Giải thích về bộ máy cơ học và tự động - chúng khác nhau như thế nào?

Bộ máy cơ là gì?

Bộ máy cơ – như bộ máy Nomos DUW dưới đây – vận hành bằng một chiếc lò xo kim loại được cuộn chặt, gọi là dây cót (mainspring). Khi dây cót từ từ nhả ra, nó truyền năng lượng qua một hệ thống bánh răng để làm quay một bánh xe có trọng lượng và dao động, gọi là bánh lắc (balance wheel). Sự dao động của bánh lắc được kết nối với bộ thoát (escapement), giúp điều tiết chuyển động của hệ bánh răng, từ đó làm kim đồng hồ dịch chuyển đều để hiển thị thời gian trôi qua – giờ, phút và giây.

Nói một cách đơn giản, bộ máy cơ là bất kỳ loại máy đồng hồ nào không sử dụng pin hay linh kiện điện tử để hoạt động – điều này khiến nó khác biệt hoàn toàn so với những phát minh hiện đại hơn như bộ máy quartz (thạch anh), Spring Drive hay bộ máy năng lượng mặt trời.

Những tiến bộ kỹ thuật qua nhiều thế kỷ đã dẫn đến hai dạng chính của bộ máy cơ mà chúng ta nhắc đến ở đây. Ban đầu, dây cót của đồng hồ phải được lên cót thủ công định kỳ – đầu tiên bằng một chiếc chìa khóa, sau này bằng núm vặn (crown) nhỏ được nối với bộ máy qua một trục. Về sau, người ta phát minh ra một loại máy có thể lên cót tự động thông qua chuyển động cổ tay của người đeo.

(Vì từ “automatic” thường bị hiểu nhầm là liên quan đến thiết bị điện tử, và vì đồng hồ quartz cũng không cần lên cót, nên một số người đã gọi nhầm đồng hồ tự động là “automatic” theo nghĩa hiện đại.)

Ngày nay, cả hai loại bộ máy cơ – lên cót tay và lên cót tự động – vẫn được sử dụng phổ biến trong chế tác đồng hồ.

Sự khác biệt giữa bộ máy cơ và bộ máy automatic là gì?

Trả lời cho câu hỏi 'Sự khác biệt giữa bộ máy cơ và bộ máy automatic là gì?', thực tế thì… đây không hẳn là một sự “khác biệt” đúng nghĩa. Bộ máy automatic thực chất chỉ là một dạng cụ thể của bộ máy cơ. Trong thế giới đồng hồ, bộ máy cơ được chia thành hai loại chính: lên cót tay (hay còn gọi là hand-winding) và tự động (automatic hoặc self-winding).

Với loại lên cót tay, người dùng cần định kỳ vặn núm (crown) để lên dây cót, giúp đồng hồ tiếp tục hoạt động. Còn với bộ máy automatic – như bộ máy Longines dưới đây – dây cót được lên nhờ chuyển động của một rotor, thường là một khối kim loại hình bán nguyệt xoay tròn theo chuyển động cổ tay của người đeo. Chỉ cần đeo thường xuyên, chiếc đồng hồ sẽ tự động được lên cót và tiếp tục chạy.

Ngược lại, nếu đồng hồ automatic bị “bỏ quên” quá lâu – ví dụ như để trong két sắt hoặc đặt trên bàn đầu giường – thì dây cót sẽ cạn kiệt, đồng hồ ngừng chạy và bạn sẽ cần lên cót và chỉnh lại giờ để nó hoạt động trở lại.

Với đồng hồ cơ lên cót tay, điều này lại khác: dù bạn có đeo cả ngày đi chăng nữa, thì cứ sau khoảng 2–3 ngày (tuỳ vào mức trữ cót của máy), bạn vẫn phải tự tay vặn núm để nạp lại năng lượng cho đồng hồ.

Cơ chế tự lên dây cót của đồng hồ automatic hoạt động như thế nào?

