알아둘 가치가 있는 여섯 가지 독특한 자전거 기술

소개

사이클링에서 가장 흥미로운 발전 중 일부는 결코 헤드라인을 장식하지 않습니다. 그중 몇 가지는 전문 카탈로그에 조용히 자리하며, 레이서, 바이크패커, 그리고 단순히 정비를 덜 하고 싶은 라이더들이 사용합니다. 올해 눈에 띄는 여섯 가지 기술이 있습니다: 타력 주행 중에도 변속할 수 있는 크랭크, 전 Porsche 엔지니어들이 만든 밀폐형 기어박스, 벨트 드라이브, 주행 중 타이어 압력을 조절하는 허브 시스템, 무릎 가동 범위가 제한된 라이더를 위한 정형외과용 크랭크, 그리고 고전적인 전환 문제를 해결하는 편심 바텀 브래킷입니다. 각각은 자전거가 어떻게 작동해야 하는지에 대한 기본 가정에 도전합니다.

이 제품들 중 어느 것도 모든 라이더에게 적합하지 않으며, 몇 가지는 비용, 호환성, 복잡성 측면에서 심각한 장단점을 동반합니다. 다음 섹션에서는 각 시스템이 무엇을 하는지, 어디에서 제 역할을 하는지, 그리고 구매 전에 무엇을 확인해야 하는지 설명합니다.

HXR Easy Shift: 페달링 없이 변속하기

대부분의 자전거는 페달을 밟고 있을 때만 변속됩니다. 기어를 바꾸려면 체인이 카세트를 가로질러 이동해야 하기 때문입니다. 독일에서 제조되고 프랑스에서 설계된 산악자전거 크랭크인 HXR Easy Shift는 그 요구 사항을 제거합니다. 2016년에 출시된 이 제품은 프리휠을 뒷 허브에서 앞쪽 크랭크셋으로 옮깁니다. 뒷 허브는 트랙 자전거처럼 고정되어 있어, 뒷바퀴가 회전할 때마다 체인이 카세트 주위를 계속 움직입니다. 타력 주행 중 변속 버튼을 누르면 자전거가 실제로 변속됩니다.

이 시스템은 엔듀로와 다운힐 라이딩을 위해 만들어졌으며, 트라이얼 바이크에도 등장합니다. 페달을 밟으면 지면에 닿을 수 있는 락 가든이나 좁은 코너를 상상해 보십시오. Easy Shift를 사용하면 크랭크를 돌리지 않고도 출구를 위해 더 무거운 기어로 변속할 수 있습니다. 내리막을 달리다 갑작스러운 급경사 오르막을 발견했습니까? 여전히 프리휠 상태에서 다섯 단을 내릴 수 있어, 올바른 기어로 페달링을 시작할 수 있습니다. 레이스에서는 그런 유연성이 실제 우위가 될 수 있습니다.

프리휠 크랭크는 새로운 아이디어가 아닙니다. 트라이얼 라이더들은 견고한 구조 덕분에 수년간 사용해 왔으며, Shimano는 1980년대에 앞 프리휠 시스템을 선보였습니다. 다른 제조사들도 버전을 만들어 왔기 때문에, 이 개념은 틈새에 머물렀더라도 탄탄한 역사를 가지고 있습니다. 대부분의 라이더에게는 불필요합니다. 거친 지형을 빠르게 공략하는 라이더에게는 끊임없는 타협의 원인을 제거해 줄 수 있습니다.

Pinion 기어박스: 밀폐형 구동계

Pinion은 전직 Porsche 엔지니어들이 설립한 독일 회사이며, 그 기어박스는 이름이 암시하는 그대로입니다: 기어 상자입니다. 전체 구동계는 바텀 브래킷에 장착된 유닛 내부에 밀폐되어 오일에 잠겨 있습니다. 자전거용 자동차 기어박스라고 생각하면 됩니다. 내부에서는 두 개의 평행 샤프트가 여러 세트의 맞물린 기어를 운반하며, 대부분의 유닛은 승수 레이아웃을 사용합니다. 예를 들어 12단 박스는 4단 서브유닛과 3단 서브유닛을 짝지을 수 있습니다. 변속할 때 내부 클러치가 특정 기어 조합을 샤프트에 고정하여 비율을 바꿉니다.

변속이 박스 내부에서 일어나기 때문에 체인이나 벨트는 옆으로 움직이지 않습니다. 단일 앞 코그와 단일 뒤 코그 사이를 일직선으로 달리므로 문제가 생길 여지가 적습니다. 이 시스템은 먼지, 물, 날씨에 완전히 밀폐되어 있으며, 권장 정비는 10,000 kilometers마다 오일 교환입니다. 기어 범위는 또 다른 핵심 수치입니다. Pinion P Line은 636% 범위를 가진 18단 박스로, 일반적인 Shimano 및 SRAM 구동계의 500~520% 범위와 비교됩니다.

