출처 : 바이크매거진  


바이크매거진 기사 중 가장 큰 인기를 얻고 있는 기사 중에 '자전거 기어변속의 이해'가 있다. 이것은 2008년에 작성한 기사임에도 전체 노출이 10만건에 가까운 기사로 거의 매일 또 다른 독자들에 의해 읽혀지고 있다.
그래서, 2011년 어울리는 내용으로 수정이 필요했고, '버전 2011'을 작성하기로 했다.

시마노 넥서스 Di2는 자동 변속을 실현시킨 모델이기는 하지만 가격이 문제다.

자전거에 있어서 기어변속은 '무게와 편의성, 그리고 가격'이라는 문제를 두고 항상 고민해 왔다. 특히 일반 라이더를 위한 '자동 변속 시스템'은 가격이라는 만만치 않은 벽에 부딪히며 해결할 답을 내 놓지 못한 것이 사실이다.

어쨌든 현존하는 자전거의 대부분은 '수동 변속 시스템'을 사용하고 있으며, 정확한 이해가 떨어질 경우 효율적인 라이딩이 어려운 것은 당연하고, 고장으로 이어질 수도 있다.

2장의 체인링과 10장의 스프라켓을 가진 변속 시스템

앞(프론트)과 뒤(리어) 변속 시스템
자전거의 변속은 자동차와 달리 '앞기어 변속'과 '뒷기어 변속'에 대해 이야기 하는 것이 일반적이다.
앞기어는 체인링(chainring)이라고 불리우는 톱니와, 뒷기어는 카세트 스프라켓(casset sprocket)이라 불리우는 톱니들로 구성되어 있다.
앞기어의 체인링은 보통 2장 또는 3장이 한쌍으로 조합되어 있는데, 가장 작은 체인링에 체인을 맞추면 1단, 그 다음은 2단, 3단 순으로 숫자가 높을 수록 큰 체인링의 사용을 뜻한다.
뒷기어는 9개에서 많게는 11개의 스프라켓으로 구성된 경우가 일반적이다. 앞기어와 달리 가장 큰 스프라켓이 1단, 크기가 작아질 수록 단수가 올라가며 10개의 스프라켓일 경우 10단까지 올릴 수 있다.

3장의 체인링

2장의 체인링을 가진 경우는
안쪽에 작은 것을 이너(inner), 바깥은 큰 것을 아웃터(outer)라고 부르기도 한다.
작은 것이 1단, 큰 것이 2단이다.

일반적인 카세트 스프라켓은 여러개의 스프라켓과 스페이서, 락링이 합쳐져서 만들어진다.

10장의 카세트 스프라켓, 큰 것이 1단, 가장 작은 것이 10단이다.

기어 단수의 계산
기어 단수는 앞 체인링의 개수와 뒤 스프라켓의 개수를 곱하여 계산한다.
산악자전거의 경우는 보통 앞 체인링의 개수가 3개를 사용하고 있고, 최근에는 XC 전용 크랭크로 2장의 체인을 사용하는 경우도 많다.
로드바이크의 경우는 체인링의 개수를 2개 또는 3개 사용한다.
뒤 스프라켓은 산악자전거의 경우 보통 9~10개를 사용하는 것이 많고, 로드바이크의 경우는 10~11개를 주로 사용한다.

기어 단수 = 앞 체인링의 수 X 뒤 스프라켓의 수

그래서 우리나라에 많이 사용되는 기어단수는
산악자전거 : 앞 체인링의 수(3) X 뒤 스프라켓의 수(10) = 30단
로드바이크 : 앞 체인링의 수(2) X 뒤 스프라켓의 수(10) = 20단

과 같이 계산할 수 있다.

'T'수는 톱니의 개수를 의미한다.

체인링(체인휠이라고도 함)의 T수
T수라 함은 체인링 또는 스프라켓의 톱니(tooth) 개수를 말한다.
산악용 자전거와 로드용 자전거는 기본적으로 기어 T수가 차이가 난다. 산악용은 험한 언덕길을 달리기 쉽도록 체인링의 T수가 적은 편이며, 로드용은 도로에서 빠른 주행을 위해 T수가 많은 편이다.
산악용은 3개의 T수가 44-32-22T를 사용하는 경우와 최근 시마노의 다이나시스처럼 42-32-24T를 사용하는 경우가 가장 일반적이다.
로드용은 50-34T(컴팩트 사이즈) 또는 53(54)-39T(스탠다드 사이즈) 두 가지의 체인링을 사용하는 경우가 많다. 로드바이크의 경우는 최근에는 언덕길 난이도가 높아지며 컴팩트 사이즈에 대한 선택이 많아지고 있다.

