로드 바이크에서 싱글 체인링 시스템: 새로운 트렌드?

우트 반 아트는 2023년에 샹젤리제에서 싱글 체인링이 장착된 서벨로 자전거를 들어 제2회 투르 드 프랑스 승리를 기념했지만, 전용 메카닉이 있는 프로 경주 외에는 모두에게 적합한 설정은 아닙니다.

올해의 스프링 클래식에서는 여러 팀과 라이더들이 싱글 체인링 구성을 채택하면서 로드 바이크용 싱글 체인링 드라이브트레인의 장점에 대한 논쟁이 재점화되었습니다.

한동안 싱글 체인링 시스템 일부 상황에서는 싱글 체인링 시스템이 장점이 있으며, 새로운 허브 기어 기술은 게임 체인저가 될 수 있지만, 로드 바이크에서의 싱글 체인링 혁명은 아직 먼 미래로 보입니다.

제 의견으로는 현재의 프론트 변속기는 단순히 너무 좋아서, 대부분의 경우 그들을 포기하는 이점이 단점보다 크지 않습니다.

단일 체인링 시스템이 로드 바이크에서 언제 의미가 있을까요?

1x 에어로 체인셋은 타임 트라이얼 자전거에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다.

로드 바이크에서 단일 체인링 시스템에는 여러 장점(그리고 단점)이 있습니다.

넓은 기어 범위가 필요하지 않은 상황에서는 비교적 평평한 주행이나 경주에서 단일 체인링 시스템이 필요한 모든 기어를 제공하면서 사항을 간소화할 수 있습니다.

단일 체인링 시스템은 또한 공기역학적으로 더 효율적일 수 있습니다. 영국의 전문가인 AeroCoach에 따르면, 그들의 ARC 1x 에어로 체인링으로 전환하면 "프론트 변속기를 제거하는 크기에 따라 30mph / 48kph에서 1~4와트를 절약할 수 있습니다."

이는 작은 이득이지만, 점점 더 타임 트라이얼과 트랙 자전거가 이로 인해 혜택을 받고 있습니다.

체인 키퍼를 사용하면(이 장치는 체인이 체인링에서 떨어지는 것을 방지하는 데 도움을 줌) 공기역학적인 이점에 영향을 미칠 수 있습니다.

그러나 2x 시스템과 비교했을 때, 이 구성은 체인의 안정성을 더 제공하며 이는 파리-루바를 같은 경주에서 중요한 요소가 될 수 있습니다.

예를 들어, 우트 반 아르트는 이 특정 이유로 2023년 밀라노-산레모와 파리-루바에서 모두 1x SRAM Red eTap AXS 시스템을 사용했습니다.

설정에 따라 싱글 체인링 시스템은 더 가벼울 수도 있습니다. 예를 들어, 전용 오르막 자전거는 거의 항상 싱글 체인링 시스템을 사용합니다.

오르막 자전거는 일반적으로 더 가볍고 두 개의 체인링이 필요하지 않은 1x 변속 시스템으로 설정됩니다.

로드 바이크에서 싱글 체인링 시스템의 단점

따라서 특정 상황에서는 로드 바이크에 싱글 체인링 시스템이 가지는 장점이 있지만, 단점도 존재합니다.

가장 명확한 것은 프론트 디레일러와 하나의 체인링을 제거하면 자전거의 기어 수와 기어 범위가大幅히 줄어든다는 것이다.

이를 보완하기 위해 더 넓은 범위의 리어 카세트를 사용하고 각 라이드에 맞춰 체인링 크기를 신중하게 조절할 수 있다. 그러나 1x 시스템으로 2x 시스템과 유사한 기어 범위를 구현하는 것은 일부 타협을 필요로 한다.

2x 드라이브 트레인에서 사용되는 더 콤팩트한 카세트는 최적의 회전수를 찾는 데 더 큰 유연성을 제공한다.

첫째, 넓은 범위의 카세트(만약 2x 시스템과 유사한 기어 범위를 유지하려면)는 일반적으로 더 콤팩트한 카세트보다 무겁다.

