瑞士擒纵摩擦大、能量传输效率低的问题：
瑞士杠杆擒纵，今天依然是主流的擒纵系统


导致杠杆擒纵低效率的主要原因，是由于擒纵轮施加推力的方向与擒纵叉宝石运动方向不一致，通常这两个方向有近60度的夹角，因而只有50%的动力被传递给摆轮，同时滑动摩擦面积大，能量浪费显著。



200年来，无数制表师和工程师都在找寻一种更高效、磨损更小的擒纵方式，其核心目标主要是：
1. 直推式：动力发条的扭力通过齿轮系最终传递给擒纵轮，擒纵轮推动摆轮的过程能力损失要尽量小，擒纵轮推力的矢量方向与摆轮最终获得推力的方向一致。

2. 减小摩擦面积：经过优化的齿轮之间能力传递损失是非常小的，但传统杠杆擒纵，擒纵轮齿与擒纵叉宝石之间完全是滑动摩擦，因此必须依靠润滑油。一旦滑油失去效力，摩擦和磨损将显示提高，甚至导致机芯停摆。

3. 双向能量传递：摆轮往复的两次摆动过程中，最好都能获得能量补充，以确保各方位等时性。

4. 容差性：整个擒纵系统要允许足够的装配误差，以及日常使用中外力的冲击，不能“一碰就停”。

5. 工业化：可批量化生产，而不至于难以装配或成本过高。

宝玑的自然擒纵可以实现“双向”能量传递，即摆轮往复的两次摆动，都会获得动力输入，并且是“直推式”（擒纵轮向摆轮传动时，擒纵轮施加推力的方向与擒纵轮宝石运动方向基本一致），但需要两个对置的、完全匹配的擒纵轮，对于空间有限的手表而言，要求体积过大，而且两个擒纵轮匹配的加工工艺要求甚高，只有现代技术方可实现，因此难以工业化。

法苏的双轮杠杆擒纵，其擒纵轮看似很像同轴擒纵，但仔细了解其力学原理，我们不难看出1号和3号擒纵叉宝石依然是传统杠杆式擒纵的设计，宝石需要一个倾斜的工作面，依靠大擒纵轮的轮齿“斜”着摩擦并推动宝石，多出的2号擒纵叉宝石虽然“正向”接受小擒纵轮轮齿的推动，但只对摆轮一个方向的摆动提供推力，不能做到双向传递。

相比而言，法苏的这套擒纵有点“画蛇添足”的感觉，由于比起传统杠杆擒纵多了一套叉瓦和擒纵轮（指的是双层擒纵叉和擒纵轮），所以大幅增加了机心的运行负担，能效非常低。

因此，无论是宝玑的自然擒纵，或者法苏的双轮杠杆擒纵，都不可能是丹尼尔斯同轴擒纵的改良范本。实际上钟表发明，只要改变一个宝石的安装角度、或者擒纵轮的齿型都可以获得专利，就更不用说同轴擒纵的创新，是多么显著的与众不同。所以说，同轴擒纵是一个名正言顺的发明，所有具备一定物理常识的人都应该承认这一点。

从丹尼尔斯自制陀飞轮腕表中的同轴擒纵，到2500机芯量产的同轴擒纵，丹尼尔斯和OMEGA的技术团队做了大量的改进工作，为了更加可靠和方便工业化生产：


双层的同轴擒纵轮从最早的12齿变成量产型的8齿，这是最显著的变化，我个人认为这个改进的目的是为了提高擒纵系统的容差性，因为同轴擒纵原理上有一个很关键的地方：摆轮圆盘上安装的冲击宝石，在一个摆轮往复周期中，一次要刚刚好被大擒纵轮的一个齿追上并给与冲击推动，而另一次则要从大擒纵轮的“背后”掠过，而不能与之擦碰。如果是12个齿，这个间隔要控制得相当精确，而且受到外力冲击，有可能在此卡主：

注意擒纵轮齿 b，和摆轮圆盘宝石 J 之间的关系




因此我们所见到的量产同轴机芯，上下两层同轴擒纵轮均为8齿设计，无论是第一代双层同轴擒纵轮，还是第二代双层同轴擒纵轮，或是最新的，可以称之为第三代的八爪鱼式三层同轴擒纵轮。实践证明，这一改进设计是高效可靠的。

