Đồng hồ cơ là gì? Tất tần tật kiến thức cần biết

Bên trong một chiếc đồng hồ cơ có thể chứa hơn 200 bộ phận siêu nhỏ, vận hành nhịp nhàng với độ chính xác đáng kinh ngạc.

Đồng hồ cơ là gì?

Đồng hồ cơ là loại đồng hồ được lắp ráp hoàn toàn từ các chi tiết thuần cơ khí, hoạt động dựa trên nguồn năng lượng dưới dạng cơ năng do dây cót sinh ra. Chúng không sử dụng pin hoặc bất kỳ nguồn năng lượng điện tử nào để hoạt động.

Cận cảnh cấu tạo bên trong của bộ máy cơ

Dựa vào cơ chế lên dây cót, máy cơ được chia thành 2 loại chính:

• Đồng hồ Handwinding (lên cót bằng tay): Cỗ máy này yêu cầu người dùng phải tự lên dây cót bằng tay. Việc này thực hiện bằng cách xoay núm vặn mặt bên đồng hồ để dây cót cuộn chặt lại trong hộp cót, cung cấp năng lượng cho cỗ máy hoạt động. Đối với loại này, người dùng phải lên dây cót thường xuyên, tùy vào từng loại mà có thời gian trữ cót khác nhau.
• Đồng hồ Automatic (lên cót tự động): Loại này lên dây cót tự động dựa vào chuyển động cổ tay người đeo. Khi cổ tay người dùng cử động, rotor sẽ quay và truyền đến những bánh xe truyền từ đó dây cót tự cuộn lên, cung cấp năng lượng cho cỗ máy. Lưu ý, phải đeo lên tay ít nhất 8 tiếng một ngày để chúng nạp đủ năng lượng.

Cấu tạo và cơ chế hoạt động của đồng hồ máy cơ

Cỗ máy cơ khí có cấu tạo rất phức tạp với nhiều bộ phận linh kiện bên trong tạo thành một khối thống nhất, truyền động năng cho nhau. Mục đích cuối cùng là tạo sự chuyển động của các kim trên mặt số.

1. Cấu tạo của đồng hồ cơ

Máy cơ cơ bản cấu thành từ 10 bộ phận chính sau:

Núm chỉnh giờ (Winding pinion): Nằm ở mặt bên đồng hồ. Sử dụng để điều chỉnh thời gian và lên dây cót cho cỗ máy. Thực hiện bằng cách xoay núm vặn này theo chiều thuận hoặc ngược kim đồng hồ để tạo năng lượng.

Dây cót (Mainspring): Lò xo cuộn tròn làm bằng thép cực dài, mỏng, có độ đàn hồi cao, cung cấp năng lượng cho đồng hồ. Khi đồng hồ lên dây cót, dây cót sẽ thu lại và từ từ trở về vị trí ban đầu từ đó bánh răng trong hộp tang trống hoạt động, truyền năng lượng cho hệ thống bánh răng.

Bánh răng trung tâm (Center wheel): Đây là chiếc bánh răng nằm ở trung tâm tiếp xúc với hộp tang trống đầu tiên. Phải mất đến 12 giờ bánh răng mới quay hết 1 vòng nên đã gắn trực tiếp nó lên kim giờ

Bánh răng trung gian (Third wheel): Đây là bộ phận tiếp xúc tiếp theo trong hệ thống, còn gọi là bánh răng thứ 3.

Bánh răng thứ 4 (Fourth wheel): Nằm ở vị trí 6 giờ hoặc trung tâm, quay hết một vòng trong 1 phút và gắn trực tiếp với kim giây.

Bánh răng hồi (Escape wheel): Chiếc bánh răng cuối cùng trong hệ thống bánh răng với vai trò chính là giải phóng năng lượng từ hộp cót. Hình dáng bánh răng này rất đặc biệt và phức tạp nhất, có khả năng chịu rung chấn trung bình lên đến 21600 vph/h.

Bánh lắc: Hoạt động dựa trên cơ cấu hồi biến những chuyển động từ bánh răng thành năng lượng. Đồng thời, điều khiển tốc độ chạy của đồng hồ.

Dây tóc (Hairspring): Làm với chất liệu có độ đàn hồi cao. Hiện nay có 4 loại dây tóc tương ứng với 4 tần số dao động khác nhau: 18.000 vph, 21.000 vph, 28.800 vph, 36.000 vph.

• Với máy cơ Nhật, nhà sản xuất thường sử dụng tần số dao động dưới 21.600 vph.
• Với máy cơ Thụy Sỹ, thường sử dụng tần số dao động từ 28.800 vph trở lên.

Chân kính (Jewels): Là các viên đá quý nhỏ làm từ ruby, thạch anh,.. để giảm ma sát giữa linh kiện bên trong và giúp tăng tính thẩm mỹ. Tùy mẫu sẽ có số lượng chân kính khác nhau. 