더 문제되는 점은 종종 더 눈에 띄는 '기어 점프' 현상이 발생하여 변속 경험에서 덜 매끄럽게 느껴진다는 것이다.

이는 번거로울 수 있는데, 도로 경사는 오프로드보다 더 완만하기 때문에 기어 간격이 클 경우 최적의 기어와 회전수를 찾기가 어려울 수 있기 때문이다.

Campagnolo Ekar 9-42t와 같은 1x 드라이브트레인용 와이드레인지 카세트는 인상적인 기어 범위를 제공하지만, 이와 함께妥協도 따릅니다.

SRAM AXS나 Campagnolo Ekar 카세트의 10t 또는 9t과 같은 작은 스프로킷과 체인링은 체인이 더 큰 스프로킷에 비해 더 가파른 각도로 구부러지기 때문에 약간 효율이 떨어지는 경향이 있습니다.

SRAM에서는 이를 "크로스 체인"이라고 하지는 않겠지만, 1x 시스템은 여전히 2x 시스템에 비해 카세트의 양쪽 끝에서 체인을 더 극단적인 각도로 만듭니다.

이 두 요소 모두 드라이브트레인의 마찰 손실을 증가시킬 수 있으며, 이는 결과적으로 1x 시스템이 2x 시스템보다 휠에 전달되는 파워가 적다는 것을 의미합니다(다른 조건이 동일할 경우).

원래 3T Strada의 1x 드라이브트레인은 더 공기역학적이지만, 동시에 효율성이 다소 떨어질 수도 있습니다.

그렇다면, 얼마나 큰 효율 손실을 이야기하고 있는 걸까요? 2019년 5월에 VeloNews와 CeramicSpeed는 1X와 2X 드라이브트레인 간의 마찰 차이를 테스트했습니다. 그들의 테스트 프로토콜과 결과를 살펴본 후, 제가 계산을 통해 이러한 마찰 손실이 당신의 속도에 어떻게 영향을 미칠지 확인하겠습니다.

• 테스트

VeloNews/CeramicSpeed는 두 가지 다른 드라이브트레인 설정을 테스트했습니다:

• 1X 시스템: SRAM Force 1 리어 데리얼, 48t 체인링, PC-1170 체인, 그리고 10-42t 카세트를 사용합니다.
• 2X 시스템: Shimano Ultegra 리어 데리얼, 53/39t 체인링, HG701 체인, 그리고 11-34t 카세트를 사용합니다.

이러한 시스템들을 선택한 이유는 동일한 기어 범위를 가지고 있기 때문입니다. 이는 동일한 기어 비에서의 마찰 손실을 직접 비교할 수 있게 해줍니다. 두 시스템 모두 각 기어 조합별 마찰 손실을 계산할 수 있는 테스트 자전거에 설치되었습니다. 테스트 머신은 95RPM으로 페달을 돌리는 라이더를 시뮬레이션하며, 250와트의 출력을 생성합니다.

체인라인 일치: 1X 시스템은 가장 작은 스프로킷에서 5단 기어가 직선 체인라인을 제공하도록 설정되었으며, 2X 시스템은 53t 체인링이 5단 기어에 있고 39t 체인링이 8단 기어에 있을 때 직선 체인라인을 가졌습니다.

CeramicSpeed는 또한 공장 윤활유를 제거하고 두 체인 모두 동일한 미네랄 오일로 재윤활했습니다. Bo

두 체인 모두 동일한 테스트 시간 동안 작동했습니다.

주의: CeramicSpeed는 이전에 1X 체인링을 사용할 때 2X 체인링보다 마찰이 증가하지 않는다는 것을 발견했습니다. 또한 그들은 후방 변속기의 롤러 휠이 마찰에 영향을 주지 않는다는 것도 발견했습니다.

