Một trong những chiếc đồng hồ chronograph nổi tiếng nhất trong lịch sử là chiếc Omega Speedmaster được phi hành gia Jack Swigert đeo trên chuyến bay được xem là thảm hoạ mà tàu Apollo 13 từng trải qua. Một trong những bình oxy của tàu Apollo đã phát nổ vào ngày 13 tháng 4 năm 1970. Lúc này, phi hành đoàn đã phải dừng kết nối một vài hệ thống chức năng để tiết kiệm năng lượng quay trở về Trái Đất. 

Có tin rằng, các phi hành gia đã bình tĩnh đưa ra quyết định sử dụng chiếc Speedmaster mà Swigert đang đeo để tính toán thời gian động cơ được đốt cháy trong vòng 14 giây, một thao tác quan trọng để có thể tìm kiếm góc quay của tàu vũ trụ khi tiến vào bầu khí quyển Trái Đất. Thời gian và góc quay chính xác sẽ đảm bảo phi hành đoàn trở về Trái đất an toàn; thời gian không chính xác sẽ gây ra vấn đề lớn, rất có thể khiến con tàu nổ tung.

1958 Speedmaster Ref CK2915-1 'Broad Arrow

Thành công trong thất bại của tàu Apollo 13 được xem là thời khắc tuyệt vời nhất đối với cơ quan vũ trụ Hoa Kỳ, là bằng chứng về kỹ thuật cũng như tinh thần thép của các thành viên phi hành đoàn NASA. Nhưng đó cũng là thời khắc tuyệt vời nhất của Omega Speedmaster. Việc các phi hành gia cảm thấy an toàn khi sử dụng đồng hồ trong cuộc diễn tập sinh tử là một minh chứng tuyệt vời về độ tin cậy của đồng hồ chronograph.

Do mọi thiết bị tiến vào vũ trụ cần đảm bảo độ tin cậy ưu việt, những chiếc Omega Speedmaster đầu tiên có caliber 321 đã được NASA kiểm tra vào năm 1965. Được biết, caliber 321 là bộ máy được phát triển dựa trên bộ máy Lemania 2310 có chức năng chronograph với thiết kế bánh xe cột và ly hợp ngang. 

Tuy nhiên, những chiếc đồng hồ ra đời trong những năm tiếp theo (chẳng hạn như mẫu Speedmaster ref. 145.022 xuất hiện năm 1968) đã sử dụng bộ máy 861 với bánh cam kèm đòn bẩy. Bộ máy 861 cũng được tích hợp vào thế hệ tiếp theo của Speedmaster Professional - Mark II vỏ tonneau - đáng tiếc là chưa bao giờ nó có cơ hội du hành vào vũ trụ. Chính bộ máy 861 đã mang lại sức sống cho tất cả đồng hồ Speedmaster kể từ đó, giờ đây được phát triển thành caliber 1861 và các biến thể của nó… tất nhiên là ngoại trừ những chiếc Speedy 321 tái sinh.

Bộ máy Omega Calibre 321 nằm bên trong 1958 Speedmaster Ref CK2915-1 'Broad Arrow'

Tất nhiên, trừ trường hợp khẩn cấp khi đồng hồ chronograph đóng một vai trò quan trọng (như lịch sử của Apollo 13), bộ máy cung cấp năng lượng cho đồng hồ chronograph và loại ly hợp mà nó sử dụng để kích hoạt chức năng chronograph có thể sẽ không quan trọng. Mặc dù người ta thường tin rằng các bộ máy có hệ thống kích hoạt bánh xe cột (column-wheel activation system) và ly hợp dọc (vertical clutch) sẽ chính xác và phức tạp hơn bộ máy dùng bánh cam và đòn bẩy (cams and levers), nhưng trên thực tế, sự khác biệt này chỉ mang tính học thuật. Chúng là những cách tiếp cận kỹ thuật khác nhau nhưng lại có mục tiêu chung. Đó là cốt lõi của tất cả các đồng hồ chronograph: hoạt động tốt, ổn định và chính xác. 