Về định nghĩa, tất cả các bộ máy automatic (tự động) đều sử dụng một rotor gắn liền với hệ thống bánh răng để lên dây cót chính (mainspring) thông qua chuyển động của cổ tay người đeo. Do đó, nếu không tính đến các chức năng phức tạp đi kèm, thì về mặt cơ học, cách hoạt động của các bộ máy automatic gần như giống nhau.

Tuy nhiên, rotor – tức bộ phận chịu trách nhiệm truyền động để lên dây cót – lại có nhiều kiểu dáng khác nhau. Phổ biến nhất là loại rotor bán nguyệt gắn ở trung tâm, trông giống như một lưỡi rìu, có thể xoay một chiều hoặc cả hai chiều. Khi đứng yên, rotor này che phủ khoảng một nửa mặt sau của bộ máy.

Một số đồng hồ sử dụng micro-rotor – tức rotor cỡ nhỏ, cũng có hình bán nguyệt nhưng được đặt chìm vào bên trong bộ máy thay vì lắp ở trên, giúp bộ máy tổng thể trở nên mỏng hơn. Piaget, thương hiệu nổi tiếng với những chiếc đồng hồ siêu mỏng, là một trong những hãng tiên phong áp dụng thiết kế này. Ngày nay, các tên tuổi như Patek Philippe và Parmigiani Fleurier cũng sử dụng micro-rotor trong một số bộ máy của họ.

Một dạng rotor khác hiếm gặp hơn là rotor vành ngoài (peripheral rotor) – được thiết kế để quay xung quanh mép ngoài của bộ máy thay vì nằm trên. Ưu điểm lớn nhất của kiểu rotor này là không che khuất vẻ đẹp cơ khí tinh xảo bên trong đồng hồ như các loại rotor truyền thống. Carl F. Bucherer là hãng đầu tiên đưa bộ máy lên dây kiểu vành ngoài vào sản phẩm sản xuất thường xuyên của mình. Một số thương hiệu danh tiếng khác như Cartier, Breguet và Vacheron Constantin cũng đã ứng dụng thiết kế này trên một vài bộ máy của họ.

Ai là người phát minh ra bộ máy tự động?

Người đầu tiên tạo ra hệ thống lên dây tự động thành công được ghi nhận là Abraham-Louis Perrelet – nhà sáng lập thương hiệu đồng hồ Perrelet hiện đại – vào năm 1777. Ngay sau đó, một nhà phát minh người Pháp tên là Hubert Harton đã cải tiến thiết kế của Perrelet, và phiên bản này tiếp tục được hoàn thiện bởi Abraham-Louis Breguet – người đã chế tạo những chiếc đồng hồ tự lên dây đầu tiên được bán ra thị trường vào khoảng năm 1780.

Những chiếc đồng hồ bỏ túi Breguet “Perpetuelle” tuy là đột phá nhưng dần không còn được ưa chuộng vào khoảng năm 1800, chủ yếu vì độ ổn định không cao. Cần lưu ý rằng đồng hồ bỏ túi không được đeo trên cổ tay nên không tận dụng được chuyển động tự nhiên của cổ tay để quay rotor lên dây.

Khi đồng hồ đeo tay bắt đầu thay thế đồng hồ bỏ túi trong Chiến tranh Thế giới thứ nhất, bộ máy tự động đã có cơ hội trở lại. John Harwood, một thợ đồng hồ người Anh, đã nộp bằng sáng chế đầu tiên cho một chiếc đồng hồ đeo tay tự lên dây vào năm 1923, và từ đó, thiết kế này đã tồn tại đến tận ngày nay.

Làm sao để biết khi nào đã lên dây cót đủ cho một chiếc đồng hồ lên dây thủ công?