스프라켓의 T수
산악용은 로드용에 비해 T수가 더 많은 스프라켓을 사용하여 갑작스런 길의 변화에 대응하도록 만들어졌다. 산악용 스프라켓의 T수는 보통 가장 작은 것이 11T, 가장 큰 것이 36T 정도로 되어 있다. 로드용은 가장 작은 것이 11T, 가장 큰 것이 28T 정도로 되어 있어 도로에서 고속 주행 시 편리하도록 되어 있다.
체인링과 스프라켓의 조합으로 만들어지는 기어비에 대해서는 아래의 글을 통해 더 자세히 알아보자.


기어변속에 따른 힘과 이동 거리의 차이
체인링은 다리의 회전과 동일하게 회전하며, 그 힘은 체인을 통해 스프라켓으로 전달된다. 그리고 스프라켓의 회전 수는 뒤 바퀴의 회전수와 동일하다.
먼저 체인링을 가장 작은 22T에 놓고, 스프라켓을 22T 놓으면 페달링을 한 바퀴할 때 자전거 바퀴는 한 바퀴 회전하게 된다. 이것의 힘을 "22T / 22T = 1"이라고 하자.
체인링을 44T에 놓고, 스프라켓을 11T에 놓고 페달링을 하면 페달링 1바퀴에 뒤 바퀴는 4바퀴 회전하게 된다. 그러면 4배의 거리를 움직이게 되어 "44T / 11T = 4"의 힘이 들어가게 된다.
체인링을 22T에 놓고, 스프라켓을 34T에 놓으면 "22T / 34T = 0.65"의 힘이 들어가게 된다.
같은 환경에서 힘과 이동거리는 서로 비례하게 되어 같은 회전력에 이동거리가 짧아지면 힘이 덜 들어가게 되는 것이다.
위의 계산과 같이 "기어비 = 체인링T / 스프라켓T"로 구할 수 있는데, 이 값이 높을 수록 고단, 낮을 수록 저단 기어가 되는 것이다.

저단 기어와 고단 기어의 차이
자동차와 마찮가지로 자전거에 있어서 저단 기어는 '출발할 때'과 '언덕길을 오를 때' 사용하는 것이 좋다. 마치 수동 기어 자동차에서 1단을 놓고 출발하는 것과 같은 것이다.
그에 반해 고단 기어는 한번 페달링으로 많은 거리를 이동할 수 있어 이미 속도가 오른 상태에서 그 속도를 유지하거나 가속할 때 사용할 수 있다.

큰 체인링과 작은 스프라켓을 사용할 수록 힘은 더 많이 들지만
한번 페달링으로 더 많이 갈 수 있다.

언덕을 오를 때 적절한 기어의 선택이 가장 중요하다.

기어변속의 필요성
왜 기어 변속같은 복잡하고, 고장나기 쉬운 시스템을 자전거에 넣은 것일까?
위에서 힘의 차이를 이야기한 것 같이 언덕을 올라가고자 할 때는 힘이 많이 들어가는 기어비율을 사용하면 올라가기 어려워진다. 페달링 한번에 0.65의 힘을 써도 될 것을 4의 힘을 사용하여 올라간다면 쉽게 피로해지고, 때로는 내 몸에 4라는 힘을 쓸 기운이 없을 때도 있다.
힘이 적게 들어가는 기어비율을 사용하면 같은 페달링으로 속도는 느리지만, 힘도 적게 들게 되므로 언덕을 타고 오를 수 있게 된다.
그리고, 언덕을 내려가거나 평지에서 이미 속도가 붙어있는 상황이라면 4라는 힘을 관성의 힘과 중력의 힘이 도와주어 쉽게 전달할 수 있게 된다. 그러므로 같은 페달링에 빠른 속도를 낼 수 있게 되는 것이다.