Sự phổ biến và quen thuộc của đồng hồ chronograph đôi khi khiến nhiều người nghĩ đồng hồ chronograph thật dễ để chế tạo và thậm chí là bị đánh giá thấp. Nhưng giống với chức năng điểm chuông, chronograph là một dạng chức năng hoạt động tức thời, theo mong muốn của người dùng. Do đó, nó cần nhiều năng lượng được tích tụ và giải phóng bất chợt, mà không được phép gây ảnh hưởng đến hoạt động cơ bản của đồng hồ. Đây là lý do chứng minh cho quan điểm: chronograph là một trong những chức năng phức tạp nhất nhưng đầy hấp dẫn trong ngành chế tạo đồng hồ.

Giải thưởng được trao cho Omega bởi Jim Lovell, Jack Swigert và Fred Haise của phi hành đoàn Apollo 13.

Cách thức hoạt động của đồng hồ Chronograph/Bấm giờ

Chronograph/Bấm giờ chắc chắn là một trong những tính năng phổ biến nhất vì nó có thể được sử dụng mọi lúc. Hầu hết mọi người không nhận ra rằng cơ chế bấm giờ là một trong những cơ chế được thiết kế và sản xuất phức tạp nhất, vì không có loại chức năng phức tạp nào đòi hỏi nhiều sự tương tác từ chủ nhân như chronograph.

Tất cả các đồng hồ bấm giờ đều đo và cho biết thời gian đã trôi qua. Cơ chế bấm giờ, được điều khiển bởi bộ máy của đồng hồ, điều khiển kim giây có thể khởi động và dừng để tính thời gian cho một sự kiện. Mặt số phụ ghi lại số phút đã trôi qua, cũng có cả số giờ trôi qua. Thông thường, hai nút bấm trên vỏ dùng để kích hoạt (start) và đặt lại (reset) đồng hồ bấm giờ về mốc 0. Hay cũng có đồng hồ chronograph một nút bấm - trong đó một nút duy nhất điều khiển các thao tác như khởi động, dừng và đặt lại bộ đếm - là một thú vui về mặt kỹ thuật và thẩm mỹ.

Vậy những yếu tố đảm bảo chất lượng khi chế tạo đồng hồ bấm giờ là gì? 

Trên hết, các nhà chế tác đồng hồ đánh giá cao sự chắc chắn của đồng hồ, độ tin cậy, độ chính xác và dễ sử dụng, đặc biệt là độ êm ái của các nút bấm chronograph. Cách tốt nhất để hiểu tại sao đồng hồ có chức năng bấm giờ lại có cảm giác khác biệt so với những chức năng khác là hiểu điều gì đang xảy ra khi chức năng bấm giờ được kích hoạt.

Lúc này, phanh hãm (brake) ngăn không cho kim giây (chronograph) di chuyển được nhả ra. Theo đó, hệ thống điều chỉnh lại các búa vốn có tác dụng làm cho các kim trở về mốc 0 khi chức năng được khởi động lại. Cả chiếc đồng hồ đang chờ đợi để được kích hoạt nút thứ hai. 

Bởi vậy bạn sẽ thấy điều này, khi nút bắt đầu được kích hoạt, nó không chỉ làm cho các bộ đếm (counter) hoạt động, mà cả hệ thống (để đưa các kim về mốc 0) cũng đã sẵn sàng. Khiến cho những búa (hammers) di chuyển là lý do chính làm cho việc khởi động đồng hồ bấm giờ từ chế độ nghỉ có thể hơi khó khăn (nút bấm hơi nặng tay); chúng phải được nâng lên và điều đó đòi hỏi phải dùng lực mạnh. Vì vậy, đó là lý do tại sao việc dừng và khởi động bộ đếm mà không đặt về 0 có vẻ dễ dàng hơn.

Khi cả hệ thống được khởi động lại, cơ chế chronograph được kết nối với các bánh răng (gear train), đặc biệt là các bánh lái dẫn động (drive wheel) quay liên tục. Điều này xảy ra thông qua bộ ly hợp (ngang hoặc dọc): Một bánh răng dao động - do Edouard Heuer phát minh vào năm 1887 - là một bộ phận bổ sung thường được sử dụng trong hệ thống cam, ly hợp ngang (horizontal clutch) là một giải pháp thiết thực, có chi phí thấp trong chế tạo đồng hồ bấm giờ. 