결과

테스트에서 얻은 주요 결론은 다음과 같습니다:

• 마찰 손실은 일반적으로 기어 비율이 증가함에 따라 증가합니다.
• 2X 시스템은 모든 기어에서 더 효율적이었습니다(39x21t 이후 큰 체인링으로 변속한다고 가정할 경우).
• 마찰 손실 차이는 1와트(48x21t / 53x23t)에서 6와트(48x10 / 53x11)까지 다양했습니다.
• 완벽한 체인라인에서 1X 시스템(48x18t)의 마찰 손실이 2X 시스템(53x19t)보다 더 많았습니다.
• 1X 시스템의 효율은 평균 95.1%로 96.0%에서 92.4% 사이였습니다.
• 2X 시스템의 효율은 평균 96.2%로 96.8%에서 94.8% 사이였습니다.

CeramicSpeed는 1X 시스템의 평균 마찰 손실이 12.24와트라고 계산했습니다. 이는 11단 기어 범위 내 각 기어의 전력 손실을 합산한 후 11로 나눈 값입니다. 2X 시스템의 경우 결과는 9.45와트였으며, 이는 두 시스템 간 평균 차이가 약 3와트 미만임을 의미합니다.

• 왜 1X는 2X보다 덜 효율적일까요?

체인에서 발생하는 마찰의 주요 원인은 네 가지입니다. 가장 명확한 것은 체인이 구부러지는 각도로, 이는 체인 휠과 카세트의 이빨이 더 강하게 긁히면서 더 많은 마찰을 일으킵니다. 체인의 긴장, 체인 링크의 움직임, 그리고 체인 속도도 중요한 역할을 합니다.

체인 장력은 체인이 크랭크 톱니바퀴와 카세트에 가하는 압력을 증가시킵니다. 더 작은 크랭크 톱니바퀴와 기어를 사용할 때 체인 장력은 더 높아집니다. 체인 아티큘레이션은 체인이 그 핀에서 얼마나 회전해야 하는지를 나타내며, 더 작은 기어를 감을 때 더 높은 마찰이 발생합니다. 체인 속도는 분당 기어가 체인과 상호작용하는 비율을 의미합니다. 이는 체인이 더 작은 기어 위를 지날 때 증가합니다.

결국, 1X 시스템은 기어 범위 내에서 완전히 곧은 체인라인을 유지할 수 없으며, 더 작은 크랭크 톱니바퀴는 체인 장력을 높이고, 체인의 링크에서 더 많은 아티큘레이션을 일으키며, 더 작은 기어에서는 체인 속도가 증가하게 만듭니다.

이 추가 요인들은 완벽히 곧은 체인라인에서도 1X 시스템이 2X 시스템보다 여전히 2와트 이상 더 많은 전력을 소비하는 이유를 설명해줍니다. 또한 이는 왜 체인라인이 완벽하게 곧지 않음에도 불구하고 48x21t 기어가 가장 낮은 마찰을 발생시키는지를 설명합니다 - 체인의 굽힘과 속도 감소가 약간 증가한 마찰을 보상하기 때문입니다.

• 속도 차이는 얼마나 중요할까요?

여기서 일이 흥미로워집니다!

BikeCalc를 사용하면 700x44C 휠과 95RPM의 회전수를 가정했을 때 각 기어 비에서 자전거의 속도를 결정할 수 있습니다. 그런 다음 다양한 출력 전력(기어에 따라 231W에서 242W)과 탑승자+자전거 무게(85kg)를 자전거 계산기에 입력하여 100km 구간에서의 속도와 시간 차이를 계산할 수 있습니다.

가장 작은 효율 차이:

48x21t (1X)와 53x23t (2X)를 비교했을 때, 95RPM에서 시속 29.12km로 주행하게 됩니다. 1와트의 차이는 2X 시스템에 대해 시속 0.06km의 속도 우위를 제공합니다. 100km 동안 1X 시스템은 25초 느리게(0.2% 느림) 작동합니다.

가장 큰 기어:

48x10t (1X)와 53x11t (2X)를 비교했을 때, 95RPM에서 시속 61.28km로 주행하게 됩니다. 6와트의 차이는 2X 시스템에 대해 시속 0.14km의 속도 우위를 제공합니다. 100km 동안 1X 시스템은 14초 느리게(0.3% 느림) 작동합니다.