Thông thường, bạn chỉ cần vặn núm chỉnh khoảng 30 đến 40 vòng theo chiều kim đồng hồ là đủ để lên đầy cót cho một chiếc đồng hồ cơ thủ công. Tuy nhiên, nếu đồng hồ của bạn có dự trữ năng lượng lớn hơn mức thông thường – chẳng hạn như những mẫu Panerai có khả năng hoạt động 8 ngày – thì có thể bạn sẽ cần vặn nhiều vòng hơn.

Dù vậy, hãy nhớ rằng bộ máy lên dây thủ công thường sẽ "báo hiệu" cho bạn biết khi nào cót đã đầy. Bạn sẽ cảm nhận được lực căng tăng dần khi lò xo chính (mainspring) siết lại, và một cơ chế khóa sẽ kích hoạt để báo hiệu rằng quá trình lên cót đã hoàn tất. Tuyệt đối không cố vặn thêm sau thời điểm đó, vì có thể dẫn đến tình trạng quá cót và làm hỏng bộ máy.

Ngoài ra, dù nhà sản xuất có thể nói rằng đồng hồ có thể chạy được 2 ngày hoặc hơn sau một lần lên cót, bạn vẫn nên duy trì thói quen lên cót mỗi ngày. Bởi khi lò xo chính dần nới lỏng, độ chính xác của đồng hồ cũng có thể bị ảnh hưởng.

Ưu và nhược điểm của máy lên cót tay và máy tự động là gì?

Với bộ máy tự động (hay còn gọi là máy lên dây cót tự động), lợi thế rõ ràng nhất nằm ở sự tiện lợi và dễ sử dụng. Một chiếc đồng hồ có thể tự lên dây khi được đeo sẽ yêu cầu ít sự chú ý hơn từ người dùng so với một chiếc cần phải vặn cót thường xuyên — thậm chí đôi khi còn phải chỉnh lại giờ nếu để lâu không đeo. Điều này cũng đồng nghĩa với việc núm vặn (crown) sẽ ít bị hao mòn hơn, do người đeo đồng hồ tự động sẽ không cần sử dụng đến nó quá thường xuyên. Ngoài ra, như đã đề cập, việc tự lên cót đều đặn cũng giúp đồng hồ duy trì độ chính xác ổn định hơn, tránh được hiện tượng chạy chậm khi năng lượng gần cạn như ở máy lên cót tay.

Tuy nhiên, máy lên cót tay kiểu truyền thống cũng có những ưu điểm riêng. Vì không cần thêm bộ phận rotor nặng để tự lên dây, máy cơ lên tay thường mỏng và nhẹ hơn. Bên cạnh đó, việc không có rotor cũng giúp chuyển động bên trong trở nên dễ quan sát hơn — nhất là trong thời đại hiện nay, khi nhiều đồng hồ cơ được trang bị nắp đáy trong suốt để phô diễn bộ máy bên trong. Hãy thử tưởng tượng bộ máy lên tay Omega Caliber 3861 được nhắc đến ở trên, nếu một nửa vẻ đẹp tinh xảo của nó bị che mất bởi rotor thì thật đáng tiếc.

Xét về giá cả, đồng hồ sử dụng máy lên tay thường có mức giá “dễ thở” hơn một chút so với đồng hồ tự động. Chẳng hạn, mẫu Hamilton Khaki Field Mechanical với bộ máy lên cót tay Caliber H50 có giá 645 USD, trong khi phiên bản Khaki Field Automatic với máy tự động H10 được bán với giá 745 USD.

Và cuối cùng, cũng không thể không kể đến một nhóm người yêu đồng hồ đơn giản chỉ vì họ yêu thích nghi thức lên cót mỗi ngày - một khoảnh khắc tương tác mang tính cá nhân giữa con người và cỗ máy cơ khí tí hon, thứ vừa nâng tầm phong cách, vừa tạo nên nét nhấn nhá thú vị trong thói quen hàng ngày.

Xem thêm

• Trang trí chuyển động Glashütte – bậc thầy của nghệ thuật chế tác đồng hồ
• 15 chiếc đồng hồ chronograph phổ biến nhất trên thị trường hiện nay