3개의 체인링을 사용할 때는 위의 사항을 주의해야 한다.
그렇지 않으면, 체인이 끊어지거나 디레일러가 고장날 수 있다.

기어 변속 시 주의할 것들
체인링이 2개인 로드용의 경우는 아래 주의 사항을 많이 무시해도 되도록 설계되어 있지만, 3개의 체인링을 사용하는 산악용은 주의해서 사용할 필요가 있다.
앞기어의 변속은 왼쪽의 변속레버에 있고, 뒷기어의 변속은 오른쪽 변속레버에 위치하고 있다. 각자 따로 위치하고 있어 마음대로 변속이 가능한데, 몇가지 주의해서 사용할 기어변속 비율이 있다.
간단하게 이야기하면, "가장 큰 것들끼리 사용하지 말고, 가장 작은 것들끼리 사용하지 말자."이다.
가장 큰 체인링과 가장 큰 스프라켓을 사용하게 되면 체인 길이의 한계에 오게 되고, 또한 뒤 디레일러가 완전히 펴지면서 체인과 디레일러의 수명을 단축시키게 된다. 체인의 길이가 조금 짧은 경우 억지로 변속이 진행되면서 체인이 끊어지거나, 디레일러가 고장나게 된다.
가장 작은 체인링과 가장 작은 스프라켓을 사용하게 되면 체인에 걸리는 텐션이 너무 약하게 되어 체인이 엉키거나 빠지게 된다. 또한 강한 힘을 주었을 경우 정확한 힘 전달이 되지 않아 효율이 많이 떨어질 수 있다.
물론, 선수들의 경우는 자전거의 수명보다 성적이 중요하다 보니 이와 같은 주의사항을 무시할 때도 많다. 그들은 기어 변속의 소리와 페달링의 텐션만으로도 자전거의 상태를 확인할 수 있을 정도니 일반 동호인들과 비교하는 것은 맞지 않을 수 있다.

다양하고 급격하게 변하는 산악 지형에서는 특히 변속이 중요하다.

변속은 조용하게
기어 변속을 할 때 '투두둑'하는 소리가 나면서 변속을 하는 경우를 많이 볼 수 있다. 이 소리가 좋다는 분들도 계시지만 체인과 기어 이빨의 수명을 단축하는 가장 쉬운 방법이다.
기어 변속을 하기 전에 미리 케이던스(페달링 회전수)를 높혀 살짝 헛발 짓는 듯한 기분이 들게 하고 변속을 할 때 페달링 속도를 조금 늦추어 주면 아마 거의 소리없이 변속이 될 것이다. 평상 시 라이딩에서 이런 습관을 만들어 놓으면 변속 시스템의 노화를 막아주고, 체인이 끊어지는 극한의 상황이 잘 발생하지 않는다.


여러가지 지형을 다닐 수 있는 자전거가 나오면서 기어의 변속은 많은 편리함을 주었지만, 나름대로 사용자에게 어려운 숙제를 준 것이기도 하다. 정확한 변속 시스템을 이해하여 더욱 빠르게 더욱 쉽게 자전거를 탈 수 있도록 하자. 

Posted by Golmong
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출처 :  http://crazycats.tistory.com/233 

회전력(페달링) 위주로 탈 것이냐? 근력 위주로 탈것이냐?


근력 위주의 라이딩은 쉽게 다리 근육을 피로하게 만들고, 그로 인해 정작 힘을 발휘하려고 할 때는 힘을 쓰기 어려운 상황이 되기 쉽습니다.

즉 결론적으로 근력(높은기어비 주행, 페달찍어누르기)보다는 회전력 위주로 타는 것이 더 효율적이라는 의미겠죠. 그럼 오늘 포스팅은 끝? ㅋㅋ 


회전력 위주로 라이딩을 하면 회전력 능력이 심폐지구력을 높여주고, 높은 회전력의 유지는 유산소성 능력을 향상시켜 줍니다.  

중,장거리 (50~100km이상) 라이딩시 근력 위주의 라이딩은 2시간을 유지하기 어렵고, 저하된 체력은 느린 회복으로 더욱 힘들어지게 됩니다.


