Đồng Hồ Cơ Là Gì – Đồng Hồ Cơ Hoạt Động Như Thế Nào

Bạn có thể đã nghe qua hay đang sở hữu một chiếc đồng hồ cơ có khả năng hoạt động trường tồn dựa theo cử động tay hoặc bằng cách lên dây cót. Bạn chắc hẳn tự hỏi: đồng hồ cơ không dùng pin và cũng không sử dụng năng lượng điện tử, vậy làm thế nào mà bộ chúng có thể hoạt động một cách mượt mà từ ngày này qua tháng khác mà vẫn có độ cập nhật thời gian vẫn khá chính xác đến vậy? Thực sự đồng hồ cơ hoạt động như thế nào?

Cỗ máy cơ tự động cho đồng hồ là một trong những phát minh sáng tạo nhất và kì diệu nhất trong bảng lịch sử thành tích sáng chế của con người.

Qua bài viết này, sẽ giải thích cho quý bạn đọc môt cách chi tiết nhất về cỗ máy cơ tự động cổ điển cho đồng hồ và cách thức hoạt động của chúng.

Đồng hồ cơ là gì?

Đồng hồ cơ (mechanical watch), hay đồng hồ tự động (automatic watch) (ở Việt Nam hay gọi tắt một cách đơn giản chúng là đồng hồ cơ) là dòng đồng hồ dựa vào những chuyển động cơ học (từ con người lẫn cỗ máy) để tạo ra năng lượng cho đồng hồ hoạt động.

Chúng không hoạt động bằng pin, không tự sản sinh ra năng lượng điện từ để hoạt động, hay sử dụng lượng năng lượng từ ánh sáng,… mà chỉ dựa hoàn toàn vào cơ chế chuyển động đơn thuần để tạo ra năng lượng.

Khả năng dự trữ năng lượng cho đồng hồ cơ hiện đại ngày nay có thể kéo dài từ 40 tiếng trở lên kể từ khi không sử dụng.

Có 3 nhóm đồng hồ cơ:

– Đồng hồ cơ cổ điển (mechanical watch, mechanical hand winding , handwound, manual watch) là loại đồng hồ cổ điển nhất, hoạt động bằng cơ chế lên dây cót, loại này muốn hoạt động liên tục thì phải lên dây cót hàng ngày cho chúng.

Nhược điểm của bộ máy cổ điển này là bạn phải mất công vặn núm điều chỉnh cho chúng mỗi ngày để tao năng lượng. Đồng thời với việc vặn núm thường xuyên sẽ bị mài mòn dần, hoặc nhanh chóng bị hỏng nếu rơi vào tay người chưa biết sử dụng ( vặn quá tay,v.v…)

Ưu điểm của bộ máy này là bạn không cần đeo thường xuyên để tạo năng lượng, hay không cần mất quá 10 giây để khởi động năng lượng. Bộ máy cơ cũng dễ sản xuất hơn, dễ làm mỏng bộ máy hơn do không cần thêm bộ phận rotor và giá cả sản xuất ra chúng cũng rẻ hơn đồng hồ tự động.

– Đồng hồ tự động (automatic watch, self-winding watch) là loại đồng hồ hoạt động dựa trên chuyển động từ cánh tay của người đeo, nếu bạn đeo liên tục thì nó cũng sẽ hoạt động liên tục.

Ưu điểm của bộ máy này là bạn cứ xài thường xuyên thì chúng sẽ hoạt động ổn định, không cần phải lên cót tay định kỳ.

Nhưng nếu bạn đem cất, không sử dụng một thời gian, thì khi khởi động lại phải mất khá nhiều thời gian khởi tạo cho chúng hoạt động lại bình thường.

Do tính chất dễ sử dụng hơn đồng hồ cơ, đây là loại máy đồng hồ phổ biến nhất cho dòng đồng hồ năng lượng cơ.

– Đồng hồ cơ tự động kết hợp cả lên dây cót (hay còn gọi là lên cót phụ) với chuyển động tay.Chúng có ưu điểm tổng hợp từ cả hai bộ máy trên và bộ máy này thường được trang bị cho các dòng dồng hồ cao cấp của những thương hiệu nổi tiếng.