Bộ ly hợp khớp nối ngang gắn với các bánh răng, trong khi một bộ ly hợp dọc (của chức năng chronograph) được liên kết với bánh răng chính bằng một bánh lái trung chuyển (drive wheel). Khi cơ chế bấm giờ dừng lại, các liên kết bị tách khỏi cơ chế bấm giờ bằng cách sử dụng bộ ly hợp, và phanh hãm (brake) được kích hoạt. Khi cơ chế bấm giờ được đặt lại - việc này chỉ có thể được thực hiện sau khi cơ chế bấm giờ dừng lại (vì có một khóa ngăn không cho nó được kích hoạt), phanh sẽ bị vô hiệu hóa và búa đập vào cam tương ứng và đưa tất cả các kim về mốc 0.

Đồng hồ chronograph tích hợp và mô-đun

Có hai loại bộ máy chronograph chính: mô-đun hoặc tích hợp (Integrated). Đồng hồ chronograph tích hợp đề cập đến một bộ máy được thiết kế để trở thành đồng hồ bấm giờ ngay từ đầu. Tất cả các bộ phận liên quan đến chức năng chronograph đều được tích hợp sẵn, đây là giải pháp tinh tế nhất phù hợp với đồng hồ cao cấp. Hầu hết những người yêu thích đồng hồ đều thích đồng hồ chronograph tích hợp, nhưng điều đó không làm hạ thấp giải pháp thay thế: mô-đun bấm giờ, rất thiết thực và tiết kiệm chi phí, giúp các nhà sưu tập có thể tận hưởng vô số lựa chọn ở mọi mức giá. 

Đồng hồ chronograph mô-đun sử dụng bộ máy đơn giản để thêm vào mô-đun bấm giờ bên trên. Điều này được xem là linh hoạt và tiết kiệm chi phí hơn phát triển một bộ máy chronograph tích hợp. Do cấu trúc - và để không làm tăng độ dày của toàn bộ bộ máy một cách không cần thiết - các mô-đun chronograph liên kết với bộ đếm bên trên thông qua một bộ ly hợp ngang (horizontal clutch).

 

Các hệ thống khớp ly hợp thẳng đứng, chẳng hạn như hệ thống trên chiếc Vacheron Constantin 5200 này thường được ẩn dưới cầu bấm giờ và rotor.  Hãy lưu ý cách tiếp cận thiết kế và kỹ thuật cực kỳ khác biệt so với tính nghệ thuật của thương hiệu.

Bộ máy Vacheron Constantin 5100T và cấu trúc khớp nối ngang. Bánh xe dẫn động, bánh trung gian và bánh xe bấm giờ (hiển thị ở khoảng giữa ảnh) được làm nổi bật một cách tự nhiên nhờ lớp hoàn thiện bằng đồng thau được đánh bóng.

Hệ thống bánh xe cột

Như chúng ta đã thấy, nguyên lý hoạt động cơ bản của đồng hồ chronograph dựa trên sự kết nối giữa bánh xe bấm giờ (chronograph wheel) và bánh lái dẫn động (drive wheel) của bộ máy, mà chúng luôn hoạt động. Trong khi các bộ máy trong những chiếc đồng hồ chronograph đầu tiên chỉ có các đòn bẩy và thanh đẩy đơn giản, hai loại bộ máy chronograph phổ biến nhất ngày nay là có bánh xe cột (column wheel) hoặc cam cùng các thanh bẩy (cam and levers).

Cách dễ nhất để giải thích hệ thống cam và bánh xe cột là xem chúng như những “công tắc” giúp bật và tắt chức năng bấm giờ. Các loại ly hợp - ngang hoặc dọc - là cách thức hoạt động của đồng hồ bấm giờ.