OMEGA目前最新一代同轴擒纵系统，八爪鱼式大擒纵轮，三层设计，LIGA防磁合金制造，运用于2500D，8508，9300，9605


事物的发展并非总会一帆风顺，自1999年开始OMEGA量产同轴机芯，2500A/B/C，以及部分第一代双层同轴擒纵轮设计的机芯均被发现有原理性的问题，而这导致了公众对同轴擒纵原理本身的怀疑，许多人认为同轴擒纵是一种“不可靠”、“容易偷停”、甚至维护周期没有延长反而变短了的一种失败设计，虽然根据充分的资料显示，第一代同轴的故障概率确实要高一些，但远未达到必然“偷停”的情况。不过客观来说，这次设计上的失误，导致了人们对OMEGA品牌以及同轴擒纵的双重不信任。

一个伟大的发明，很可能毁在一颗以为不那么重要的螺丝上，同轴擒纵险些如此，那么到底是什么原因导致了第一代双层同轴擒纵的问题呢？

说起来实在太简单不过，可能是因为2500机芯的原始机芯ETA-2892A2的结果限制，或者是改造加工限制，传动轮系传递动力给擒纵轮的设计，被设计为一个大间隔大齿形的齿轮，直接推动同轴擒纵的上层擒纵轮，也许当初这样做是为了降低加工难度。

2500A/B/C机芯传动系统，发条盒驱动2号齿轮，2驱动3，3驱动4，4驱动5，5号驱动6号擒纵轮的上层小擒纵轮的齿背：


让我们看看问题到底在哪里？学过物理的同学应该都知道，齿轮的扭矩与转速成反比，相互咬合的两个齿轮，齿数之比正好是转速的反比：



如上图，左侧大齿轮24个齿，右侧小齿轮12齿，左侧大齿轮如果每分钟转1圈、扭矩为1个单位，右侧小齿轮每分钟要转2圈、扭矩为1/2个单位。

机械表机芯的动力，来源于发条盒，发条上紧后，发条的力量驱动发条盒的外圈的齿轮慢慢旋转，传动系统的各个齿轮，通过一级级的齿轮传递，旋转速度越来越快，而轴心扭矩越来越低，直到最后擒纵轮驱动擒纵叉，施加非常微弱的推力以保持摆轮的连续摆动。

以传统杠杆擒纵的ETA-2892A2机芯为例，其擒纵轮有20个齿，摆轮频率为4Hz即，每秒钟往复摆动8次，每摆动一次转动一个齿，则可以计算出2892机芯的擒纵转速是：0.4转/秒

2500机芯的擒纵轮只有8个齿，A和B型机芯的频率为4Hz，其擒纵轮的转速为：1转/秒，C型机芯的频率为3.5Hz，其擒纵轮转速为：0.875转/秒，均超过2892机芯有2倍有余，因此同轴擒纵推动同样大小和质量的摆轮达到同样摆幅，确实需要的扭矩要比杠杆擒纵少50%以上，这也验证了同轴擒纵本身能量传递的高效和摩擦阻力的减小。

可问题就出在传递齿轮和上层擒纵轮之间：



齿轮的齿数越少，其能量传递的损耗就越大，原理很简单：齿越少，单个齿与齿之前摩擦旋转的角度就越大，摩擦的面积和时间都更大，肯定浪费更多能量，并造成更多磨损。

如上图我们可以看到，第一代双层同轴擒纵系统，驱动擒纵轮的旋转的最后一个齿轮，是异形齿轮，其齿形还是经过优化，与同轴擒纵轮的上层小擒纵轮接触。

但上层小擒纵轮 C 只有8个齿，驱动齿轮 A 虽然有20个齿，但当C的齿与A的齿相互作用时，不仅进入角度大，而且摩擦面积非常大，同时摩擦接触时间长。

所有偷停故障的2500机芯，都有一个共同点：C擒纵轮轮齿与 A 齿轮轮齿的接触面严重缺油或磨损，同轴擒纵本身减少滑动摩擦面、减小摩擦接触时间、直向推力传递的有点可以说全被C和A之间的“硬摩擦”给抵消了。长期运行下，滑油损耗严重，一旦缺油就会因为本身扭矩较低，而摩擦严重，导致偷停现象发生。

