CƠ CẤU HỒI BÊN TRONG ĐỒNG HỒ CƠ – PHẦN 2

Cuộc cách tân của cơ cấu hồi trên đồng hồ cơ

Audemars Piguet

Được giới thiệu vào năm 1999, nhưng chỉ vẫn được sử dụng ở một nhóm nhỏ những dòng sản phẩm hàng đầu, cơ cấu hồi Audemars Piguet là một thiết kế hiện đại được lấy cảm hứng từ những ý tưởng cũ. Concept của cơ cấu hồi này dựa trên cơ cấu hồi Robin – một kiểu cơ cấu hồi dùng xung lực trực tiếp được thiết kế bởi Robert Robin, thợ làm đồng hồ treo tường cho hoàng đế Pháp, vào cuối thế kỉ 18. Đặc biệt, cơ cấu hồi Robin xem ra đạt hiệu suất rất cao khi chuyển động của nó sinh ra ma sát ít hơn so với cơ cấu hồi đòn bẩy Thụy Sĩ. Tuy vậy, cũng giống với nhiều thiết kế cơ cấu hồi xung lực trực tiếp khác, nó lại không chống chịu nổi va đập mạnh.

Một cơ cấu hồi xung lực trực tiếp như Robin sẽ dẫn truyền năng lượng trực tiếp từ bánh răng điều chỉnh đến bánh xe cân bằng, trong khi ở một cơ cấu hồi xung lực kép, như cơ cấu hồi đòn bẩy Thụy Sĩ, lại có một đòn bẩy chặn giữa. Đặc trưng vốn có này trong thiết kế của cơ cấu hồi xung lực trực tiếp mang lại hiệu suất rất lớn, bởi lẽ năng lượng sẽ không bị thất thoát khi truyền qua đòn bẩy, và cũng còn vì ma sát thấp và chuyển động quay tròn của bánh răng điều chỉnh. Nhưng nó lại rất nhạy cảm với chấn động, và thậm chí sẽ ngừng khi bộ máy bị xóc nảy. Renaud & Papi, chuyên gia phát triển bộ máy thuộc hãng Audemars Piguet đã tái thiết kế cơ cấu hồi Robin, chỉ giữ lại những nguyên lý vận hành căn bản, khiến sức chống chịu chấn động của nó hiệu quả hơn cơ cấu hồi đòn bẩy Thụy Sĩ.

Độ tin cậy của cơ cấu hồi tập trung ở chốt bảo vệ nằm ở chĩa ngạc, giúp nó giữ vững vị trí, đảm bảo cho cơ chế đồng hồ cơ vẫn tiếp tục chạy ngay cả khi đồng hồ bị va đập. Nhờ vào quá trình vận hành gần như kháng ma sát của mình, cơ cấu hồi Audemars Piguet không cần dầu bôi trơn và có thể chạy ở mức 43.200 nhịp/giờ (bph), tăng hơn 50% tần suất so với cơ cấu hồi đòn bẩy Thụy Sĩ thông thường, dẫn đến sự cân bằng quán tính tốt hơn và do đó, đồng hồ hoạt động ổn định và chính xác hơn. 

Breguet

Năm 2012, Breguet công bố Classique Chronometrie, đồng hồ cơ đầu tiên trên thị trường sử dụng cơ cấu hồi nam châm. Hai nam châm siêu nhỏ, mỗi nam châm nằm ở cả hai đầu của cọc cân bằng, giữ thăng bằng nó thông qua sức hút từ, khi mỗi đầu mút đều được bịt kín bởi một trụ nam châm. Nam châm nằm trên mặt đĩa số lại mạnh hơn, đảm bảo cho cọc cân bằng luôn chạm cố định vào endstone. Ở phía bên kia bộ máy, nam châm sẽ đủ mạnh để giữ vững vị trí của cọc cân bằng, nhưng chỉ vừa đủ để chạm, thả trôi cọc cân bằng lơ lửng phía sau mặt số đồng hồ.