Trong bộ máy có chứa bánh xe cột (column wheel) - một cơ chế trông giống như một tháp pháo (hoặc quân xe trong bộ cờ vua) sẽ quay với mỗi lần nút khởi động chức năng chronograph được kích hoạt. Cơ cấu bánh xe cột - do mang hình dạng ba chiều nên khó chế tạo hơn một đòn bẩy hai chiều đơn giản - có một bánh cóc với các răng cưa lớn được kết nối với nhau thông qua một cái búa và thanh đẩy riêng.

Bánh xe cột (column wheel), đúng như tên gọi của nó, là một cột có rãnh nhỏ nằm bên trong bộ máy đồng hồ. Nhiều “ngón tay” khác nhau được kết nối với các đòn bẩy điều khiển các chức năng bắt đầu, dừng, đặt lại và thậm chí quay ngược của chức năng chronograph, tất cả nằm ​​trên cột này. Mỗi khi bánh xe cột quay, những thanh đẩy khác nhau sẽ rơi vào các khoảng trống giữa các răng, điều này kích hoạt các chức năng khác nhau của cơ chế chronograph.

Để minh họa cách hoạt động của đồng hồ chronograph bánh xe cột, trước tiên chúng ta hãy điểm danh các bộ phận quan trọng của bộ máy. Những bộ phận này thường được tìm thấy ở phía trên của bộ máy nền khi nhìn đồng hồ từ phía sau.

• A. Nút Bắt đầu/Dừng: Nhấn nút này và bạn làm cho kim giây chronograph bắt đầu di chuyển xung quanh mặt số. Nhấn lại lần nữa kim sẽ dừng lại.
• B. Nút Reset (đặt lại): Nhấn nút này khi kim giây chronograph đã dừng lại và nó sẽ ngay lập tức quay về mốc 0.
• C. Column Wheel Lever/Cần gạt bánh xe cột: Cần này truyền động từ nút khởi động/dừng đến bánh xe cột. Nếu coi cả chức năng chronograph là một đội quân, thì đây sẽ là sứ giả truyền tin.
• D. Column Wheel/Bánh xe Cột: Đây là thiết bị bắt đầu mọi hoạt động của đồng hồ bấm giờ. Thay vì một bánh xe, hãy nghĩ bánh xe cột như một cây cột nhỏ. Chạy dọc theo thân là các cột nhô ra tương tác với các đòn bẩy khác nhau điều khiển các chức năng bắt đầu, dừng và đặt lại của đồng hồ bấm giờ.
• E. Chrono Wheel/Bánh xe bấm giờ trung tâm): Đây là bánh xe được gắn vào và cung cấp năng lượng cho kim giây quét quanh mặt số.
• F. Heart Piece Reset Cam: Bộ phận này cho phép bánh xe bấm giờ và kim giây được trở về mốc 0 ngay lập tức. 
• G. Cần/chốt chặn: Còn được gọi là phanh bánh xe bấm giờ. Nó được sử dụng để dừng bánh xe bấm giờ ngay lập tức: biểu hiện là kim giây sẽ dừng lại tại chỗ.
• H. Reset Lever/Cần Reset: Khi nhấn nút Reset, nút này đi xuống và tiếp xúc với cam F, đưa kim về mốc 0.
• I. Drive Wheel/Bánh lái truyền động/Bánh xe trung gian/Bánh xe dẫn động: Bánh răng này quay liên tục ngay cả khi chức năng chronograph không được kích hoạt.
• J. Transmission Wheel/Bánh răng trung chuyển: Bánh răng này luôn tiếp xúc với bánh lái và quay liên tục. Nó tiếp xúc với bánh xe bấm giờ, khiến chức năng chronograph khởi động. Khi ngắt tiếp xúc, chức năng chronograph sẽ dừng lại.
• K. Chrono Coupling Arm/Tay đỡ khớp nối Chrono: Bộ phận này giúp bánh răng trung chuyển tiếp xúc với bánh xe bấm giờ, khiến chức năng bấm giờ bắt đầu hoạt động.
• L. Column Wheel Lever Hook/Thanh móc bánh xe cột: Móc này bám vào các răng của bánh xe cột.
• M: Finger Chrono Wheel Brake/Chốt hãm các bánh răng
• L: Finger Chrono Coupling Arm/Tay đỡ khớp nối

Quá trình vận hành

Bắt đầu

Khi bạn khởi động chức năng bấm giờ bằng cách nhấn nút khởi động (A), cần bánh xe cột (C) di chuyển và làm cho móc bánh xe cột (L) quay bánh xe cột (D) một vòng. 