所以2500A/B/C等第一代同轴机芯的问题，并非同轴擒纵本身的原理问题，也就说，擒纵轮驱动擒纵叉或摆轮的过程没有问题，问题出在齿轮驱动擒纵轮的过程中。

对于之前购买2500A/B/C并发生偷停的用户来说是悲剧，对于OMEGA来说是灾难和教训，而对于整个制表行业来说，应该是塞翁失马焉知非福，如果不是2500的问题，可能8500也不会于2007年诞生。

仅仅是一小步改进，确是同轴擒纵的一大步，也是整个制表行业的一次技术飞越：





8500和9300等第二代以后的同轴擒纵系统，通过在双层擒纵轮之上，增加一个专门的同轴齿轮，将传动齿轮驱动擒纵轮的方式改为传统高效而可靠的齿轮式传递，一举彻底解决了问题。通过图片我们可以看到，8500的同轴齿轮有14个齿，而且齿形短小，此处将不再有异常的阻力和磨损。

注定要成为一代名芯的8500就此诞生，为了它的早日完成，乔治·丹尼尔斯以80岁的高龄依然坚持参加开发工作，所以每当我抬手看着腕上的8500，不由得想起老爷子的为同轴擒纵倾注40年人生的艰辛历程。

2007年81岁的乔治·丹尼尔斯参加8500机芯发布会


除了8500，试问有哪个机芯背后有这么丰富和感人的故事？


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第二部分：8500如何运行？

有许多同学对复杂的机芯感到茫然，而且不少人在购买腕表的时候，品牌或外观是第一位，当然这无可厚非，每个人都可以有自己的偏好。但就手表本身而言，机芯的复杂度、有序化程度、或者说其包含的人类劳动，占到整个表的90%甚至更多，每个齿轮、每个齿轮的齿形、轴承、宝石、弹簧、夹板……，每一个零件都可能影响最终的走时、稳定性和耐久度。

以下我将基于8500维护手册，介绍8500机芯的结构特点，并简要说明8500是如何运行的。

1. 机芯整体描述
8500的机芯整体结构属于传统设计，正面有上链拨针系统、指针驱动系统、日历系统，背面有动力系统、传动系统、擒纵系统、振动系统、自动上链系统。比较有特色的是除夹板，也就是机芯的主体结构采用镀铑处理外，几乎所有大小齿轮也进行了镀铑处理，目前主流品牌好像只有8500和9300系列进行了如此处理，其他品牌的机芯齿轮系统均可见铜质的金黄色。





2. 动力系统和传动系统
8500采用双发条盒设计，两个发条盒直径较小，比较薄，发条盒与发条将发生摩擦的部分，使用了DLC黑化处理技术，使发条盒的表面形成一层高硬度的光滑涂层，因此被称为“类精钢石表面涂层”，可有效降低运行阻力，减少磨损，以及对润滑油的依赖。

由于8500采用了先进的物理仿真技术辅助开发，我相信8500的设计团队是综合评估和模拟测试了多种方案，才确定了今天8500的动力系统结构：让走时尽量的延长、同时考虑扭矩输出的平衡、节约空间体积、减少摩擦阻力、延长发条寿命。

因为同轴擒纵更少的能量损耗，要求的输入扭矩可以比杠杆擒纵减少接近50%，因此可以把8500的发条做得更薄，可想而知发条也会比同规格机芯的发条更窄，而且输出扭矩并不算大，可以有效延长发条寿命，降低自动上链时受到的阻力，提高自动上链效率。

8500机芯的动力系统和传动系统图：


双发条盒结构上串联连接，与上条拨针系统相连的是1号发条盒，其条盒轮（外圈齿轮）可以接受手动上链和自动上链传递来的能量，通过Ref.3208319号齿轮与2号发条盒连接。1号发条盒的外圈齿轮与止逆装置相连，只能单向旋转。

图中上半部分显示的是上链和能量输出的过程，其中蓝色箭头是上链旋紧发条的方向，红色箭头是发条输出动力旋转的方向。1号发条盒的发条没有安装副发条，也不需要安装幅发条，当手动或自动上链时，1号发条盒与2号发条盒会通过Ref.3208319号齿轮自动平衡力矩，两个发条同时被旋紧。



