자전거 기어 l h - jajeongeo gieo l h

변속 오류 조정 : L, H 한계 조절나사 ＋ 케이블 장력 조절나사 조정의 미묘한 조합

소음 제거 : 체인과 체인 가이드 간격 조정(앞), 변속 기어와 가이드 풀리의 정렬(뒤)

자전거 변속기(derailleur)

며칠 동안 자전거 변속기 조정에 꽂혔다. 내 성향이 뭔가에 호기심이 동하면 완벽히 이해할 때까지 '식음 전폐' 집중하는 스타일이다. 지난 주말부터 집에 있는 자전거 네 대의 변속기 조정에 매달렸다. 미니 자전거 두 대, 레귤러 사이즈 MTB 두 대, 총 네 대의 자전거 변속기를 슬슬 건드려 보았다.

자전거 변속기(derailleur)

일단, 매우 재미있다. 내 MTB 자전거를 기준으로 하자면 앞쪽 변속 기어가 3개, 뒤쪽 변속 기어가 7개다. 3 Ｘ7 ＝21단 변속이다. 하여간 자전거 부품 중 가장 복잡한 부분이므로 처음 구입 시 바이크샵에서 조정해준 대로만 사용했었다. 일단 복잡해 보이므로 손댈 엄두가 나지 않았다. 몰라, 귀찮아..

MTB 두 대는 구입할 때부터 앞 변속기는 3단으로 넘어가는 게 불능, 뒷 변속기는 1단으로 넘어가는 게 불능이었다. 앞뒤 변속기 기어(톱니바퀴) 중 가장 큰 것들에 체인이 걸리지 않는 현상을 보였다. 일상에서 비교적 드물게 사용하는 극단적인 변속 기어들이므로 그 부분은 그저 포기하고 타고 다녔다. 언젠가 바이크샵에 들르면 테크니션에게 말해 고쳐야겠다는 생각만 했었다.

최근에 미니 자전거 두 대를 추가 구입했다. 이번 자전거도 역시 한 대는 7단으로 변속이 안되고, 다른 한 대는 1단으로 변속이 되지 않았다. 조금 짜증이 났다. 한국인들의 대충대충 일처리의 결과물인 듯 보였다. 예전 MTB처럼 미니 자전거도 변속이 안되는 부분은 그냥 포기하고 타도 되겠지만, 이번엔 그렇게 하고 싶지 않았다. 내가 직접 변속기를 조정, 오류를 교정해보고 싶었다.

자전거 변속기의 구조

체인 가이드(chain guide)

그래, 해보자! 자전거 변속기는 언뜻 보면 복잡해 보여도 사실, 구조는 생각보다 단순하다. 앞 변속기는 크랭크축에 걸린 커다란 톱니바퀴 세 개(chain ring), 그 세 개의 톱니바퀴에 걸릴 체인을 좌우로 이동시키는 'ㄷ'자형 철판 즉, 체인 가이드와 체인 가이드를 움직이게 하는 변속 케이블로 구성되어 있다. 뒤 변속기는 뒤 차축에 걸린 작은 톱니바퀴 7개(sprocket), 7개의 톱니바퀴에 체인을 좌우로 이동시키는 가이드 풀리(앞 변속기의 체인 가이드에 해당), 가이드 풀리 아래쪽에서 체인의 긴장도(tension)를 유지하는 텐션 풀리, 가이드 풀리를 움직이게 하는 변속 케이블로 구성되어 있다.

가이드 풀리(guide pulley)

이런 앞뒤 변속기의 메인 구성에 더하여, 변속기의 동력 전달선인 변속 케이블의 장력(tension)을 조절하는 장력 조절나사가 앞뒤 변속기에 장착되어있다. 뒤 변속기의 케이블 장력 조절나사는 변속기 뒤쪽 케이블 인입구에 붙어있고, 앞 변속기 케이블 장력 조절나사는 자전거 핸들바의 변속 레버의 케이블 출구에 붙어있다. 각각 케이블 장력 조절나사는 나사를 풀면(시계반대방향) 변속 케이블의 장력이 커지고 나사를 조이면(시계방향) 변속 케이블의 장력이 느슨해진다.

케이블 장력 조절나사(cable adjusting barrel), 뒷 변속기

 케이블 장력 조절나사(cable adjusting barrel), 앞 변속기

마지막으로, 앞 변속기의 체인 가이드나 뒷 변속기의 가이드 풀리의 좌우 이동 위치를 미세하게 조정하는 L(low), H(high) 한계 조절나사가 앞뒤 변속기에 붙어있다. 체인 이동의 정도와 한계를 미세하게 조율하기 위한 부품이다.