필요 이상으로 무거운 기어(고속기어, 8단기어쪽)로 라이딩 하는 사람들을 보면 빨리 달릴 수 있을 것 같지만 근력의 의존도가 높아서 신체손실(피로도)이 늘어나며, 라이딩 중에 회복시간이 길어져 결국에는 손해를 보게 됩니다. 결국은 목표지점에 도달하지 못하고 후반에 퍼지게 됩니다.




라이딩 초반에 근력이 없어서 뒤에 쳐져 가는 사람은 없습니다. 초반 분위기대로 근력위주의 라이딩을 하게 되면 일정거리 후 또는 언덕 시작부분에서 힘의 고갈과 느린 회복으로 랩타임이 늘어나기 십상입니다.


한달 이하의 근력위주 초보자(interval spoter: 반짝 급가속자)라면 한강에서 마라톤하는 사람을 따라 잡은 후 멀찌 감치 가서 담배를 1/3 정도 피거나 물 한모금 마시고 있으면 곧 마라토너에게 추월당하는 일을 한두번쯤 경험해 보았을 것입니다. 


 

그래서 어떻게 타라는거야?


그렇다면 초보라이더는 어떻게 페달링을 해야 효율적인 라이딩을 할 수 있을까요?

우선 가벼운 기어(저속기어,로우기어,1단기어쪽)를 사용합니다. 낮은 기어(2단*4단)에 세팅하고 평지나 언덕구간을 변속 없이 달리는 방법입니다.


평지에서는 다리에 힘이 들어가지 않아서 빨리 달릴 수 없을 것 같지만 시속 20km(2*4)까지는 무난히 낼 수 있으며 이론상으로 2*7단에 이르면 35km까지도 낼 수도 있습니다.

그 정도의 회전력을 꾸준히 낼 수 있다면 언덕도 쉽게 오를수 있습니다. 




초보라이더는 2*4 기어로 RPM 90을 유지하면서 1시간 이상 꾸준히 탈 수 있어야 하고 동일 기어로 평지던 언덕이던 기어변속 없이 달릴 수 있다면 기어를 한단계 올려서 같은 방법으로 훈련을 하시면 됩니다. 이것이 우리가 말하는 엔진 업글이겠죠?


초심자들은 대부분 평지에서는 높은 기어로 페달링을 하고 언덕이 나오면 낮은 기어로 페달링을 하여 라이딩을 합니다. 이는 엔진 업글에 기여도가 낮으며 장거리 라이딩시 체력적으로 문제가 됩니다.




효율적인 페달링을 하려면?



1. 페달링의 기본

여러 사람들과 자전거를 타고 업힐을 하다보면 중간 또는 막판에 자전거에서 내리게 되는 경우가 많은데 그때 사람들은 자신의 자전거 실력이 부족하거나 힘에 부쳐서 그런거라고 생각합니다.

정작 자신의 페달링에 문제가 있다고 생각하는 사람은 그리 많지 않습니다. 페달은 밟으면 무조건 돌아갑니다. 중요한건 어떻게 밟느냐가 관건이겠죠.


2. 페달링 속도

페달링 속도는 분당 회전수 (RPM:Revolutions Per Minute)으로 나타내는데 이것은 분당 페달이 몇 바퀴 회전했는가를 의미합니다. 이 페달링 속도를 높여주는 것이 자전거를 효율적으로 타기 위한 첫걸음입니다. 


페달링 속도를 측정하는 방법은 다음과 같습니다.  

우선 오직 한쪽 발만을 생각합니다. 오른발을 선택했다면 오른발이 위(12시방향)에서 원을 그리며 내려갔다 올라오는 것이 바로 1회전(360도)입니다. 1분 동안 오른발이 몇 번이나 회전하는지를 세어보면 자신의 페달링 속도를 알 수가 있습니다. 


1분이 측정하기 길다면 10, 20, 30초 동안 오른발이 올라오는 횟수에 6, 3, 2를 곱해주면 그것이 페달링 속도(RPM,회전력)가 됩니다. 위에 언급한대로 이것을 일정시간 유지할 수 있어야 합니다. (기본적으로 약 1시간 정도)



자신의 페달링 속도를 측정해 보았습니까? 