根据图片，我们可以自己想象一下手动上链或自动上链时的情景：
手动上链时，向前旋转表把，立轮将带动Ref.31023齿轮做逆时针旋转，通过齿轮传递，Ref.32029齿轮也做逆时针转动，驱动1号发条盒Ref.20010部件的条盒轮做顺时针转动，开始旋钮紧内部发条，与此同时，1号发条盒顶部的大钢轮Ref.31020，受到发条的带动，也会开始顺时针旋转，然后通过Ref.3208319号齿轮将动力传输给2号发条盒顶部的大钢轮Ref.31020，因为2号发条盒Ref.20010部件的条盒轮收到传递系统齿轮的阻挡（传递系统的齿轮最末端链接擒纵系统，擒纵系统的作用就是一会卡主、一会放开，所以最终会给发条的条盒轮以阻力，让发条的力量慢慢地，而不是瞬间释放），2号发条盒内部的发条也开始旋紧。这样，手动上链的能量就被均匀的分配到1号和2号发条盒中。

自动上链对发条盒的作用与手动无异，自动上链系统将驱动Ref.31066号齿轮，这个齿轮由上部的齿轮片和下部齿轴组成，齿轴其实也是齿轮，只是直径较小，齿轴与1号发条盒的条盒轮相互咬合传递。Ref.31066号齿轮只会做逆时针单向旋转（自动上链系统的一个功能就是将摆陀的双向旋转变成单向旋转），将自动陀旋转产生的扭力传递给1号发条盒。

上图中下半部分是传递系统逻辑图，传统系统的装配图如下：



8500的传动系统，分别有Ref.30014 一轮（图中标注为1号的齿轮），Ref.30025 二轮（图中标注为3号的齿轮），Ref.3002701 中心秒轮（图中标注为4号的齿轮，位置应该安装到机芯中心宝石轴承中，其轴最长，秒针直接安装在其轴末端），Ref.30039 擒纵轮驱动轮（图中标注为2号的齿轮），通过一个个齿轮的传递，能量同时输送给两个系统：擒纵系统和指针驱动系统，一个用来驱动摆轮稳定摆动，一个驱动表针旋转和日历系统工作。

图中标注的5号部件，Ref.56070 是止秒杆，由上条拨针系统带动，当表把拔出到最外档位是，止秒杆将围绕自己的轴心，做顺时针转动，其底部将与摆轮摩擦接触，卡主摆轮的摆动，由此实现停秒功能。不过摆轮如此精密的东西，如此突然强行挡住，会不会对摆轮有磨损呢？可以肯定多少是有点的，所以8500的摆轮同样被DLC黑化处理过，因此更耐磨更耐腐蚀。不过总体而言，停秒操作还是尽量少为好。



拆开的8500机芯，看传动系统部分齿轮的安装


8500的传动系统齿轮保持了ETA一贯的风格，除了齿数与2892等机芯不完全相同外，基本构造大同小异。

3. 擒纵系统
8500的擒纵系统是独一无二的，已经被证明是高效且可靠耐用的设计，之前已经写过大量介绍就不再此重复。

4. 振动系统
8500的振动系统拥有一个经过DLC黑化处理、S形4悬臂支撑、旋转惯量高达21毫克*平方厘米的摆轮，一定频率时，摆轮惯量越大的机芯旋转动能越高，其实际运行精度和稳定性以及位差表现越优秀，相比几个著名机芯，ROLEX-3135的15.5（4Hz）、2500C/D的9.4（3.5Hz）、ETA-2892的7.2（4Hz），8500机芯21毫克*平方厘米的惯量与3.5Hz的频率相结合，获得了最高的旋转动能，这样也是为什么8500在实际运行中可以持久高精度运行的关键。



与大惯量摆轮相配合的是8500高弹性系数的游丝，无论是第一代的合金游丝，还是目前已经普及的Si14硅游丝，8500同样表现精准，这依然主要得益于同轴擒纵系统，可以高效的输出动力，以保持大惯量摆轮的高摆幅摆动。如果换做杠杆擒纵，以8500那一对相对“弱小”的发条盒，驱动这么大的摆轮，可能摆幅还不到200度，这就是同轴擒纵强大能量的最好印证。

