Trong thế giới Haute Horlogerie, nơi những bộ máy cơ khí được ví như nhịp đập của thời gian, dự trữ năng lượng (power reserve) luôn là một chủ đề đầy mê hoặc. Đây không chỉ là lượng năng lượng mà một chiếc đồng hồ có thể duy trì sau khi được lên dây đầy đủ, mà còn là thước đo phản ánh trình độ tối ưu hóa năng lượng, khả năng truyền lực và độ chính xác của từng chuyển động vi mô bên trong cỗ máy.
N
ếu mức độ hoàn thiện của vỏ, mặt số hay bộ kim cho thấy gu thẩm mỹ của nhà chế tác, thì power reserve lại mở ra cánh cửa nhìn sâu vào trái tim chiếc đồng hồ nơi từng bánh răng, từng trục xoay, từng cơ cấu thoát được tinh chỉnh đến mức gần như hoàn hảo. Vào giữa thế kỷ XX, Jaeger-LeCoultre đã tạo nên một bước ngoặt quan trọng với Powermatic ra đời năm 1948, chiếc đồng hồ đeo tay đầu tiên hiển thị mức năng lượng còn lại theo cách trực quan và hiện đại. Một đĩa xoay nhỏ dưới vị trí 12 giờ cho phép người đeo biết được “sức khỏe” của chiếc đồng hồ ngay tức thì. Tuy vậy, về mặt lịch sử, ý tưởng này xuất hiện từ rất lâu trước đó.
Từ thế kỷ XVIII, Abraham-Louis Breguet đã chế tác những chiếc đồng hồ bỏ túi có chức năng theo dõi mức cót. Dẫu vậy, chính Jaeger-LeCoultre mới là thương hiệu đặt nền móng để chỉ báo trữ cót trở thành một bộ máy vận hành phổ biến của đồng hồ cơ đương đại. Từ khoảnh khắc ấy, đồng hồ không chỉ báo giờ, mà còn biết đối thoại với chủ nhân về trạng thái hoạt động của chính nó. Thời lượng trữ cót của một chiếc đồng hồ không phải là kết quả của may rủi. Nó là sự tổng hòa giữa kỹ thuật chế tác, vật liệu sử dụng và triết lý thiết kế của từng nhà sản xuất.
MAINSPRING (DÂY CÓT CHÍNH)
Trong hộp cót nhỏ bé, dây cót giữ vai trò tích trữ toàn bộ năng lượng. Một dây cót dài và mảnh có khả năng lưu trữ nhiều năng lượng hơn, từ đó giúp đồng hồ vận hành trong thời gian lâu hơn. Ngược lại, dây cót ngắn hoặc dày chứa ít năng lượng hơn nên mau cạn. Một số thương hiệu sử dụng hai hoặc nhiều hộp cót với mục tiêu tối ưu hóa truyền lực. Khi các hộp cót hoạt động tuần tự, nguồn mô-men xoắn được duy trì ổn định trong thời gian dài, yếu tố quyết định độ chính xác. Còn trong trường hợp hoạt động song song, năng lượng được giải phóng mạnh hơn, phù hợp với các bộ máy đòi hỏi lực kéo lớn, dù phương pháp này không nhất thiết kéo dài thời lượng trữ cót.
WINDING SYSTEM (CƠ CHẾ LÊN DÂY)
Trong đồng hồ tự động, hiệu quả lên dây dựa vào rotor và cơ chế truyền động. Hệ thống Pellaton của IWC, ra đời vào thập niên 1950, là một ví dụ biểu tượng. Thay vì hệ bánh răng truyền thống, Pellaton sử dụng cơ chế càng – cóc với mục tiêu giảm ma sát và tăng độ bền, đồng thời tối ưu hóa năng lượng từ chuyển động xoay của cổ tay theo cả hai chiều. Đây là lý do vì sao IWC Portugieser Automatic sở hữu mức trữ cót lên đến bảy ngày, một con số ấn tượng đối với đồng hồ cơ học truyền thống.
GEAR TRAIN (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG)
Từ hộp cót đến bộ thoát, năng lượng phải đi qua hệ thống bánh răng phức tạp. Chỉ một điểm ma sát lớn hơn dự kiến hoặc một sai số nhỏ trong chế tác cũng đủ làm giảm hiệu quả truyền lực. Để hạn chế thất thoát năng lượng, các nhà chế tác thường sử dụng các bánh răng siêu nhẹ sản xuất bằng công nghệ LIGA hoặc CNC, kết hợp dầu bôi trơn đặc biệt nhằm giảm ma sát tối đa. Một số bộ phận còn được chế tạo từ vật liệu tiên tiến như titanium hoặc hợp kim beryllium đồng, vốn nhẹ, bền và giữ ổn định cao.