페달링 속도가 중요한지 몰랐던 분들은 아마 60RPM 이하일 것입니다. (동네아저씨 페달속도)

이는 자전거가 중심을 잃고 넘어지지 않기 위해 타는 속도에 불과합니다.

즉 60 이하로는 자전거를 본격적으로 탄다고 할 수 없겠죠? ^^




3. 페달링 속도는 빠를수록 좋다! (80~100)

초보자인 경우 자전거를 무조건 힘으로 속도를 내려고 합니다. 

하지만 힘으로 타는 것만큼 나쁜 습관은 없습니다. 
힘으로 타면 초반에는 순간적(1분? 100M?)으로 빨리 달릴 수 있지만 오래 유지하며 탈 수는 없습니다.
특히 중장거리 라이딩에서 힘(근력)이 아무리 좋아도 페달링 속도가 빠른 사람을 따라 잡기는 어렵습니다. 더구나 힘에는 한계가 있어 장거리 라이딩에서는 쉽게 지치게 되죠.


또한 힘으로 타면(무산소운동) 앞쪽 무릎인대에 강한 압력이 가해져 무릎 부상을 초래할 수 있고 다리 근력만 강해져 허벅지가 굵어지게 됩니다. 
이와는 반대로 회전력(페달링)으로 타면(유산소운동) 자전거 타는 능력은 향상되고 다리에 무리도 가지 않으면서 심폐기능이 좋아지며 미용(다이어트)효과를 볼 수 있습니다.

 


4. 효율적인 페달링 속도

사실 가장 효율적인 페달링 속도는 개개인마다 차이가 있지만 일반적으로 70~90RPM 사이가 가장 효율적인 페달링 속도라 할 수 있습니다. 고수들의 경우 90RPM 이상을 유지하고 긴 오르막에서조차 70RPM 밑으로 떨어뜨리지 않습니다.
일반적으로 장거리를 달리려면 80RPM 정도는 유지해 주는 것이 좋습니다.


일반인과 고수의 페달링 차이를 보면 일반인은 페달링 속도가 언덕에서 급격히 떨어지는 경우가 많지만 고수들은 일반도로와 언덕 초반에 페달링 속도가 거의 변화가 없고 아주 빠르진 않아도 언덕에서도 일정한 페달링 속도를 계속 유지하며 오르는 것을 볼 수 있습니다.




5. 페달링 속도 높이기

페달링 속도를 높이기 위해서는 꾸준한 연습이 필요합니다. 연습만이 살길! ㅋㅋ
연습 방법은 다음과 같습니다.  

처음 자전거를 탈 때 낮은기어(저속,로우기어)에서 출발을 합니다. (예를 들면 2*4)
페달을 천천히 돌리기 시작해서 점차 속도를 빨리 합니다. 
엉덩이가 들썩 거릴 정도나 헛발질이 될즈음까지 빨리 돌리게 되면 페달링 속도를 약간 줄인 후 몇분동안 그 페달링 속도를 유지합니다. 이때가 70~90RPM 정도입니다. 


이러한 상태에서 한시간 정도(20km) 정도를 탈 수 있다면 현재 셋팅된 기어비가 자신의 기어비가 되는 것이라 보면 됩니다.

물론 라이딩 중간에 일시적으로 오르내리막에서 2*3 혹은 2*5로 변속할 수도 있습니다.

페달링에 힘이 든다면  낮은 기어비(2*3)로 바꾸어 주고 힘이 남으면 2*5, 2*6, 2*7로 올리면 됩니다. 여기서 본인이 주로 쓰는 기어비가 자신의 적정기어비라고 보면 됩니다.


위에서 잠깐 언급한대로 엔진의 업글(upgrade)이 된다는 의미는 주기어비가 2*4인 사람이 현 기어비에서 여력이 생기면 2*5로 한단계를 높이고 다시 2*6으로 2*7로 올려가는 것을 의미합니다 .

일반적으로 2*4로 평지에서 타게 되면 15~20키로의 속도까지가 나올 수 있지만 초보자들은 1시간이상 라이딩시 대개 90RPM에서 20키로 정도의 속도나오기가 어렵습니다.



기어변속보다는 회전수를 목표로...