为了达到优秀的等时性，8500采用无卡度游丝，无快慢夹，通过摆轮内圈安装的4颗白金螺丝砝码，通过微调摆轮惯量调整频率误差。白金螺丝砝码的使用不仅进一步增大了摆轮惯量，而且由于其化学属性稳定，可以确保持久精度。目前在同级机芯中只有8500和9300系列机芯采用白金砝码，确实物超所值。




5. 自动上链系统
8500的双向自动上弦系统比较有特色，有别于ETA-2892的传统设计，也不同于ROLEX的双红轮或IWC的啄木鸟结构。



图中，标识为1号部件的是自动上链组件夹板基座，2号部件为传动轮，其轴心并不固定，可在一个开槽上滑动，3号部件为刚性弹簧，向内夹住两个2号部件，7号部件为带离合的传递齿轮，6号部件为止逆轮，4号部件也是传动轮，5号部件即前面我们在动力和传动系统中介绍过的Ref.31066，与1号发条盒的条盒轮（外圈齿轮）接触，驱动其上紧发条。

双向上链系统的关键，是如何将摆陀（自动上链重陀）的双向随机旋转，变成指定方向的单向旋转。8500通过3号部件的弹簧，以及两个2号部件的位移实现这一功能。



Ref.2201018是销杆式自动上链重陀，相比同类设计著名的ROLEX-3135机芯，其轴心更加粗壮，与轴承杆接触的是由ZrO2二氧化锆高强度陶瓷做成的固定套环，轴心的底部安装有Ref.32100齿轮，与自动上链系统的两个2号部件齿轮接触。



通过结构图，我们可以想象一下8500自动上链系统工作的大致原理：

当自动陀顺时针旋转，中心轴承下的齿轮Ref.32100会带动两个Ref.32104齿轮转动，但由于Ref.62062弹簧并没有卡死Ref.32104齿轮，由于顺时针转动的压力，右侧的Ref.32104齿轮会被向外侧推出，与其上方的Ref.32037齿轮分离，而左侧的Ref.32104齿轮会留在原地，将旋转的动力传递到Ref.32031，再由Ref.32031将动力传递给Ref.31066齿轮做逆时针旋转，驱动1号发条盒。

当自动陀逆时针旋转，这次是左侧的Ref.32104齿轮被向外推出，与Ref.32031分离，右侧的Ref.32104齿轮留在原地，将旋转的动力传递给Ref.32037，Ref.32037驱动Ref.32031，最终将动力传递给Ref.31066齿轮，Ref.31066齿轮依然做逆时针旋转，驱动1号发条盒。

简而言之，8500的自动上链方向转换系统零件数量很少，构造简单，齿轮比较粗壮，实际上链效果相当可靠。

8500的自动上链系统在设计时，肯定吸取了比如ROLEX-3135机芯的经验，为防止长期使用造成的蹭陀，首先轴承更粗壮，同时在轴承底部安装了弹性卡簧，让自动摆陀可以受限的做小幅度上下晃动：



Ref.52120即弹性卡簧，如此设计可以保护自动摆陀的轴承，在外力冲击时避免承受过大的侧向压力（如果自动陀轴完全固定，当自动陀受到向上或向下的加速度时，由于杠杆原理，轴心会承受巨大的垂直于轴心线的侧向拉力，从而导致轴心磨损变形，最终无法固定自动陀，导致剐蹭夹板），防止轴承的销杆磨损，因而从原理上避免了自动摆陀剐蹭机芯夹板的可能。以ROLEX-3135为例，机芯剐蹭夹板本身对机芯并不造成伤害，但会产生大量金属粉末，而这些粉末会随着使用散布到机芯各处，试想齿轮和轴承上如果有许多金属粉末，如同进入了大量金属灰尘，势必会造成严重的磨损伤害。

ROLEX-3135机芯自动陀剐蹭夹板，真心希望能有所改进


拥有8500的同学可以自己测试一下：将表立着拿好，垂直于表面轻轻前后晃动，你会听到细微的铛铛声，那就是自动陀的保护弹簧在起作用。

由此我们可以看出，OMEGA确实希望8500能成为一个坚固可靠的机芯，无论被安装于正装表，或是运动表，都可以胜任。所以8500采用销杆设计是综合考虑了各种因素，而绝不是为了节约成本降低配置，相比滚珠轴承，销杆轴承并不过时，他们各有利弊。我认为ETA和OMEGA的工程师是仔细权衡才做出的选择：带减振系统的销杆轴承，将比滚珠轴承更耐用。