Rotor (Bánh đà): Bộ phận gắn liền với trung tâm cỗ máy, có hình bán nguyệt làm từ miếng kim loại có khả năng tự xoay 360 độ khi cổ tay di chuyển. Rotor kết hợp trực tiếp với hệ thống bánh răng để khi di chuyển nó sẽ cuộn dây tạo ra năng lượng.

2. Cơ chế hoạt động của máy cơ

Sau khi đã hiểu cấu tạo của đồng hồ cơ, hãy cùng tìm hiểu cách bộ máy hoạt động qua 4 giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Tích trữ năng lượng (Lên cót)

Khi người dùng lên dây cót bằng cách vặn núm chỉnh (trong đồng hồ cơ lên cót tay) năng lượng sẽ được tích trữ trong dây cót – một lò xo mỏng đặt trong hộp cót (barrel).

Bánh cóc (ratchet wheel) và ngàm cóc (click) giữ dây cót căng, ngăn không cho nó nhả ra quá nhanh và mất kiểm soát.

Khi lên dây cót đồng hồ, lò xo sẽ cuộn chặt

Giai đoạn 2: Truyền năng lượng qua hệ thống bánh răng

Khi dây cót nhả dần, năng lượng của nó sẽ truyền qua bộ truyền bánh răng (gear train), bao gồm:

• Bánh xe trung tâm (main wheel) – quay một vòng mỗi giờ và truyền động đến kim phút.
• Bánh xe thứ ba (third wheel) – trung gian giữa bánh xe trung tâm và bánh xe thứ tư.
• Bánh xe thứ tư (fourth wheel) – quay một vòng mỗi 60 giây và thường kết nối với kim giây.
• Bánh xe gai (escape wheel) – nhận năng lượng từ bộ bánh răng và là phần cuối cùng trước cơ cấu hồi.

Cách thức hoạt động của các bánh răng

Giai đoạn 3: Điều tiết chuyển động qua cơ cấu hồi

Bánh xe gai truyền động đến ngựa (pallet fork) – bộ phận đóng mở nhịp nhàng, kiểm soát chuyển động của bánh xe gai. Ngựa tương tác với bánh xe cân bằng (balance wheel), giúp bánh xe này dao động qua lại nhờ tác động của sợi tóc (hairspring).

Bánh xe cân bằng dao động với tần số ổn định (thường là 18.000 – 36.000 dao động/giờ), đóng vai trò như một “trái tim” của đồng hồ, kiểm soát tốc độ truyền động.

Giai đoạn 4: Hiển thị thời gian

Sau khi điều tiết bởi cơ cấu hồi, năng lượng được truyền tiếp đến bộ hiển thị thời gian (motion works), giúp kim giờ, kim phút và kim giây hoạt động chính xác.

Còn trong máy Automatic, rotor (một khối kim loại nặng) xoay khi cổ tay chuyển động. Rotor này truyền năng lượng đến một hệ thống bánh răng và giúp lên dây cót tự động mà không cần vặn núm. Khi dây cót đầy, một cơ chế đặc biệt sẽ ngăn không cho cót tiếp tục căng quá mức để bảo vệ bộ máy.

Ưu và nhược điểm của đồng hồ máy cơ là gì?

1. Ưu điểm

Giá trị chế tác cao: Một bộ máy cơ điển hình có từ 100 – 200 linh kiện, trong khi mẫu phức tạp có thể lên đến 1.500 linh kiện, mỗi chi tiết được gia công chính xác đến micromet.

Theo thông tin công bố từ Patek Philippe, mẫu Grandmaster Chime 5175R của hãng có đến 1.366 linh kiện và mỗi vỏ đồng hồ có 214 bộ phận riêng lẻ nâng tổng số linh kiện lên 1.580. Hãng mất 100.000 giờ cho quá trình phát triển, sản xuất, lắp ráp.

Độ bền cao, có thể sử dụng suốt đời: Nếu bảo dưỡng đúng cách, nó có thể hoạt động hàng chục, thậm chí hàng trăm năm. Nhiều mẫu đồng hồ cơ cổ điển vẫn hoạt động tốt sau hơn một thế kỷ như chiếc Patek Philippe Henry Graves Supercomplication (1925).

Thiết kế tinh xảo: Sở hữu thiết kế lộ cơ (open heart, semi-skeleton, skeleton) giúp người đeo chiêm ngưỡng chuyển động nhịp nhàng của bộ máy bên trong.

Giá trị sưu tầm: Theo nghiên cứu của Tập đoàn Tư vấn Boston (BCG), đồng hồ Rolex, Patek Philippe và Audemars Piguet đã qua sử dụng có tốc độ tăng giá 20% mỗi năm từ tháng 8/2018 đến tháng 1/2023.