중앙 집중식 무게도 또 다른 매력입니다. 기어박스는 질량을 낮고 자전거 중앙 근처에 균형 있게 유지하며, 지상고를 개선하고, 늘어진 뒷 디레일러를 완전히 제거합니다. 정차 중에도 변속할 수 있어, 급경사 오르막에서 멈춰 섰다가 다시 출발해야 할 때 진정으로 유용합니다. 장단점은 상당합니다. Pinion 시스템은 비싸며, 완성차 빌드는 수천 파운드에 달하고, 모든 제품이 프리미엄 제품입니다. 기어박스용으로 설계된 프레임이 필요하고, 유닛은 디레일러 세팅보다 무거우며, 효율은 깨끗하고 잘 윤활된 체인보다 약간 낮습니다. 문제가 생기면 유닛을 Pinion으로 돌려보내야 합니다.

역사적으로 Pinion 기어박스는 플랫 바의 그립 시프트 스타일 레버와 함께 사용되었습니다. 더 새로운 전자식 버전인 Pinion Smart Shift는 이를 바꿉니다. TRP Highwire 같은 로드 스타일 레버와 함께 사용할 수 있어 드롭바 자전거의 가능성을 열어줍니다. Shimano 레버와의 페어링도 가능할 수 있지만, 이는 비공식 솔루션이며 약간의 손질이 필요할 수 있습니다. 기어박스 자전거는 종종 벨트 드라이브와 결합되어 극도로 낮은 정비성의 세팅을 만들며, 이는 자전거를 전혀 손보고 싶지 않은 라이더들에게 매력적인 답이 됩니다.

벨트 드라이브: 체인의 대안

자전거 벨트 드라이브는 금속 체인을 톱니가 있는 고무의 연속 루프로 대체하며, 보통 고강도 탄소 섬유로 보강됩니다. 체인용으로 만들어진 체인링과 카세트 스프로킷 대신, 벨트 자전거는 벨트와 맞물리도록 특별히 설계된 스프로킷을 사용합니다. 벨트는 보통 내부 허브 기어, 싱글 스피드 세팅 또는 기어박스와 함께 사용됩니다. 체인처럼 옆으로 변속되는 것을 좋아하지 않기 때문입니다.

장점은 반박하기 어렵습니다. 벨트 드라이브는 정비가 매우 적고 보통 체인보다 3~4배 오래 지속되며, 이는 약 20,000 miles에 해당할 수 있습니다. 오일도, 탈지제도, 종아리에 남는 체인 자국도 없습니다. 대부분의 경우 구동계를 호스로 씻어내고 바로 탈 수 있습니다. 다만 극도로 건조하고 먼지 많은 곳에서는 일부 라이더가 실리콘 기반 윤활제를 추가합니다. 벨트는 조용하고 녹슬지 않으며, 비, 눈, 도로 염화물, 모래 먼지가 거의 문제를 일으키지 않습니다. 또한 깔끔하고 현대적으로 보입니다.

단점은 왜 주류가 되지 못했는지 설명해 줍니다. 초기 비용이 더 높습니다. 벨트 자체와 이를 구동하는 데 필요한 모든 것이 합쳐지기 때문입니다. 프레임은 벨트 호환성이 있어야 하며, 이는 일체형 벨트를 설치하기 위해 리어 트라이앵글에 분할부가 필요하다는 뜻입니다. 한 회사가 분할 벨트를 제공하지만, 그 기술 관련 특허가 경쟁 옵션을 제한합니다. 전통적인 디레일러를 사용할 수 없으므로 기어링은 내부식이어야 합니다: Rohloff 또는 Shimano Alfine 허브, 또는 Pinion 기어박스입니다. 이것들도 저렴하지 않으며, 일부 허브 옵션은 £1,000 이상에 달합니다. 그리고 벨트가 고장 나면 체인처럼 링크로 간단히 연결할 수 없습니다. 걷거나 예비품을 들고 다녀야 합니다. 예비품은 조심히 다뤄야 합니다: 내부 탄소 코드를 구부리거나 비틀거나 눌러 찌그러뜨리면 조기 파손을 일으킬 수 있으므로, 제조사는 가방에 느슨하게 넣기보다 원래 포장에 보관할 것을 권장합니다.