销杆式的大扭矩，加之同轴擒纵较低的发条扭矩要求，使8500拥有了同级别机芯中最佳的上链效率，一改之前2500上链效率较低的痼疾，甚至超过3135机芯15%，即使你每天都坐办公室，仅仅手部的运动都足以维持8500的运行。



6. 指针驱动系统和日历系统
8500的指针驱动分成两路，逻辑上，由发条盒带动传动系统，传动系统又分别带动中心秒轮（秒针安装在其上）和中心离合分轮（分针安装在其上），再由中心离合分轮带动时轮驱动轮，时轮驱动轮带动时轮，最后时轮通过日历轮驱动轮，带动日历轮。

先看机芯背面的传动系统


最关键的齿轮是Ref.30025 二轮（图中标注为3号的齿轮），这个齿轮身肩两任，与三个齿轮部件接触（注意看该部件的侧视图）：

首先其底部的齿轴（小直径齿轮），接受Ref.30014 一轮（图中标注为1号的齿轮）的驱动，同轴心上层的大齿轮将动力传给Ref.3002701中心秒轮，表盘的秒针就安装在这个轴上。



Ref.30025 二轮的齿轴较长，穿过机芯夹板专门的空隙，驱动机芯正面的中心离合分轮，上图1号部件Ref.3108301，即为中心离合分轮，红色箭头所指处，就是Ref.30025 二轮的齿轴与中心离合分轮的大齿轮接触的地方。

1号部件Ref.3108301 中心离合分轮是一个有意思的部件，其造型符合ETA的传统，由两个部分组成：一个带刚性夹弹的齿轮底座，一个被夹住的底部带齿轮的空心轴管，分针就安装在这个轴管的顶端。

这个部件需要达到的效果是：传动系统驱动底部的大齿轮，以每分钟一圈的速度旋转，而在需要停机调针的时候，其中心被夹住的带齿轮轴管，可在底部大齿轮被卡主不能转动使，独立转动。这就是机芯分针能独立调节的原理。所以我们可以明白，为何不应该有事没事经常调表，大多机械机芯的拨针系统，都有类似结构，调针时会导致分钟轴管与夹住他的底座发生硬摩擦，过于频繁的调整对表可能导致此处松动。

图中2号部件Ref.31041，一般称为分轮，实际就是时轮驱动轮，中心离合分轮上被夹住的小齿轮，通过Ref.31041的减速传动，带动小时轮旋转。同时，这个部件上方，还可以与后面我们要说道的上链拨针系统中的分钟拨针轮离合，当需要调节分钟和小时的时候，接受表把转动，旋转分针和时针。

图中3号部件Ref.35079，是单独调节时针的传动轮，与下面要介绍的时轮相互接触，Ref.35079与上链拨针系统中的小时拨针轮离合，当需要单独调节小时指针时，接受表把转动，旋转时针。

图中4号部件Ref.33011，是拨历轮的驱动轮，由下面要介绍的时轮驱动，传递动力给拨历轮。

接下来我们给机械装上时轮和日历轮，如下图



图中1号部件Ref.3104601，是8500的关键部件之一：带弹性离合的时轮，也就是8500时针可以单独调整的关键。这个部件由两层齿轮组成，其空心的时针轴管与下层较小的齿轮牢固相连，其上层大齿轮环套在内圈较小齿轮之上，上下齿轮之间，通过特殊的结构，实现内圈齿轮相对于外圈齿轮分为12档位的弹性旋转，这里我没有找到Ref.3104601的详细资料，只有类似的结构：









这个部件的设计，可能是8500机芯唯一需要改进的地方，因为它是8500机芯时针与分针不协调的关键，而非指针装配问题。

一般的机芯，时针与分针的驱动齿轮相互紧密咬合，如果装针正确，除非严重磕碰，时针和分钟不会出现不协调的情况。而8500的双层离合时轮，实际齿轮的间隙极小，但双层齿轮之间的离合部分，间隙却远比齿和齿直接咬合高。而且，为了方便调节，这种离合与中心离合分轮的那种滑动摩擦不同，有弹簧压着的档位，实现12档的跳跃转动，但问题来了：长期使用累积的多次调节，以及正常运行中，分轮轴管对时轮轴管本身的滑动摩擦压力，都会使其内部离合弹簧长期受压，而可能有轻微变形，从而导致时针与分针的协调误差变大，简而言之，就是时针会变得“有点送”，当然，不是那种可以看到时针灵活的动来动去的松动，而是当分针指向12点整刻度时，时针不能指向整点刻度，可能超前一点或落后一点。