가장 작은 기어:

48x42t (1X)와 39x34t (2X)를 사용할 경우, 95RPM에서 시속 14.49km로 주행하게 됩니다. 2.5와트의 차이는 2X 드라이브트레인에 대해 시속 0.15km의 속도 우위를 제공합니다. 100킬로미터 동안 1X 시스템은 탑승 시간에 3분 50초를 추가합니다(0.9% 더 느림).

프론트 디레일러는 이미 훌륭합니다

시마노의 Dura-Ace Di2 RD-R9250 프론트 디레일러는 그 클래스에서 최고라고 할 수 있으며, 대부분의 현대 로드바이크 그룹셋은 뛰어난 프론트 변속을 제공합니다.

위에서 언급한 특정 장단점에 관계없이 제가 로드 바이크에 1X 시스템을 곧 도입하지 않을 주된 이유는 현재의 프론트 디레일러가 단순히 너무 뛰어나기 때문입니다.

현대 로드 바이크 그룹셋의 거의 모든 등급은 훌륭한 프론트 변속 성능을 제공합니다. 전자식 그룹셋이 현재 프론트 변속에서 금준이라고 할 수 있다는 점에는 의심의 여지가 없습니다. 많은 사람(저 포함)이 이 분야에서 시마노가 시장 선두주자라고 믿고 있지만, SRAM과 캄파뇰로도 그 뒤를 따르고 있습니다.

그러나 요즘 기계식 그룹셋조차도 훌륭한 프론트 변속 성능을 제공합니다.

시마노의 최상위 105 R7000 그룹셋은 합리적인 가격에 완벽한 프론트 변속을 제공합니다.

물론 부적절한 변속 또는 잘못된 설정으로 인해 문제가 발생할 수 있지만, 일반적으로 프론트 변속은 해결해야 할 문제처럼 느껴지지 않습니다.

클래시피드 파워쉬프트 허브는 게임 체인저인가요?

Classified의 Powershift 허브는 흥미로운 기술로, 성능이 매우 우수해 보이지만 현재로서는 가격이 그리 싸지 않습니다.

Classified의 Powershift 후방 허브 기어 시스템은 무선 제어가 가능한 2단 행성 기어 시스템으로, 뒤 허브에 통합된 형태입니다. 이 시스템은 종종 '프론트 디레일러 킬러'라고 불리지만, 저는 이것이 곧 일어날 가능성은 크지 않다고 생각합니다.

실제로 이 시스템은 위에서 언급된 싱글 체인링 시스템들의 여러 단점을 해결해 줍니다. 결국 우리는 두 세계의 장점을 모두 누릴 수 있을지도 모릅니다.

그러나 대부분의 사람들에게 문제는 그 비용이 너무 비싸다는 것입니다. 예를 들어, Classified의 R50과 G30 Powershift 휠셋은 £2,300(약 20,000 RMB)으로, 앞서 언급된 Trek Émonda ALR 5 완전 조립 자전거보다 단지 £25 저렴할 뿐입니다.

그렇다면 2X 시스템을 고수하는 것 대비 그 많은 돈을 들였을 때 실제로 무엇을 얻게 되는 걸까요? 아주 작은 공기역학적 효율의 개선... 그리고 그것이 전부일지도 모릅니다.

물론, Classified의 허브 기술이 시간이 지나면서 인기를 얻고 확산되면 비용은 시간이 지남에 따라 감소할 수 있습니다.

더블 체인링이 여전히 최고의 선택

종합적인 로드 바이크를 위해 2x 드라이브트레인이 제공하는 다재다능함을 이길기는 어렵습니다.

제 산악 자전거는 모두 싱글 체인링 구조이지만, 개인적으로 이 시스템을 로드 바이크로 옮기는 것은 큰 의미가 없다고 생각합니다. 대부분의 사람들에게 2X 구조가 여전히 최고의 선택입니다.

현대식 프론트 디레일러가 제공하는 성능과 다재다능함을 고려할 때, 1X 시스템이 제공하는 잠재적 개선점들은 마진 범위 내에서 그 가치를 충분히 입증하지 못한다고 보입니다.