효율은 마지막 고려 사항입니다. 벨트 드라이브는 낮은 출력에서 체인보다 효율이 떨어지며, 200 watts 부근에서 격차가 비슷해지고, 대부분의 허브 기어 시스템은 자체적으로 약간의 효율 손실을 더합니다. 그래서 레이서들이 이를 널리 채택하지 않았습니다. 그러나 통근자, 바이크패커, 투어러에게는 그 타협이 매우 합리적입니다. 덜 지저분하고, 생각할 것이 적으며, 한번 장착하면 잊어도 되는 구동계입니다.

Grava 타이어 압력 시스템

Grava 적응형 타이어 압력 시스템은 사이클리스트가 멈추지 않고 주행 중에 타이어 압력을 바꿀 수 있게 하는 휠 허브 세팅입니다. 대부분의 자전거에 눈에 띄지 않게 장착됩니다. 이 시스템은 앞뒤 허브, 각 허브에서 림까지 이어지는 호스, 코어를 제거한 일반 프레스타 밸브에 나사로 고정되는 밸브 어댑터, 수동 명령을 위한 콕핏 컨트롤, 그리고 사이클 컴퓨터가 있다면 무선 연결을 포함합니다.

압력을 높이려면 허브 내부의 액추에이터 구동 클러치 메커니즘이 캠 샤프트를 액슬에 연결합니다. 그러면 캠 샤프트가 회전을 멈추고, 바퀴가 회전함에 따라 피스톤이 위아래로 움직이는 작은 펌프를 구동합니다. 가압된 공기는 스포크 중 하나에 연결된 호스를 타고 올라가 타이어를 채웁니다. 압력을 낮추는 것도 마찬가지로 제어됩니다: 허브 내부의 밸브가 공기를 빠르게 배출하고, 압력 센서가 타이어를 지속적으로 모니터링하여 시스템이 원하는 수준에서 밸브를 닫습니다.

허브에는 전자 장치가 들어 있어 충전해야 합니다. Grava는 충전당 최대 40시간의 활동적인 라이딩을 주장하지만, 이는 지형과 압력 조절 빈도에 크게 좌우됩니다. 이 시스템은 2024 Gravel World Championships에서 주목을 받았으며, Mariana Vos가 우승하면서 사용했습니다. 그녀는 거친 구간에서는 효율을 위해 더 낮은 압력을, 포장된 스프린트 피니시를 위해 더 높은 압력을 사용할 수 있었습니다. 더 흥미롭게도, 그녀는 결승선 3 kilometers 지점에서 펑크가 났습니다. 튜블리스 그래블 타이어에는 액체 실란트가 들어 있지만, 실란트가 굳는 데 시간이 걸릴 수 있고, 그때쯤이면 라이더가 멈춰야 할 만큼 공기가 빠질 수 있습니다. Grava 허브가 압력을 조절하며 작동한 덕분에, 실란트가 제 역할을 하는 동안 그녀가 계속 달릴 수 있도록 도왔을 수 있습니다. 펑크가 어차피 실링되지 않았을 것이라거나 더 높은 압력이 스프린트에서 결정적이었다고 증명할 방법은 없지만, 중요한 레이스에서는 그런 마음의 평안이 이해됩니다.

이 시스템을 만든 회사는 이후 판매 부진으로 파산을 선언했으며, 자전거 업계에 어려운 시기였습니다. 대변인은 여러 업계 관계자들이 자산을 인수하고 회사를 재출범하는 데 관심을 보였다고 확인했습니다. 다음에 무슨 일이 일어나든, 이 기술은 매력적이며, 자동 팽창 타이어가 영영 사라질 가능성은 낮습니다.

Hypath Swing Crank

영국 Hypath Engineering이 만든 Swing Crank는 자전거를 위한 전문 정형외과적 개조품으로, 무릎 가동 범위가 제한된 사이클리스트를 위해 설계되었습니다. 제조사 표현에 따르면, 한쪽 무릎이 제대로 굽혀지지 않을 때 스윙 크랭크를 사용하라고 합니다.

역사적으로 다리 굴곡이 매우 제한된 라이더들은 아주 짧은 크랭크를 시도했습니다. 더 짧은 크랭크는 더 작은 원을 그리며 페달을 밟는다는 뜻이므로 무릎이 덜 굽혀지지만, 다리는 아래쪽에서 완전히 펴지지도 않습니다. 이는 비효율적이고 피로를 유발합니다. 한쪽 다리만 영향을 받은 경우 문제는 더 심각합니다. 대칭적인 단축이 건강한 다리도 제한하기 때문입니다.