Các cột quay của bánh xe cột tiếp xúc với chốt (M) của chốt bánh xe (G), khiến nó nâng và nhả bánh xe bấm giờ. Ngay sau đó, bánh xe cột tiếp xúc với lẫy (N) của tay khớp nối (K) và làm cho cánh tay này di chuyển nhẹ theo chiều kim đồng hồ, vừa đủ để bánh răng trung chuyển (J) tiếp xúc với bánh xe bấm giờ (E). Điều này làm cho bánh xe bấm giờ quay. Lúc này bạn sẽ thấy kim giây chronograph trên mặt số bắt đầu chạy.

Dừng lại

Khi bạn nhấn nút dừng (A) của đồng hồ bấm giờ, đòn bẩy bánh xe cột (C) sẽ làm cho móc (L) khớp với các răng ở chân bánh xe cột (D). Điều này làm cho bánh xe cột quay. Bánh xe cột (D) ăn khớp với chốt của tay khớp nối đồng hồ (N) và làm cho bánh răng trung chuyển (J) tách ra khỏi bánh xe bấm giờ (E).

Chỉ ngay sau đó, bánh xe cột khớp vào chốt (M) của cần chặn (G) và khiến nó kẹp chặt vào bánh xe (E). Về mặt số, điều này có nghĩa là kim giây chronograph sẽ dừng lại.

Đặt lại/Reset

Khi bạn nhấn nút đặt lại (B), bánh xe cột (D) sẽ quay đến vị trí tiếp theo. Nó nhả phanh (G). Đồng thời làm cho cần reset (H) đập vào cam (F), khiến bánh xe (E) bật về mốc 0. Về mặt số, bạn sẽ thấy kim giây ngay lập tức quay về số 0. Nhấn nút khởi động lại sẽ kích hoạt búa đặt lại, đồng thời bánh xe đưa kim sẽ trở về mốc 0. Riêng với hệ thống flyback (hoặc retour en vol) cũng được điều khiển bởi bánh xe cột - cho phép khởi chạy lại chức năng bấm giờ ngay lập tức mà không cần bấm nút dừng lại.

Bánh xe cột đòi hỏi độ chính xác cao trong quá trình chế tạo và cũng cần nhiều bộ phận hơn (búa và đòn bẩy, trục quay và các lò xò) được thiết kế và điêu khắc rất tinh tế để hoạt động chuẩn xác. Kết quả đem đến là khả năng bấm giờ chính xác hơn và cảm giác bấm nút khởi động/dừng tốt hơn. Người sử dụng đồng hồ có bộ máy chronograph bánh xe cột chắc chắn sẽ nhận thấy phản ứng mượt mà và dường như tức thời của nó khi nhấn nút. 

Đồng hồ Speedmaster Professional Moonwatch thế hệ mới được cung cấp năng lượng bởi cal. 3861 có dây tóc Si14, giúp giữ cho bộ phận điều chỉnh của đồng hồ tránh xa khỏi sự tác động xấu của từ tính với mức kháng 15.000 gauss.

Đồng hồ chronograph bánh xe cột nổi tiếng là đắt hơn nhưng chúng lại được các nhà sưu tập đánh giá cao hơn vì chất lượng và sự chú ý đến từng chi tiết trong quá trình sản xuất. 

Tuy nhiên, những chiếc đồng hồ như Omega Speedmaster Moonwatch - không có bánh xe cột, được kích hoạt bằng các cam và đòn bẩy - hoặc giải pháp bánh răng nhỏ dao động được lắp đặt trong bộ máy Valjoux 7750 đã giúp đồng hồ tiết kiệm chi phí đáng kể. Trên thực tế, hệ thống cam và đòn bẩy được sử dụng rất nhiều trên đồng hồ chronograph cao cấp thay cho bánh xe cột.