Chẳng hạn, nếu năm 1950, bạn mua chiếc Patek Philippe Calatrava giá 300 USD thì ngày hôm nay, bạn dễ dàng giao dịch với giá 20.000 USD – minh chứng rõ ràng cho giá trị bền vững của những cỗ máy thời gian đẳng cấp.

Bộ máy cơ lộ cơ, tôn vinh vẻ đẹp cơ khí tinh xảo, tăng thêm sức hút cho cỗ máy thời gian – Ảnh Saga Long Xing Da Da 13665-SVPEBK-3LH

2. Nhược điểm

Độ sai số cao: Đồng hồ cơ trong khoảng 10 – 50 triệu VND có sai số -20 đến +40 giây/ngày, tùy thuộc vào bộ máy và điều kiện sử dụng. Tuy nhiên, mẫu có chứng nhận COSC có độ chính xác cao hơn, với sai số -4 đến +6 giây/ngày.

Ở phân khúc xa xỉ, một số dòng đồng hồ như Zenith Defy Lab có mức sai số cực thấp, chỉ 0,3 giây/ngày, nhờ vào công nghệ dao động silicon tiên tiến, vượt xa chứng nhận COSC và thậm chí chính xác hơn nhiều đồng hồ Quartz thông thường.

Độ mỏng manh: Bộ máy cơ học nhạy cảm hơn với va chạm và rung động, dễ ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng. Chúng có thể không phù hợp với các hoạt động mạnh nếu không có vỏ bảo vệ.

Yêu cầu lên dây cót: Đồng hồ cơ cần được đeo thường xuyên (đối với dòng Automatic) hoặc lên dây cót thủ công (với dòng Hand Winding) để đảm bảo có đủ năng lượng cho đồng hồ hoạt động. Nếu không đeo trong thời gian dài, chúng có thể dừng lại, cần phải đặt lại.

Sửa chữa & bảo dưỡng: Cấu tạo phức tạp khiến việc sửa chữa khó khăn và tốn kém. Chúng cần bảo dưỡng định kỳ 2 – 4 năm/lần để duy trì hoạt động ổn định, đặc biệt với mẫu cao cấp.

Dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường: Chúng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm cao, nước và đặc biệt là từ trường mạnh từ thiết bị điện tử như lò vi sóng, nam châm, điện thoại di động, có thể làm rối loạn hoạt động của bộ máy.

Phân biệt đồng hồ cơ và đồng hồ máy Quartz

Bộ máy đồng hồ cơ

Bộ máy đồng hồ pin

Lưu ý khi sử dụng đồng hồ máy cơ là gì?

Lên cót thủ công nếu không có thời gian

Hầu hết dòng máy cơ hiện đại đều hỗ trợ lên cót thủ công. Nếu bạn không đeo thường xuyên, hãy chủ động xoay núm vặn theo chiều kim đồng hồ để duy trì năng lượng cho bộ máy.

Phải đeo đồng hồ sau 40 giờ không sử dụng

Cỗ máy cơ khí có khả năng dự trữ năng lượng từ 24 – 40 giờ tùy mẫu. Nếu không sử dụng trong thời gian dài, chúng có thể dừng hoạt động. Để tránh điều này, bạn nên đeo thường xuyên hoặc lên cót thủ công để duy trì độ chính xác.

Lau dầu định kỳ 2 – 4 năm/ 1 lần

Sau một thời gian sử dụng, linh kiện bên trong có thể bị khô dầu, gây hao mòn và giảm hiệu suất hoạt động. Để cỗ máy luôn vận hành trơn tru, hãy bảo dưỡng và lau dầu định kỳ từ 2 – 4 năm/lần.

Tránh xa thiết bị có từ trường mạnh

Từ trường từ điện thoại, loa, nam châm, lò vi sóng… có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của đồng hồ, thậm chí khiến bộ máy ngừng hoạt động. Nếu bị nhiễm từ, đồng hồ cần được khử từ tại các trung tâm bảo dưỡng, gây mất thời gian và chi phí.

Nên tháo đồng hồ khi chỉnh giờ

Khi chỉnh giờ, hãy tháo cỗ máy khỏi tay để đảm bảo kéo núm vặn vuông góc, tránh gây áp lực lên bộ máy bên trong. Điều này cũng giúp bạn điều chỉnh dễ dàng và chính xác hơn.

Bảo quản đồng hồ cơ đúng cách

Khi không đeo, hãy cất sản phẩm vào hộp chuyên dụng hoặc hộp xoay để tránh bụi bẩn, va đập hoặc hư hỏng. Đồng thời, nên kiểm tra độ sai số thường xuyên để phát hiện kịp thời các lỗi và mang đi bảo dưỡng khi cần.

Tìm hiểu thêm về: Thuật ngữ bộ máy

Hồng Liên