Ưu, nhược điểm tổng quan của dòng đồng hồ cơ so với đồng hồ pin, đồng hồ năng lượng ánh sáng, đồng hồ điện tử,…

Ưu điểm:

- Mắc tiền hơn, có giá trị hơn các dòng đồng hồ khác.

- Có nhiều kiểu thiết kế độc đáo và sáng tạo hơn.

- Vừa là công cụ cập nhật thời gian vừa là một món trang sức chứng tỏ đẳng cấp cho người đeo.

- Mãi trường tồn theo thời gian, có thể đồng hành cùng người sử dụng qua hàng chục năm nếu biết cách sử dụng và duy trì đúng.

- Hoạt động mãi mãi theo người dùng mà không phụ thuộc vào các nguồn nguyên vật liệu có thể bị giới hạn như pin, điện tử, ánh sáng.

Nhược điểm:

- Không có độ chính xác bằng những dòng đồng hồ khác.

- Cách sử dụng phức tạp hơn và phải tốn nhiều tiên bạc, thời gian để chăm sóc, bảo dưỡng cho chúng.

- Giá cao, càng nhiều chức năng thì giá càng cao mà độ hiệu quả vẫn không bằng dòng đồng hồ khác.

 Hoạt động không ổn định và chúng phụ thuộc hoàn toàn vào kiến thức chuyên sâu lẫn sự tinh tế của người dùng để tạo nên tuổi thọ của chúng.

Đồng hồ cơ hoạt động như thế nào?

Môt định luật vật lý rất quen thuộc được áp dụng cho bộ máy đồng hồ cơ đó là Định luật bảo toàn năng lượng: Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hay truyền từ vật này sang vật khác.

Một bộ máy đồng hồ cơ có cơ chế hoạt động bởi sự truyền năng lượng qua 5 bộ phận chính sau đây:

- Dây cót (Mainspring).

Để có thể sản sinh và duy trì năng lượng từ rotor(một miếng thép hoặc vàng khối có hình bán nguyệt có thể xoay được 360 độ, thường nằm ở đáy lưng đồng hồ) đối với đồng hồ tự động hoặc từ núm chỉnh giờ đối với đồng hồ cơ lên cót tay, cả hai kiểu đồng hồ ấy đều sử dụng Dây Cót để tạo ra động năng cho bộ máy hoạt động.

Dây cót được làm làm từ sợi dây kim loại to bản nhưng mỏng có tính đàn hồi tốt, bền bỉ và được cuộn lại thành một vòng tròn xoắn ốc.

Khi dây cót căng, cuộn dây cót có dạng cuộn chặt lại, khi cót nhả năng lượng, cuộn dây cót sẽ lỏng dần cho đến khi trở thành trạng thái ban đầu, chính lực xoắn (cuộn-dãn) này đã kéo các bánh răng chuyển động, bánh răng lại làm các bộ phận khác chuyển động, và cũng khi dây cót hết căng thì năng lượng của bộ máy cũng cạn.

Đối với đồng hồ tự động hiện đại sẽ sử dụng thanh chắn nhỏ để ngăn chặn dây tóc bị căn hết cỡ, có thể dẫn đến sự hỏng hóc ở bộ phận này

- Bánh răng (Wheels hoặc Gear Train).

Sau đó, năng lượng từ dây tóc sẽ được truyền tới và qua nhiều vòng bánh răng được chắp ghép với nhau qua các răng của chúng.

Từ độ thưa hay dày của các răng mà ta tạo nên các chuyển động nhanh như kim giây, hay châm hơn như kim phút, kim giờ,

- Bộ thoát (escapement).

Đây là bộ phận có tác dụng như một bạn đạp thắng ở những chiếc xe máy cho các bộ phận bánh răng để ngăn cho các bánh chuyển động xoay tròn hỗn loạn.

Bộ thoát này sẽ chạy theo nhịp, liên tục khóa và mở bánh thoát để bánh răng chạy theo nhịp một cách chính xác theo nhịp từ bánh cân bằng.