ESCAPEMENT (BỘ THOÁT)
Escapement là nơi năng lượng được giải phóng thành nhịp đều đặn. Hiệu suất hoạt động của bộ thoát quyết định thời lượng trữ cót và độ bền của bộ máy. Escapement Co-Axial, phát minh của George Daniels và được Omega hiện đại hóa, đã trở thành một trong những cải tiến quan trọng nhất của đồng hồ cơ thế kỷ XX. Cơ chế này gần như loại bỏ ma sát trượt vốn gây hao mòn ở bộ thoát truyền thống, từ đó giúp năng lượng được truyền đi hiệu quả hơn và tăng thời lượng trữ cót.
HAIRSPRING/ BALANCE SPRING (DÂY TÓC)
Silicon là vật liệu tạo ra cuộc cách mạng về hiệu suất dao động. Nhẹ hơn thép, không nhiễm từ, ổn định dưới biến thiên nhiệt và có ma sát cực thấp, silicon giúp giảm đáng kể lượng năng lượng cần thiết để duy trì dao động của bánh xe cân bằng. Vì vậy, đồng hồ sử dụng dây tóc silicon thường có độ chính xác cao hơn và thời lượng trữ cót dài hơn. Một ví dụ điển hình là Breguet Classique Chronométrie 7727 với bộ thoát và dây tóc bằng silicon, đạt mức trữ cót 60 giờ ngay cả khi vận hành ở tần số cao.
Trong toàn bộ chu kỳ hoạt động của dây cót, mô- men xoắn không ổn định hoàn toàn và điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác. Khi dây cót đầy, lực kéo quá mạnh dễ tạo ra biên độ dao động hơi lệch chuẩn. Ngược lại, khi gần cạn, lực yếu khiến biên độ thu hẹp, khiến đồng hồ chạy chậm hơn. Thời điểm đồng hồ hoạt động ổn định nhất chính là ở khoảng giữa trữ cót, khi lực kéo đạt mức cân bằng tối ưu.
Ở những bộ máy có trữ cót dài hơn 70 giờ, các thương hiệu thường tích hợp cơ chế ổn định mô-men xoắn như hệ thống fusee-and-chain từng được ứng dụng trong đồng hồ hàng hải, hoặc hộp cót được thiết kế để giải phóng năng lượng tuyến tính. Một số còn sử dụng vật liệu chống biến dạng để duy trì tính ổn định trong suốt thời gian vận hành. Nhờ đó, đồng hồ có thể duy trì độ chính xác cao trong thời gian dài hơn, vượt trội so với những cỗ máy có thời lượng trữ cót ngắn.
Đồng hồ có trữ cót dài mang lại sự tiện lợi rõ rệt đối với người sở hữu nhiều đồng hồ, bởi chúng tiếp tục chạy sau vài ngày không đeo nên không cần chỉnh lại giờ và lịch. Mức độ ổn định trong suốt thời gian hoạt động cũng cao hơn, nhờ mô-men xoắn được kiểm soát tốt. Những chiếc đồng hồ này thường đại diện cho trình độ kỹ nghệ cao cấp vì đòi hỏi nhiều giải pháp thiết kế tinh vi. Tuy nhiên, power reserve dài cũng kéo theo những hạn chế như bộ máy dày và nặng hơn, cùng mức giá cao do chi phí chế tác lớn. Trong khi đó, đồng hồ có trữ cót ngắn lại sở hữu kiểu dáng thanh thoát, mảnh mai và mang tính cổ điển nhiều hơn, đồng thời dễ bảo dưỡng và thân thiện hơn về chi phí. Điều bất tiện nằm ở việc người đeo cần lên dây thường xuyên hoặc phải đeo gần như hằng ngày để đồng hồ không dừng hoạt động.
Giới hạn về thời lượng trữ cót được mở ra một chương mới khi A. Lange & Söhne giới thiệu LANGE 31, chiếc đồng hồ đeo tay đầu tiên trên thế giới có khả năng vận hành suốt 31 ngày. Sở hữu hai dây cót dài đến 1850 mm mỗi chiếc, tương đương gấp mười lần dây cót thông thường, LANGE 31 là minh chứng rõ ràng rằng sự táo bạo trong kỹ thuật luôn có thể tạo nên đột phá. Để vận hành nguồn năng lượng khổng lồ ấy mà vẫn duy trì độ chính xác, các kỹ sư của Lange đã phát triển cơ chế thoát lực hằng định, giúp đảm bảo mô-men xoắn không bị suy giảm ngay cả khi dây cót dần xả.
Trong từng vòng dây cót được nén lại và từng nhịp dao động thả ra, ta cảm nhận được tâm huyết của những nghệ nhân dành cả đời để lắng nghe thời gian và biến nó thành một kiệt tác có thể đeo trên cổ tay. Và chính ở đó, bí mật của trữ cót trở thành một nghệ thuật nâng cao hiệu suất đo thời gian, đồng thời tôn vinh vẻ đẹp của cơ khí đỉnh cao.