기어(변속기)라는 것이 속도를 올리기 위해 있는 것이라고 생각하기 쉬우나 속도를 올리는 것보다는 일정한 RPM(페달링,회전력)을 유지하기 위해 있다고 보셔야 합니다.

평지에서 2*4 기어로 달리던 라이더가 언덕에서 2*4에서 올라가려고 하면 RPM이 떨어지게 됩니다. 이때 초보자는 힘을 주어 근력으로 오르려고 합니다. 
그러나 페달링의 정석은 2*4에서 힘들다면 2*3, 2*2 등으로 기어를 낮추어서(낮은,가벼운기어비)평지 RPM을 근접, 유지하는 것입니다.


평지에서도 마찬가지로 예를 들어 2*4의 기어로 90RPM으로 가다 힘이 들면 2*3으로 낮추어서 평균 90RPM을 유지하며 근육에 피로를 풀고 힘을 축적하면서 라이딩을 하는 것이 정석입니다.


한달 정도 위와 같은 페달링을 하면 기본 70~90RPM은 본인 몸에 익숙한 횟수가 됩니다. 어떤 상황에서도 다리는 그 페달링 속도를 유지하게 되는 것이죠.

 

통상 21/24/27단이니 하면서 장삿속으로 자전거를 팔고 있지만 (높은 숫자를 좋아하는 심리 이용)

실제로는 7/8/9단의 자전거를 의미합니다. 자동차로 치면 4,5단 차라 보면 됩니다. 다만 변속의 용이성을 위해 기어비가 더 많이 있는 것입니다. 우리 몸은 기계가 아니니까요.^^

 


재미로 계산해보는 초보라이더(2*4)가 고수가 되려면...? ^^

1. 조건으로 매일 꾸준히 20km 이상씩 탈 것이며, 회전수는 90 유지

2. 1단씩 올리는데 평균 1개월 소요

3. 2*4 / 2*5 / 2*6 / 3*5 / 3*6 / 3*7 로 엔진 업글로 본다면 6개월 예상! ㅎㅎ


자전거는 누구나..개나소나 고수가 "될" 수 있다는??? ㅋㅋ

그러나 누구나 "할" 수 없다는게 함정!!!




기어변속? 기어비? 


앞기어 1~3단은 자동차의 오토기어로 생각하면 쉽습니다.

앞1단(저속,낮은,가벼운기어,몸쪽기어,작은기어) -> L(저속으로 높은언덕) 

앞2단(보통,일반주행기어,가운데기어,중간기어)  -> D(일반시내주행,보통 이 기어를 대부분 사용) 

앞3단(고속,높은,무거운기어,바깥쪽기어,큰기어) -> H(고속도로) 




뒤1~7,8,9 (저속->고속으로, 가벼운->무거운쪽으로, 몸쪽->바깥쪽으로)

몸쪽기어는 가볍고 저속인 반면 몸바깥쪽은 고속, 무거운 기어로 생각하면 됩니다. 톱니의 크기를 생각하면 안됩니다.




일반적으로 한강자전거 도로나 시내주행시(약한 언덕)에는 2단에서만 주행하여도 충분합니다. 시내운전시 D만 사용하듯이...

이론상 2*7단에서 90RPM 유지시 25Km 이상 나올 수 있으므로...

RPM 유지시에는 2*3/2*4/2*5/2*6에서 해결이 됩니다.


일반주행시 앞2단에서 뒤3/4/5의 기어비를 사용하다 힘에 여력이 있으면 앞 3단 뒤5/6/7 정도로 넘어가고 언덕 주행시는 앞2,  뒤5/4/3 정도 가다가 그래도 언덕이 남아있으면 앞2에서 뒤3/2/1로 가는 것이 아니라 앞1과 뒤3/2/1로 가는 것이 옳은 기어변속입니다.

이렇게 한다면 절대로 3-1, 1-8이라는 기어비를 사용할 일이 없습니다.

고로 앞1은 뒤3/2/1 정도 사용하고, 앞2는 뒤3/4/5 정도,  앞3은 5/6/7 정도로 사용하면 됩니다.


 

21단,24단,27단 자전거의 속도(Km) (휠26인치, 타이어1.95 회전수90RPM)


일반적인 9단기어 MTB


로드사이클 컴팩트 크랭크 기어비

Posted by Golmong
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