Sự khoá và mở từ bộ thoát sẽ tạo nên tiếng “tic, tic, tic, tic,…” liên tục rất đặc trưng của chiếc đồng hồ bộ máy cơ.

- Bánh xe cân bằng (Controller/Balance Wheel).

Đây là bộ phận đếm giờ chính của đồng hồ, độ chính xác cho đồng hồ cơ hoàn toàn phụ thuộc vào sự chuyển động của bộ phận này.

Bánh xe cân bằng sẽ không xoay theo vòng tròn, mà thực chất chúng đong đưa di chuyển qua lại để tạo nên nhịp giây và truyền lại cho bộ thoát tới các hệ thống bánh răng đồng bộ để tạo nên giây, phút, giờ.

Bánh cân bằng dao động ở tốc độ rất cao để tạo nên nhịp từ 6 nhịp một giây trở lên, làm nên chuyển động rất mượt mà như đang “trôi đi” ở kim giây, một chuyển động rất đặc trưng để phân biệt một chiếc đồng hồ cơ với các dòng đồng hồ khác.

Bánh cân bằng chuyển động càng nhanh thì kim giây “trôi” càng mượt.

Hoạt động di chuyển qua lại này được thực hiện nhờ sự co duỗi liên tục từ một sợi dây tóc lò xo siêu mảnh được gắn với bánh cân bằng.

Dây tóc và bánh xe cân bằng chính là hai bộ phận khó chế tác nhất, yêu cầu độ chính xác cao nhất trong bộ máy đồng hồ để tạo nên chuyển động cân bằng chính xác một cách hoàn hảo, đồng thời đòi hỏi sự cân bằng ổn định tại bất cứ vị trí nào từ chuyển động ngang dọc bởi tay người dùng trong các hoạt động hằng ngày.

- Chân kính (Jewels).

Có chức năng như là một trục xoay cho các bánh xe và thanh kim loại xoay vòng, thường được sản xuât từ kỹ thuật tổng hợp sapphire nhân tạo, tạo ra một chất liệu chân kính sapphire nhỏ có độ mịn ở bề mặt và độ cứng tốt hơn kim loại gấp ba lần, chống được sự mài mòn qua các chuyển động cọ xát liên tục từ kim loại.

Tuy nhiên, do chúng có độ cứng rất tốt, nhưng không có độ dẻo, độ đàn hồi nên chúng chịu lực tác động khá yếu.

Chân kính đồng hồ là một trong những bộ phận dễ bị bể vỡ nhất khi chẳng may ta làm rớt đồng hồ từ một độ cao đáng kể xuống đất, vì thế bạn nên hạn chế va đập hay làm rớt đồng hồ hay đặc biệt không nên đeo đồng hồ cơ khi vận động mạnh hoặc chơi thể thao.

Ở một số dòng đồng hồ sẽ cải thiện bộ phận này bằng cách thiết kế thêm bộ phận chống sốc cho đồng hồ như Incabloc (từ các nhà chế tác đồng hồ Thuỵ Sỹ), Diashock (Seiko) hay Parashock (Citizen).

Những cơ cấu hoạt động trên chỉ là những lý giải một cách đơn giản nhất cho bộ máy cơ đồng hồ.

Đối với những chiếc đồng hồ cơ đa chức năng, với thêm những chức năng như ngày, thứ, tuần trăng, đo thời gian chronograph, hồi ngược thời gian, v.v… thì bộ máy sẽ phức tạp hơn gắp trăm lần, cũng như mỗi hãng có những kiểu sáng tạo nên bộ máy cơ riêng với muôn vàn kiển lắp ráp, chế tạo.

Qua từ sự chuyển động của bộ máy cơ đồng hồ, ta mới thấy được trí tuệ sáng chế tuyệt vời của con người, cũng như những đôi bàn tay chế tác cực kỳ khéo léo, tinh xảo với khả năng gia công với độ chính xác hoàn hảo đối cho những bộ phận cực kỳ tinh vi từ những người thợ lành nghề.

Một chiếc đồng hồ cơ đẹp đẽ mà bạn đang sở hữu ngày nay chính là thành quả từ những nỗ lực cải tiến của hàng ngàn con người qua hàng thế kỷ.