Đồng hồ bấm giờ được kích hoạt bằng đòn bẩy/Cam

Một giải pháp đơn giản và tiết kiệm, dễ sản xuất, lắp ráp và bảo trì hơn: hệ thống các cam rất chắc chắn và không yêu cầu dung sai khắt khe cần thiết như bánh xe cột. Mỗi lần nhấn nút bấm giờ trong kiểu bộ máy này, nó sẽ khiến một cam hình trái tim (còn được gọi là coulisse) chuyển động qua lại để bắt đầu, dừng hoặc khởi động lại đồng hồ chronograph. 

Chính việc sản xuất hàng loạt đã dẫn đến sự ra đời của đồng hồ chronograph vận hành bằng cam. Vào đầu thế kỷ 20, một công ty tên là Ebauches SA đã cố gắng hợp nhất tất cả các nhà sản xuất máy thô lớn lại với nhau. Một trong những mục tiêu của công ty là giảm giá đồng hồ chronograph để biến tính năng này trở thành chiếc đồng hồ dành cho tất cả mọi người. Nhưng có một trở ngại lớn cản đường: bánh xe cột.

Trong khi tất cả các bộ phận khác của đồng hồ chronograph có thể được sản xuất hàng loạt với giá rẻ thì bánh xe cột vẫn cần rất nhiều công đoạn thủ công. Đây là một nỗi đau dai dẳng đối với Ebauches SA cho đến khi hãng này nghĩ ra phương pháp thay thế bánh xe cột bằng hệ thống đòn bẩy và cam. Hệ thống này sử dụng một bộ phận hình trái tim hoặc cam được chuyển đổi giữa ba vị trí trong các chức năng khởi động, dừng và đặt lại.

Có thể dễ dàng nhận thấy hệ thống cam đơn giản và chắc chắn hơn như thế nào, với các bề mặt tiếp xúc của nó cho phép tương tác tích cực hơn. Ngược lại, bánh xe cột là một bánh xe có răng bánh cóc có cùng kích thước, nghĩa là các đòn bẩy gắn chúng phải được điều chỉnh chính xác hơn để đảm bảo hoạt động phù hợp.

Trong sơ đồ này, một bánh răng trung gian (intermediate wheel) luôn được kết nối với bánh lái (drive wheel) của bộ máy nền bằng một cam, luôn ở một trong hai trạng thái tùy thuộc vào vị trí của nút bấm khởi động/dừng. Cam này được làm từ hai phần, một trên, một dưới, cố định với nhau; cam dưới thực hiện chức năng khởi động/dừng; cam phía trên kích hoạt chức năng đặt lại.

Khi chức năng chronograph được kích hoạt, cam điều chỉnh sẽ xoay một vị trí. Nó làm cho bánh răng trung gian di chuyển. Hãy nhớ rằng, cam điều chỉnh gắn liền với bánh lái truyền động. Vì kết nối bất ngờ cũng như sự chênh lệch bất thường về mặt kích thước giữa các răng của hai bánh xe, nên có thể tạo ra hệ quả là kim giây chronograph sẽ rơi vào trạng thái “rung rinh". 

Mặc dù vậy, đồng hồ chronograph sử dụng bánh cam vẫn được sử dụng rộng rãi và tiếp tục được cải tiến thêm nữa để loại trừ tác động phụ, ví như sự có mặt của các bánh răng dao động kích thước nhỏ trong bộ máy Valjoux 7750. Có thêm các bánh răng này, mức độ va đập mạnh giữa các bánh răng bên trên giảm đi đáng kể, điều này cũng giảm thiểu hiện tượng rung lắc của kim giây chronograph và giảm độ hao mòn của hệ thống.

Bộ máy chronograph Valjoux 7750, được giới thiệu vào năm 1974 hiện tại vẫn còn được nhiều thương hiệu tin tưởng

Nhìn chung, nhiều người dùng đồng hồ có chứa bộ máy chronograph sử dụng các bánh cam khẳng định rằng việc chạm vào các nút bấm không hề thoải mái. Đồng thời, cũng không nên sử dụng chức năng chronograph trong thời gian dài để tránh các bánh xe khớp nối phải chịu mài mòn liên tục, năng lượng cũng tiêu hao nhanh hơn.