Cơ cấu hồi nam châm của Breguet có sự kháng va đập, không bị ảnh hưởng từ tính và cực kì chính xác. Điều này giúp cho bộ máy sức kháng cự va đập vô cùng mạnh mẽ, vì nam châm hoạt động như một bộ phận thu chấn động. Những chấn động yếu sẽ được hấp thụ mà không gây ảnh hưởng gì lên bánh xe cân bằng; nam châm giúp nó giữ vững vị trí. Những va đập đủ mạnh chỉ có thể đẩy cọc cân bằng ra trong một khoảnh khắc, vì nam châm sẽ ngay lập tức kéo cọc cân bằng về lại vị trí ban đầu.

Thêm vào đó, trụ nam châm đảm bảo cho cọc cân bằng ở vị trí không đổi bất chấp chiều hướng của đồng hồ. Chính điều này giữ cho độ ma sát được ổn định, nghĩa là dù vẫn có thể được tính đến, nhưng trong một chiếc đồng hồ đeo tay thông thường, ma sát trên cọc cân bằng sẽ tăng theo chiều thẳng đứng do trọng lượng của bánh xe cân bằng kéo xuống.

Vì cọc cân bằng phụ thuộc vào nam châm, nên phần còn lại của cơ cấu hồi – chính là đòn bẩy truyền thống kiểu Thụy Sĩ – sẽ được làm bằng silicon. Bánh răng điều chỉnh, đòn bẩy và cặp dây tóc đều từ silicon, có khả năng kháng từ tính. Đồng hồ Brequet hứa hẹn tỉ suất trung bình hằng ngày dao động giữa -1 và +3 giây/ngày, rất đáng nói nếu so sánh với tỉ suất cao hơn từ -4 đến +6 giây/ngày theo những gì mà Chứng nhận Chronometer COSC đòi hỏi. 

Girard-Perregaux (GP)

“Cơ cấu hồi liên tục” độc quyền của Girard-Perregaux lại xem ra khác thường vì chức năng của nó được mô tả chính xác trong tên gọi. Là một trong số rất ít những cơ cấu hồi liên tục thật sự mạnh mẽ trên thị trường, cơ cấu hồi này hoạt động dựa vào những thuộc tính cơ học của silicon. Lõi silicon hình bướm của cơ cấu hồi liên tục GP bảo đảm cho momen xoắn liên tục của chronometer chạy chính xác.

Linh kiện then chốt trong cơ cấu hồi này chính là một lưỡi silicon nằm ngang vô cùng mỏng manh, lưỡi này lại là bộ phận cấu thành của một cấu trúc silicon liền mảnh hình bướm. Được đính liền vào chĩa ngạc tại ba điểm, lưỡi silicon sẽ uốn cong và oằn ngược lại theo những hướng đối nhau, cùng lúc với chuyển động của chĩa ngạc và cặp bánh xe điều chỉnh sinh đôi.

Khi lưỡi silicon uốn cong tối đa theo một hướng, nó sẽ tự động bật nảy trở lại theo hướng đối nghịch khi chĩa ngạc chuyển động. Theo giải thích của Girard-Perregaux thì nhà thiết kế của cơ cấu này, Nicolas Dehon, được gợi cảm hứng từ hình ảnh chiếc vé xe lửa uốn cong nhẹ nhàng theo hình dạng chữ C giữa ngón cái và ngón trỏ, sẽ nảy theo hướng ngược lại khi bị đẩy nhẹ.

Nguyên lý này hoàn toàn khả thi vì silicon sẽ gây cùng một lực ép lên chĩa ngạc mỗi khi nó uốn và nảy ngược mà năng lượng không hề bị thất thoát, bất chấp năng lượng vốn được truyền qua hệ bánh răng. Do vậy, cơ cấu hồi sẽ luôn quay không ngừng nghỉ, ngay cả khi dây cót đã chết.

Xem thêm: Cơ cấu hồi bên trong đồng hồ cơ (phần 1)