Cấu tạo đồng hồ automatic & nguyên lý hoạt động cần biết

Cấu tạo đồng hồ automatic gồm hệ thống linh kiện như rotor, hộp cót, bánh răng,... phối hợp để chuyển hóa chuyển động cổ tay thành năng lượng. Không cần pin hay mạch điện tử, bộ máy vẫn duy trì hoạt động nhờ cơ chế lên dây cót tự động. Cùng Đồng hồ Galle khám phá chi tiết cấu tạo và nguyên lý vận hành của bộ máy này ngay trong bài viết dưới đây.

1. Đồng hồ automatic là gì?

Đồng hồ automatic là một loại đồng hồ cơ tự động lên dây cót, trong đó năng lượng được tạo ra từ chuyển động của cổ tay và được tích trữ trong dây cót để duy trì hoạt động của bộ máy. Khác với đồng hồ quartz sử dụng pin và bộ dao động thạch anh, automatic vận hành dựa trên hệ thống cơ khí gồm nhiều bánh răng, lò xo và cơ cấu điều tiết.

Khi người đeo di chuyển cổ tay, rotor bên trong đồng hồ sẽ chuyển động do đó đồng hồ cơ không cần thay pin nhưng vẫn cần được đeo hoặc lên dây thủ công để duy trì năng lượng. Nếu để đồng hồ đứng yên trong thời gian dài và năng lượng trong hộp cót cạn, bộ máy sẽ ngừng hoạt động.

Đồng hồ automatic là một loại đồng hồ cơ tự động lên dây cót khi sử dụng

2. Cấu tạo của đồng hồ automatic

Cấu tạo đồng hồ cơ automatic có thể hình dung theo một chu trình gồm: tạo năng lượng → lưu trữ → truyền năng lượng → điều tiết → duy trì dao động → hiển thị thời gian. Mỗi linh kiện đảm nhận một nhiệm vụ riêng nhưng liên kết chặt chẽ để bộ máy có thể hoạt động liên tục.

2.1. Bánh đà (Rotor) - Nguồn khởi tạo năng lượng

Rotor là một khối kim loại có khả năng xoay tự do quanh một trục, thường có dạng bán nguyệt và đảm nhiệm vai trò tạo năng lượng cho cơ cấu lên dây tự động. Khi cổ tay chuyển động, rotor chịu tác động của trọng lực và quán tính, từ đó xoay theo các hướng khác nhau.

• Chuyển động của rotor được truyền qua hệ thống bánh răng lên dây để làm căng dây cót. Nhờ đó, chỉ những chuyển động tự nhiên trong quá trình đeo đồng hồ cũng có thể liên tục bổ sung năng lượng cho bộ máy. 

• Rotor thường được đặt ở phía sau bộ máy. Với những mẫu có đáy kính trong suốt, người dùng có thể quan sát rotor chuyển động khi đeo hoặc lắc nhẹ đồng hồ.

Bánh đà (Rotor) là nguồn khởi tạo năng lượng cho toàn bộ đồng hồ

2.2. Hộp cót (Mainspring) - Nơi lưu trữ năng lượng

Hộp cót là nơi chứa dây cót - bộ phận lưu trữ năng lượng cơ học để cung cấp cho đồng hồ hoạt động. Có thể hình dung hộp cót giống như một "bình năng lượng" của bộ máy cấu tạo đồng hồ cơ tự động.

• Bên trong hộp là một dải kim loại mỏng được cuộn thành vòng. Khi roto truyền năng lượng vào, dây cót được cuộn chặt hơn và tích trữ thế năng. 

• Khi đồng hồ hoạt động, dây cót từ từ bung ra, giải phóng năng lượng cho hệ thống bánh răng.

• Thời gian đồng hồ có thể hoạt động sau khi được lên đầy cót được gọi là power reserve (thời gian trữ cót sẽ thay đổi tùy từng calibre và có thể dao động từ vài chục giờ đến nhiều ngày ở một số bộ máy.

Các linh kiện của hộp cót (Mainspring) bên trong đồng hồ cơ

2.3. Hệ thống bánh răng (Gear Train) - Truyền tải động năng

Hệ thống bánh răng có nhiệm vụ truyền năng lượng từ hộp cót đến bộ thoát và đồng thời phân chia tốc độ quay để điều khiển kim giây, kim phút và kim giờ.

Năng lượng từ dây cót không được truyền trực tiếp tới các kim thay vào đó, nó đi qua một chuỗi bánh răng có kích thước và tỷ lệ truyền khác nhau. Mỗi bánh răng đảm nhận một tỷ lệ truyền nhất định, giúp giảm tốc độ quay từ nguồn năng lượng ban đầu xuống những tốc độ phù hợp để:

• Kim giây hoàn thành một vòng trong khoảng 60 giây.

• Kim phút hoàn thành một vòng trong khoảng 60 phút.

• Kim giờ hoàn thành một vòng trong khoảng 12 giờ.

Hệ thống bánh răng (Gear Train) giúp truyền tải động năng

2.4. Bộ thoát (Escapement) - "Phanh" điều tiết năng lượng

Bộ thoát có nhiệm vụ kiểm soát tốc độ giải phóng năng lượng từ dây cót, ngăn toàn bộ năng lượng bị xả ra trong thời gian ngắn. Nếu cấu tạo đồng hồ automatic không có cơ cấu này, dây cót sẽ nhanh chóng bung ra và bộ máy không thể duy trì chuyển động ổn định.

