로드 바이크, 체인 각도... 그리고 최적의 기어비 조합

9 Apr 2015
By BikeRadar

​

 ​​​​체인링과 카세트 코그는 크면 클수록 더 효율적이지만, '크랭크 아우터 - 스프라켓 이너 조합'과 같이 체인이 휜다면 그 효율은 모두 없던 것이 된다. 이는 스램의 X-Sync 의 좁고-넓은 체인링의 퍼포먼스 유지 테스트에 놓였었으며, 체인의 측면 각도는 실제로 보여지는 것보다 훨씬 더 극심하다고 한다.


 Friction Facts의 친구들이 한번 더 이 실험에 들어갔는 데, 이번에는 기어의 선택이 구동에 미치는 영향을 조사했다. 그간 오랫동안 라이더들이 말해 왔듯이, 지름이 큰 링에 머무는 것이 더 효율적인데, 특정한 조합에서는 3와트나 절감한다는 것을 Friction Facts 가 증명했다. 그러나, 크랭크가 아우터냐 이너냐 하는 데에는 중요한 시점이 있다고 한다.

 Friction Facts 의 뒷드 풀리 사이즈에 관한 이전 연구들에 의하면 '더 큰 지름의 체인링 - 더 큰 지름의 카세트 코그 조합' 이 '작은 지름의 조합' 보다는 더 적은 저항을 발생한다고 보여 주었는 데, 이 최근 연구는 한 가설을 증명한다. 큰 체인링과 큰 카세트 코그 조합은 더 높은 체인 스피드(더 적은 저항을 발생시키는)를 만들어 내지만, Friction Facts 가 말하길 더 낮은 체인 텐션과 감소한 개개의 체인 링크 로테이션이 종합적으로는 낮은 마찰에 의해 생기는 손실 상쇄 보다 더 높다고 한다. (#체인의 각도가 커질수록 체인 저항이 증가하여 '크로스 체인 조합'은 체인에 부담을 줄 뿐만 아니라 에너지 손실도 크다는 의미)
​

53-15t 조합을 예로 들면 39-11t 조합과 같은 기어비를 얻지만 이 39-11t 로 같은 속도를 유지하려면 추가적으로 1.5 와트를 요구된다 - 이는 연구실에서 완벽하게 체인이 일직선으로 정렬된 세팅에서다. 

#체인이 일직선 상에서 같은 기어비라면 체인링과 카세트 코그의 지름이 클수록 효율이 좋다

실제적인 체인의 각도를 적용하면 이는 더욱 흥미로워 진다 - 잠재적인 에너지 절감은 두배로 올라간다. ​

 일반적으로, Friction Facts 는 최적의 구동 효율에 있어 큰 링을 유지하는 것이 낫다고 하는 데, 그러나 이는 가장 큰 카세트 코그(페달이 가벼워지는)에 놓았을 때는 항상 그렇지는 않다고 한다. 대부분의 사람들이 '크로스-체인' (#'크랭크 아우터 체인링 - 카세트 이너 코그 조합' 으로 놓았을 때를 말함) 에 대해 고려할 때 생각하는 그런 큰 카세트 코그 조합 뿐 아니라, 체인 측면 각도가 극심해 지면 질수록 이너 체인링으로 놓는 쪽을 더 선호하게 될 것이다.

 Friction Facts 에 의하면, 그 티핑 포인트는 가장 바깥쪽 카세트로 부터 8개 코그에 있다 - 대강 2/3 에 해당하는 부분. 현대 구동계는 53/39t 체인링과 11단의 11-28t 카세트로 구성되는 데, 이는 53-21t 에 있을 때에 더 쉬운 기어가 필요하다면, 53-23t를 이용하는 것 보단 크랭크를 이너로 낮추고 39-17t 조합으로 가는 것이 더 낫다는 말이다.

기어비 = 크랭크 체인링 이빨수 ÷ 카세트 코그 이빨수

기어비 값이 낮을수록 : 페달이 가벼워짐, 업힐

기어비 값이 높을수록 : 페달이 무거워짐, 고속

 극단적인 각도로 체인을 놓고(53-28t 조합) 가야 한다 주장하는 사람들은, 본인은 빨리 가고 있다고 생각하겠지만, 39-21t로 변속한 것 보단 사실상 0.75 와트를 필요이상으로 쓰고 있다.

 다른 측면에선, 싸이클리스트들이 역 크로스-체인 조합, 39-11t 를 쓰는 것을 쉽게 볼 수 있다. 극한의 측면 각도를 발생시키면서, 더 작은 코그들, 그러면서 더 빠른 체인 스피드는, Friction Facts 가 말하길 그에 거의 동일한 기어비인 53-15t 구성으로 하는 것 보다 3와트 이상을 힘들게 밟고 있다고 한다.
​

 이 '한계 이득' 에 민감한 라이더들은 어찌되었던 Friction Facts의 이 최근 연구를 가슴에 새겨야 할 것이다. 여기, 이 모든 와트 집계들을 말이다. 더 나아가, 타임 트라이얼리스트들과 철인 3종 경기자들은 그들의 체인링과 카세트 조합을 최적화시켜 가능한한 최소한의 저항을 발생하도록 해야할 것이다. (뒤이은 무게 그리고/또는 공기역학 저항 증가를 제외하며)

 "중요한 점은," Friction Facts 설립자 Jason Smith 는 "바로 큰 체인링-큰 코그 조합으로 달리는 건 좋지 않다는 것 인데, 더 최악은 작은 체인링-작은 코그 조합으로 타는 것이다." 라고 한다.