Vậy giữa bánh xe cột và hệ thống dẫn động bằng cam, cái nào tạo nên chiếc đồng hồ tốt hơn? Đó là vấn đề mang tính cá nhân. Như đã đề cập bên trên, bánh xe cột tốt về mặt vận hành nhưng chi phí sản xuất, sửa chữa của hệ thống sử dụng bánh cam và các đòn bẩy lại thấp hơn. Còn xét về mục tiêu thì cả hai mang lại lợi ích như nhau.

Cái nào tốt hơn? Nó phụ thuộc vào người bạn đang hỏi. Hệ thống cam cung cấp một chiếc đồng hồ bấm giờ mạnh mẽ, đáng tin cậy và dễ sản xuất hơn cho mọi người. Trong khi bánh xe cột thể hiện những gì các nhà sưu tầm yêu thích về chế tạo đồng hồ, luôn tìm kiếm sự phức tạp để có được khả năng gây kinh ngạc của nó.

Để khởi động bộ đếm phía trên mặt số, bánh răng bấm giờ phải được kết nối với bộ truyền bánh răng theo hai cách: thông qua ly hợp ngang hoặc ly hợp dọc.

Thiết kế ly hợp ngang

Đồng hồ bấm giờ dựa trên bộ ly hợp ngang (vertical clutch) nhìn chung hoạt động tốt và rất hấp dẫn về mặt thị giác, thậm chí khiến người dùng tò mò hơn. Tuy nhiên, chúng gặp phải vấn đề: khi bánh răng của chức năng chronograph và các khớp nối không ăn nhập hoàn hảo có thể dẫn đến hiện tượng lệch tâm. 

Những nhà sản xuất hàng đầu trong ngành đều có các mẫu đồng hồ sử dụng bộ máy chronograph ly hợp ngang. Nếu Patek Philippe có bộ máy CH 29-535 PS thì Zenith có El Primero. Điều này đã chứng minh, ly hợp ngang rất phổ biến và tốt.

Đồng hồ Patek Philippe 5172G-001 được trang bị bộ máy CH 29-535 PS, có ly hợp ngang đã được sử dụng từ năm 2009. CH 29-535 PS là bộ máy chronograph có vẻ đẹp tinh tế, với bánh xe cột ở trên cùng đã bị che đi.

Ly hợp ngang cũng là giải pháp được sử dụng phổ biến nhất cho các bộ máy mỏng. Tuy nhiên, vẫn có những bộ máy chronograph rất mỏng như caliner 880P của Piaget và các biến thể như 1160P sẵn sàng sử dụng bộ ly hợp dọc (vertical clutch). Điều này khiến bộ máy càng thu hút sức chú ý hơn.

Cấu trúc mở của bộ máy Minerva M13.21 trong đồng hồ Montblanc này là một ví dụ điển hình cho việc kết hợp bánh xe cột (ở trên cùng) và bộ ly hợp ngang. Ngay phía trên và bên phải của bánh răng bấm giờ trung tâm, có thể nhìn thấy rõ bánh xe trung gian và bánh dẫn động.

Thiết kế ly hợp dọc

Bộ máy chronograph tự động của Jaeger-LeCoultre 751 được giới thiệu vào năm 2005 có bánh xe cột, hệ thống ly hợp dọc (vertical clutch). Đây cũng là bộ máy chronograph tự động đầu tiên của thương hiệu.

Đúng như tên gọi của nó, với bộ ly hợp dọc, khớp nối của cơ chế bấm giờ được đặt theo chiều dọc. Mặc dù bộ ly hợp ngang có thể đẹp hơn, đơn giản và mỏng hơn nhưng ưu điểm về mặt lý thuyết của bộ ly hợp dọc là không có răng sắc nhọn để gài hoặc nhả - một cơ chế có thể dẫn đến sự nhảy vọt và rung lắc không mong đợi của kim giây chronograph, chưa kể hao mòn quá mức.