L(low), H(high) 한계 조절나사(limit adjustment screw)

L, H 한계 조절나사 조정

위에서 익힌 변속기의 구조를 실전에 적용해보자. MTB 두 대의 경우는 공히 앞 변속기는 3단(가장 큰 톱니바퀴), 뒤 변속기는 1단(뒤 기어 중 가장 큰 톱니바퀴)으로 변속이 되지 않았다. 뒤 변속기부터 조정해 보았다. 뒤 변속기는 7단→2단까지는 별다른 문제없이 업, 다운 양방향으로 원활하게 변속이 잘되고 있다. 단지 1단으로만 변속이 되지 않았다. 그렇다면? L(low) 한계 조절나사가 너무 타이트하게 조여진 것이다. L 한계 조절나사를 시계반대방향으로 풀어주었다. 두 바퀴 정도 풀었다. 1단까지 곧잘 변속이 된다. 뒤 변속기는 고쳐졌다.

앞 변속기는 3단으로 넘어가지 못하므로 뒷 변속기와는 반대로 H(high) 한계 조절나사를 시계반대방향으로 풀어주었다. 두 바퀴? 그래도 3단으로 넘어가지 못한다. 두 바퀴 추가? 여전히 3단으로 변속이 되지 않았다.

변속 케이블 장력 조절나사 조정

MTB 앞 변속기 3단 변속 에러는 H 조절나사로 해결될 문제가 아니었다. 변속 케이블의 장력 부족이 원인이었다. 가르쳐주는 사람이 없으므로 두어 차례 시행착오 끝에 겨우 깨달았다. 변속 케이블의 장력이 느슨하면 체인 가이드가 작은 톱니바퀴에서 큰 톱니바퀴로 체인을 올라채게 하지 못한다. MTB의 앞 변속기 3단 변속 장애는 핸들에 장착된 앞 변속기의 변속 레버의 케이블 장력 조절나사를 시계반대방향으로 풀어 변속 케이블의 장력을 높였더니 해결되었다. 약 5바퀴를 풀었다.

MTB의 뒤 변속기 1단 이동 장애는 L 조절나사를 풀어서, 앞 변속기 3단 이동 장애는 변속 케이블 장력 조절나사를 풀어서 해결했다. 오, 뿌듯함!

미니 폴딩 자전거 두 대는 앞 변속기 없이 7단 뒤 변속기만 있다. 한 대는 7단 변속 불가, 또 한 대는 1단 변속 불가였다. 7단 변속 불능 자전거는 H 조절나사를 한 바퀴 풀어서(시계반대방향) 해결, 1단 변속 불능 자전거는 L 조절나사를 한 바퀴 반 풀어서 해결했다. 결과적으로 자전거 네 대의 변속 장애를 모두 해결했다.

마찰 소음 제거

체인 가이드 플레이트(chani guide plate)와 체인 사이 간격 조정(0.5~1mm) 

하지만, 전혀 모르던 방면에 얼마간 지식을 얻게 되면 새로운 부족함에 눈이 뜨인다. 네 대의 자전거를 번갈아가며 변속 성능을 테스트하는데 뭔가 못마땅함이 새롭게 발견(?)되었다. 체인이 어딘가에 닿아 스치는 듯한 느낌, 갸르륵거리는 소음이 변속기와 크랭크 기어 쪽에서 들렸다. 확인해보니 일부 자전거는 앞 변속기의 체인 가이드와 체인이 너무 밀착되어 서로 마찰하며 나는 소리였고, 어떤 자전거는 뒤 변속기 톱니바퀴와 가이드 풀리의 정렬(alignment)이 맞지 않아 나는 소음이었다.

이 부분은 앞뒤 변속기의 L, H 조절나사를 미세 튜닝하며 해결했다. 앞 변속기 소음은 L 조절나사로 체인 가이드 내측 철판(inner plate)과 1단 톱니바퀴에 걸린 체인 사이를 0.5~1mm 격리시키고, H 조절나사로 체인 가이드 외측 철판(outer plate)과 3단 톱니바퀴에 걸린 체인 사이를 역시 0.5~1mm 격리시켜 해결했다.뒤 변속기 소음은 L 조절나사로 1단 톱니바퀴와 가이드 풀리를 정렬하고, H 조절나사로 7단 톱니바퀴와 가이드 풀리를 정렬하여 소음을 잡았다.

뒷 변속기 톱니바퀴(sprocket)와 가이드 풀리(guide pulley)의 정렬

드디어 자전거 네 대가 모든 변속 단계로의 원활한 변속이 가능해졌고, 거의 대부분의 앞뒤 변속 기어 조합에서도 소음이 발생하지 않았다. 자전거 네 대의 변속기 트러블을 해결하는 과정에서 자전거 변속기의 세부 구조와 작동 메커니즘을 실무적으로 이해할 수 있게 되었다. 비록 시행착오를 반복했지만 전혀 지루하지 않은, 매우 흥미진진한 작업이었다.

한사

2014.09.18