我已经向OMEGA的官方售后团队提交了此问题的报告，和可能原因的分析，在我的描述中，我认为有不少表友是完美主义者和强迫症患者，所以对于8500这一近乎完美的机芯会有更高的要求，希望他们能向开发团队反馈这一信息。两天后我收到OMEGA客服团队的回信，他们很重视所有顾客提出的意见，并已经向总部反馈了这一问题，我感觉他们的态度还是非常好的。

对于我来说，时针这样偶然的随机偏转的2、3度，对于实际使用确实没有任何影响，但对于完美主义者和强迫症患者，很可能的结果是把表反复的调废掉。

根据我掌握的原理，如果发生时针和分针不能协调，我们只能寄希望于它自行恢复，如果无法恢复，强制调节只能适得其反，加大机芯部件的磨损。

我给出的建议是，如果你受不了，如果在保修期内，你可以找最近的旗舰店，要他们寄送OMEGA上海维护中心，甚至或者自己直接联系，加保险费邮寄过去。这个部件很普通，更换不需要拆开机芯，只需要开盖拆针，更换弹性离合时轮即可。

不过我个人宁可等待他们可以彻底解决这个问题，未来保养时更换新的部件。因为这一问题不像蹭陀，不处理会越来越伤害机芯，时针对不准刻度最多只是有点伤心而已，呵呵呵。。


好了，让我们再回到这幅图：


图中2号部件Ref.33020是拨历轮，由Ref.33011拨历轮驱动轮驱动，与4号部件Ref.53080日历跳杆一道，实现3号部件Ref.9144日历盘每24小时旋转一周。

这个原理很简单，关键是2号部件Ref.33020拨历轮，这玩意也是内外两圈、上下两层，起内圈上层，带有一个小推把，用来与日历盘的齿作用，内圈上层与外圈下层之间用螺旋形弹簧连接，也就是说，内圈上层，可以相对外圈下层逆时针旋转，越旋转，相对扭力就越大。

另一端，4号部件Ref.53080日历跳杆的上部，实际有一个小弹簧压着，让整个日历跳杆形成弹性下压力。日历跳杆的左侧头部下半部是V型，压着日历盘，让其不能转动。



上图中，Ref.6303019就是压住Ref.53080日历跳杆的小弹簧，现在让我们想象一下：

两个发条慢慢地放松，使2号发条的条盒轮转动，驱动一轮（Ref.30014）

一方面，一轮通过二轮（Ref.30025）、秒轮（Ref.3002701）、擒纵驱动轮（Ref.30039）、擒纵轮（Ref.40010），被擒纵系统一会卡主，一会放开，只能慢慢的旋转。

另一方面，二轮驱动中心分轮（Ref.3108301），带的分针旋转，中心分轮又带动时轮传动轮（Ref.31041），时轮传动轮与双层离合时轮（Ref.3104601）的上层大齿轮接触，通过内部弹簧离合，带动下层小齿轮旋转，小齿轮的轴管末端安装着时针，时针便跟随着慢慢转动。双层离合时轮的下层小齿轮与拨历轮驱动轮（Ref.33011）接触，拨历轮驱动轮与拨历轮（Ref.33020）的外圈下层齿轮接触，并带动其旋转，当拨历轮内圈上层的小推把转到日历盘齿接触的时候，应该是晚上20：30。这时，因为日历跳杆（Ref.53080）正压着日历盘时期不能转动，拨历轮的内圈上层开始相对外圈下层做逆时针转动（弹簧开始压缩，实际看起来应该是外圈下层继续顺时针转动，而内圈上层被卡主不能转动），随着时间继续，日历盘受到的、由拨历轮内圈上层推把施加的、顺时针方向的推力越来越大，直到其力度超过了日历跳杆弹簧的压力，啪！的一声，日历盘跳转了，如果装配时拨历轮（Ref.33020）的按装齿位准确，日历盘应该可以在午夜12点前后60秒内跳转。