Swing Crank는 이를 해결하기 위해 기계적 링키지를 사용합니다. 페달은 스트로크 아래쪽에서 동일한 경로를 따라가므로 다리가 완전히 펴질 수 있고, 위쪽에서는 더 낮은 호가 필요한 무릎 굴곡량을 줄여 줍니다. 이 시스템은 두 가지 주요 부품으로 구성됩니다: 기존 크랭크에 볼트로 고정되어 새로운 피벗 포인트를 제공하는 베이스 플레이트인 크랭크 쇼트너, 그리고 쇼트너 위에서 회전하는 스윙 암입니다. 여러 나사산 위치를 통해 스윙 암이 페달링 원을 얼마나 바꾸는지 조정할 수 있습니다. 개념은 단순하지만, 진정으로 삶을 바꿀 수 있습니다.

알아야 할 한 가지는 이 시스템이 스탠스 폭, 즉 Q factor를 증가시킨다는 점입니다. 대칭을 유지하려면 페달 익스텐더, 클릿 위치, 페달 와셔 같은 방법으로 반대쪽 스탠스도 늘려야 합니다. 틈새 제품이지만, 표준 크랭크를 편안하게 돌릴 수 없는 라이더에게는 타는 것과 타지 못하는 것의 차이일 수 있습니다.

편심 바텀 브래킷

싱글 스피드, 벨트 드라이브, 고정 기어 자전거는 보통 수평 드롭아웃이 있는 프레임으로 제작됩니다. 뒷바퀴를 뒤로 밀면 체인이나 벨트에 장력이 생기기 때문입니다. 하지만 로드, 그래블, 통근용 프레임처럼 수직 드롭아웃이 있는 자전거를 싱글 스피드로 전환하고 싶다면 어떨까요? 뒷 디레일러가 사라지면 체인에 장력을 주는 다른 방법이 필요하며, 편심 바텀 브래킷은 가장 깔끔한 답 중 하나입니다.

바텀 브래킷은 페달과 크랭크를 프레임에 연결하는 베어링 시스템입니다. 편심 바텀 브래킷은 그 어셈블리를 더 크고 중심에서 벗어난 실린더 안에 수용합니다. 외부 셸을 회전시키면 크랭크 구멍이 작은 호를 따라 앞뒤로 움직입니다. 앞으로 움직이면 체인이 팽팽해지고, 뒤로 움직이면 느슨해집니다. 전자 장치도, 약한 부품도 없는 단순한 기계적 해결책입니다.

역사적으로 편심 바텀 브래킷은 크고 오버사이즈인 바텀 브래킷 셸이 있는 프레임을 필요로 했습니다. 이제는 표준 프레임과 호환되는 외장 옵션도 있어 더 많은 전환의 문을 열어 줍니다. 호환성은 다양하므로 프레임을 신중히 조사하고, 맞지 않을 수도 있는 제품에 돈을 쓰기 전에 지역 자전거 샵에 문의하는 것을 고려하십시오.

솔직한 단점이 하나 있습니다: 벨트가 아니라 체인을 사용한다면 체인 텐셔너가 더 저렴하고 사용하기도 더 편합니다. 다만 그렇게 우아하지는 않습니다. 텐셔너가 선택 사항이 아닌 벨트 드라이브 전환에서는 편심 바텀 브래킷이 벨트 장력을 올바르게 맞추고 자전거를 계속 굴리는 깔끔한 방법입니다.

결론

이 여섯 가지 기술은 매우 다른 문제를 다루며, 어느 것도 보편적인 업그레이드가 아닙니다. HXR Easy Shift는 타력 주행 중에도 기어가 필요한 공격적인 엔듀로 및 다운힐 라이더에게 합리적입니다. Pinion 기어박스는 거대한 범위와 최소한의 정비를 원하고 호환 프레임에 기꺼이 비용을 지불할 라이더에게 보상을 줍니다. 벨트 드라이브는 청결함과 내구성을 중시하는 통근자, 바이크패커, 투어러에게 적합합니다. Grava 시스템은 미래 가용성이 불확실한 흥미로운 레이싱 기술입니다. Swing Crank는 무릎 움직임이 제한된 라이더가 편안하게 계속 탈 수 있도록 도울 수 있습니다. 그리고 편심 바텀 브래킷은 특정 싱글 스피드 및 벨트 드라이브 전환을 위한 깔끔한 해결책입니다.

공통점은 최고의 업그레이드가 불만을 제거한다는 것입니다: 놓친 변속, 고착된 구동계, 불가능한 오르막, 또는 충분히 굽혀지지 않는 무릎입니다. 실제로 가지고 있는 문제에서 시작하고, 구매 전에 호환성을 확인하며, 자신의 라이딩 방식에 맞는 기술을 선택하십시오.