• Một bộ thoát cơ học cơ bản gồm bánh xe thoát (escape wheel) và ngựa/bộ phận pallet (pallet fork) tương tác với nhau để vừa ngăn vừa cho phép bánh xe tiến từng bước.

• Có thể hình dung bộ thoát giống như một chiếc "phanh" cực nhỏ chia quá trình giải phóng thành những nhịp đều đặn. Chính hoạt động này tạo nên nhịp chuyển động đặc trưng của bộ máy cơ.

2.5. Bánh lắc và Dây tóc (Balance Wheel & Hairspring) - Trái tim đồng hồ

Bánh lắc và dây tóc là cơ cấu điều tiết quan trọng, quyết định nhịp vận hành và ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của đồng hồ cơ, đặc biệt là cấu tạo đồng hồ automatic. 

• Bánh lắc dao động qua lại quanh trục, trong khi dây tóc cung cấp lực hồi phục để đưa bánh lắc trở lại.

• Mỗi chu kỳ dao động của bánh lắc phối hợp với bộ thoát để kiểm soát tốc độ của toàn bộ bộ máy. Các calibre phổ biến có tần số 21.600 hoặc 28.800 vph (nhịp/giờ), tương ứng 3 Hz và 4 Hz.

• Tần số càng cao có thể giúp kim giây tạo cảm giác chuyển động mượt hơn, bởi số lần dao động trong mỗi giây lớn hơn. 

Tuy nhiên, tần số cao không đồng nghĩa với độ chính xác cao hơn. Độ chính xác còn phụ thuộc vào thiết kế bộ máy, chất lượng dây tóc, khả năng chống tác động bên ngoài, hệ thống điều chỉnh và nhiều yếu tố kỹ thuật khác.

Bánh lắc và Dây tóc (Balance Wheel & Hairspring) bên trong đồng hồ

2.6. Các thành phần bổ trợ và bảo vệ đồng hồ

Bên cạnh các bộ phận truyền và điều tiết năng lượng, đồng hồ automatic còn có nhiều linh kiện hỗ trợ giúp giảm ma sát, hạn chế tác động từ bên ngoài và bảo vệ bộ máy. Một số thành phần quan trọng gồm:

• Chân kính (Jewels): Là các viên đá tổng hợp được sử dụng tại những vị trí chịu ma sát trong bộ máy, giúp giảm ma sát và hạn chế hao mòn giữa các bộ phận chuyển động.

• Hệ thống chống sốc: Giúp bảo vệ trục bánh lắc và những chi tiết nhạy cảm trước các tác động do va đập trong quá trình sử dụng.

• Mặt số và kim: Là bộ phận hiển thị thời gian, nhận chuyển động từ hệ thống bánh răng và truyền tải thông tin giờ, phút, giây tới người dùng.

• Vỏ đồng hồ: Bao bọc và bảo vệ bộ máy khỏi bụi, hơi ẩm và các tác động bên ngoài. Tùy thiết kế, vỏ còn kết hợp với gioăng, kính và núm chỉnh để hỗ trợ khả năng chống nước.

3. Mẹo bảo vệ cấu tạo đồng hồ cơ đúng cách

Để duy trì độ chính xác và tuổi thọ của bộ máy cấu tạo đồng hồ automatic, người dùng nên duy trì một số thói quen đơn giản để giảm nguy cơ ảnh hưởng đến các linh kiện cơ khí bên trong:

• Bảo dưỡng định kỳ: Đưa đồng hồ đến trung tâm kỹ thuật để kiểm tra tình trạng bộ máy và thực hiện bảo dưỡng, làm sạch, thay dầu theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

• Hạn chế va đập mạnh: Không nên đeo đồng hồ khi tham gia các môn thể thao hoặc hoạt động có rung chấn, va đập cường độ cao nếu mẫu đồng hồ không được thiết kế cho mục đích này.

• Tránh từ trường mạnh: Không đặt đồng hồ gần loa lớn, nam châm hoặc các thiết bị có từ trường mạnh trong thời gian dài vì từ trường có thể ảnh hưởng đến dây tóc và khả năng giữ giờ.

• Kiểm tra chống nước: Khả năng chống nước có thể suy giảm theo thời gian do gioăng lão hóa. Nên kiểm tra định kỳ, đặc biệt trước khi sử dụng đồng hồ trong môi trường tiếp xúc với nước.

• Lên dây đúng cách: Nếu đồng hồ có chức năng lên dây thủ công, hãy thao tác theo hướng dẫn của nhà sản xuất và không cố vặn núm khi đã đạt giới hạn.

• Bảo quản phù hợp: Khi không sử dụng, đặt đồng hồ tại nơi khô ráo, tránh nhiệt độ quá cao, độ ẩm lớn và các nguồn từ trường mạnh.

Bảo dưỡng định kỳ để kéo dài tuổi thọ đồng hồ

Qua bài viết này, hy vọng bạn đã nắm rõ cấu tạo đồng hồ automatic để sử dụng và chăm sóc cỗ máy của mình đúng cách. Trong quá trình đeo, nếu đồng hồ có dấu hiệu chạy sai giờ, cần lau dầu định kỳ hoặc sửa chữa chuyên sâu, hãy ghé ngay Đồng hồ Galle để được đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp tư vấn, hỗ trợ nhanh chóng và tận tâm nhất nhé.