7.  上链拨针系统
8500的上链拨针系统，与传统的ETA风格相差不大，实际使用拉挡操作力度合适，档位到位非常清晰。



图中，1号部件Ref.31120是立轮，2号Ref.31121是离合轮，3号Ref.51010是表把轴，4号Ref.5302218是时针和分钟拨针离合轮的安装支架，5号Ref.51050是离合杆，6号Ref.5108018是拉档杆。

由于这部分需要一定的钟表基础知识，我们就不详细描述其操作原理，仅做介绍：



默认表把位置为上链位，只有向前转动有效，向后转动没有作业，所以对于螺丝表把的手表，先要向后旋开螺丝表把，然后再向前上链。

向外拉出一档时，6号部件Ref.5108018拉档杆会围绕自己的主轴，顺时针旋转一个角度，下压4号部件Ref.5302218，其右侧齿轮将与前面提到的单独调节时针的传动轮（Ref.35079）接触，传动轮与双层离合时轮（Ref.3104601）的下层小齿轮接触。此时旋转表把将不会上发条，而是双层离合时轮（Ref.3104601）的下层小齿轮相对上层外环齿轮做每次30度转角为单位的跳转，并带动时针转动。

向外拉出两档时，4号部件Ref.5302218，会逆时针旋转，其右侧齿轮上移与下方齿轮分离，左侧两个小齿轮下移，与时轮传动轮（Ref.31041）接触。此时旋转表把也不会上发条，表把的旋转将顺时针或逆时针转动时轮传动轮（Ref.31041），时轮传动轮一方面驱动中心离合分轮（Ref.3108301）中间被夹住的小齿轮和轴管做转动（此时便是硬性滑动摩擦，中心离合分轮的底部大齿轮依然按部就班被驱动着每分钟旋转一圈），带动分针旋转，另一方面驱动双层离合时轮（Ref.3104601）的上层外圈大齿轮，并带动其内圈下层小齿轮以及时针转动，同时，双层离合时轮（Ref.3104601）内圈下层小齿轮一如既往的通过拨历轮驱动轮（Ref.33011）转动拨历轮（Ref.33020），所以通过转动分针，也可以实现日历跳转，不过有点损伤中心离合分轮。


总算完成，这是我写过的最绕口的一篇帖子，只是希望更多人能真正了解自己心爱的手表，它如何运作，有可能在关键的时候给予我们关键的帮助。

希望大家不仅能看，更要去想象，让自己的脑子多转转有好处。


相关资料连接：
1. OMEGA.Calibre 8500-8501 详细资料图册（彩色版）
http://www.iwatch365.com/thread-17379946-1-1.html

2. 8500 机芯的特点
http://www.iwatch365.com/thread-17393416-1-1.html

3. 机械表擒纵等系统资料
http://www.iwatch365.com/thread-17380599-1-1.html

4. 8500和3135机芯对比
http://www.iwatch365.com/thread-17245357-1-1.html

yy30422

沙发，认真看完了。

luffyzhu

广告位招租，6哥这帖子得加精啊，火钳留名

txlkaiser

加速占座 姿势贴;P

tyrantfang

神贴必顶！

abcdwanglin

含金量很高的帖子！[s:95]:@

iturtle

好帖！前来学习！楼主辛苦啦！

long58750113

绝对值得学习 8500背后的故事

xl116155617

强力的好贴啊！！楼CHN6大神！！！我要努力学习！！:@

流泪的射手

跟66学习~

777yyyxxxbbb

好贴，学习学习

777yyyxxxbbb

话说我的po8500,入手21天，累计走时快25秒，正常吗？

文寡露骨

瞻仰后顶之！留念

xl116155617

777yyyxxxbbb 发表于 2014-3-22 11:50
话说我的po8500,入手21天，累计走时快25秒，正常吗？

你这个已经很正常很优秀啦。。是差1秒多而已。。。是非常优秀的走时啦！

基凡氏

太厉害了，用图片文字剖析8500的前世今生。

muz2004

强帖留名

河流咆哮

这个太厉害了，必须要留名

室外逃员外

感谢楼主提供的高水平技术贴
涨姿势了

Cayenne21

进来学习

chn6

刚刚才写完，太麻烦了，希望大家能看明白。