Trong hệ thống ly hợp dọc, bánh xe bấm giờ (chronograph wheel) và bánh lái (drive wheel) được đặt đồng tâm, có chung trục. Trên thực tế, bánh lái sẽ liên tục chạy miễn là đồng hồ còn hoạt động. Bộ ly hợp khớp nối dọc sử dụng một cặp đòn bẩy hoặc cánh tay đẩy để giữ cho bánh xe bấm giờ “nổi” phía trên bánh lái luôn quay. Khi thả ra, cả đòn bẩy đều cho phép ly hợp va vào bánh xe giây, sau đó bánh này bắt đầu quay nhờ lực ma sát giữa cả hai. 

Dễ hiểu hơn là hãy nghĩ tới máy nghe nhạc chạy đĩa than. Trong đồng hồ, khi ly hợp hạ xuống, cả hai bánh xe bắt đầu quay cùng lúc. Điều này mang về lợi ích đáng kể: kim giây khởi động và dừng chính xác cũng như khả năng sử dụng chức năng bấm giờ trong thời gian dài mà không ảnh hưởng đến độ chính xác của đồng hồ do độ hao mòn ở mức tối thiểu. Ngoài ra, không có sự mất mát về biên độ của bánh xe cân bằng. Nhấn nút dừng sẽ khiến các đòn bẩy được lắp bên dưới bộ ly hợp để nâng nó lên, ngay lập tức ngắt kết nối bánh xe bấm giờ khỏi bánh lái và dừng hoạt động của kim giây bấm giờ.

Một góc nhìn chi tiết về bộ máy bấm giờ HEUER 02 của TAG Heuer, sử dụng công thức điều khiển bánh xe cột và công thức ăn khớp theo chiều dọc.

Bộ máy L.688.2 do ETA phát triển, dành riêng cho Longines, rất đáng chú ý nhờ sử dụng khớp nối dọc (ẩn bên dưới rôto và cầu đồng hồ bấm giờ) mà lại đi kèm giá cả phải chăng

Khớp nối dọc có bất lợi gì không? Thứ nhất, chúng thường được tìm thấy trên những chiếc đồng hồ đắt tiền hơn một chút, mặc dù có những lựa chọn hợp lý hơn như đồng hồ Longines sử dụng bộ máy L688 hoặc ETA A08.L01. Thứ hai, người đeo đồng hồ thông thường không thể đánh giá được độ phức tạp kỹ thuật của thiết kế ly hợp dọc vì hệ thống - các bánh xe, trục chung, tay đỡ ly hợp - thường được ẩn dưới những cây cầu nối cho chức năng chronograph, do đó chúng sẽ bị che khuất phía sau rotor của đồng hồ tự động. Ngược lại, thiết kế ly hợp ngang hầu hết đều có thể nhìn thấy được và cho phép người dùng nhìn rõ và hiểu rõ mối quan hệ giữa các bộ phận.

Tuy nhiên, xét trên mọi khía cạnh, hệ thống ly hợp dọc và bánh xe cột dường như đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa kỹ thuật chế tạo đồng hồ cao cấp và tính thực tế khi sử dụng nhờ độ mài mòn của các bộ phận ít hơn. Nhưng bộ ly hợp ngang, đặc biệt là với khả năng kích hoạt cam và đòn bẩy, cũng mang lại những lợi thế đáng kể - mà nổi bật nhất là về mặt chi phí. 

Cuối cùng, việc lựa chọn sở hữu chiếc đồng hồ chronograph theo loại nào là tùy thuộc vào sở thích cá nhân. Tuy nhiên, điều mà tất cả những người yêu thích đồng hồ bấm giờ có thể đồng ý là tính chất tương tác của chức năng này khiến người dùng trở thành một phần thiết yếu tạo nên tính kỳ diệu của một chiếc đồng hồ cơ. Các diễn đàn đồng hồ trên Internet đầy rẫy những cuộc tranh luận về việc hệ thống nào hiệu quả hơn, nhưng mọi đồng hồ chronograph, bất kể nó sử dụng hệ thống nào, đều là một chiếc đồng hồ tốt nếu nó hoạt động tốt.

chronograph

Kiến thức