브롬톤 기어비 변경 및 다단화 고민

브롬톤을 처음 접하면 생각보다 높은 기어비에 깜짝 놀랍니다.
브롬톤 기어비 관련 자료를 찾아보면 내장 기어 때문에 힘들다는 의견이 많이 보입니다.
분명 내장 기어가 외장 기어 대비 동력 손실이 발생하는 건 사실이지만, 일반적인 생활 자전거 측면에서 볼 때 납득하기 힘들 정도로 높은 기어비가 체감됩니다.
관련 자료를 찾아봐도 3단 내장 기어는 1단계의 유성 기어만 거쳐 작동되는 비교적 효율 좋은 구조로 되어 있습니다.




저렴한 20인치 7단 미니벨로와 브롬톤 44T 기어비 비교입니다.
내장 기어를 이용한 브롬톤은 순정 체인링 중 가장 작은 44T와 비교해도 넓고 높은 기어비가 한눈에 들어옵니다.
브롬톤 6단으로 신나게 밟아 보면 40km는 쉽게 찍고, 50T에서 근력만 바쳐준다면 50km도 가능합니다.
브롬톤은 이런 장점을 마케팅으로 활용한 적도 있습니다.
하지만 부작용으로 페달이 무거운 자전거, 내장 기어 저항이 심한 자전거로 낙인찍히는 계기가 됩니다.

구분	1단	2단	3단	4단	5단	6단
6단, 54T BWR	2.9	3.5	4.5	5.5	7.0	8.6
6단, 50T BWR	2.6	3.3	4.1	5.1	6.5	8.0
6단, 44T BWR	2.3	2.9	3.6	4.5	5.7	7.0
6단, 54T SRAM	3.4	4.0	4.7	5.5	6.5	7.5
6단, 50T SRAM	3.2	3.7	4.4	5.1	6.0	6.9
6단, 44T SRAM	2.8	3.2	3.8	4.4	5.3	6.1
3단, 54T	4.1	5.5	7.3
3단, 50T	3.8	5.1	6.8
3단, 44T	3.4	4.5	6.0
3단, 41T	3.1	4.2	5.5
2단, 54T	4.5	6.0
2단, 50T	4.1	5.5
2단, 44T	3.6	4.9
1단, 54T	6.0
1단, 50T	5.5
1단, 44T	4.9

크랭크를 1바퀴 굴릴 때 자전거가 나가는 거리(m)

바퀴 사이즈가 포함된 데이터라 모든 자전거 공용으로 표기 가능합니다.

(6단 SRAM은 2009년 이전 구형모델 자료입니다.)

자전거를 직접 타봐야 느껴지는 부분이지만,

1:1.5m 20% 이상 MTB 견인력

1:2m 10% 이하의 언덕 주행

1:3m 자전거에 올라타 부드러운 출발 가능

1:4m 완만한 언덕 및 역풍이 부는 평지 

1:5m 평지에서 17~20km 주행

1:6m 순풍이 부는 평지 및 25~30km 항속

1:7m 내리막 30~35km 이상 항속

1:8~10m 전문가를 위한 다운힐 기어비

정도로 대략적인 구분이 가능합니다.

브롬톤 기어비 데이터를 보면 무거운 기어비로 저항이 느껴지는 쪽이 맞습니다.

하지만 대부분 미니벨로 속도가 느리다는 이야기가 나온 이유는 14-28T 프리허브 때문입니다.


사실 이 구동계는 26인치 생활 자전거를 위해 만들어진 구동계지만, 가격이 싸다는 이유로 저가형 미니벨로에도 그대로 사용되는 실정입니다.
작은 바퀴를 굴리기는 부족한 기어비 때문에 페달을 아무리 굴려도 20km 후반 정도만 나옵니다.
반면 26인치 자전거는 작은 200%의 기어범위에 꼭 필요한 기어비가 제공되서 일상생활에서 타기 좋은 15~20km부터 좀 밟는다면 30km도 나갑니다.

같은 기어를 사용한 21단 생활 MTB의 경우도 350% 범위로 조금 아쉽지만 도심의 언덕과 조금 빠른 속도로 달릴 수 있는 모든 기어를 제공합니다.

브롬톤은 작게 접히면서 탈만한 자전거, 작지만 빠르게 달릴 수 있는 기어비 확보를 위해 11-34T 카세트 300%에 해당하는 기어 범위를 6단에 구겨 넣었습니다. 그리고 내장기어 동력 손실이 발생하지 않는 2단 다이렉트 드라이브 활용도를 높이기 위해 50T에 13,16T에서 만들어지는 1:4m /1:5m 기어를 사용하도록 세팅하면서 5,6단은 지나치게 높은 기어비로 세팅됩니다.

참고로 50T 브롬톤6단 5단 기어비가 21단 생활 MTB 최고 기어보다 높고, 6단은 40km 이상 항속 가능한 로드급 기어비가 만들어집니다.

높게 세팅된 기어 덕분에 6단 브롬톤 1,2단은 국내 도심에서 흔하게 만나는 경사도 10%에서 조차 좌절감을 안겨줍니다.

저단이 힘들어 가장 낮은 44T로 크랭크를 낮춰 달면 애매하게 넓은 기어비로 기어를 올리면 힘들고 내리면 헛도는 구간도 발생하니 브롬톤 기어비에 불만이 생기고, 개선하기 위한 고민이 시작됩니다.


바퀴가 큰자전거를 타면 나아질지 고민도 해봤지만,
속도 관련 바퀴 크기는 16~20인치 정도면 충분합니다.
바퀴 크기로 인한 속도가 궁금한 분들은 롬펠베르크 자전거를 검색해 보시면 됩니다.

크기가 작으면 회전 저항이 줄어들기 때문에 적당한 바퀴 크기가 더 중요합니다.

오히려 바퀴가 지나치게 큰 오디너리(빈폴?) 자전거는 무게 중심이 높고 다루기 힘들며, 넘어질 때 큰 부상으로 이어져 오래전에 시장에서 퇴출 당했습니다.
그런데 이 자전거는 동력 효율만 놓고 보면 발로 직접 굴리니 100% 라고 봐도 좋을 정도입니다.
현재 26~29인치 자전거가 주류를 이루는 이유는 속도보다 유효 기어비와 돌파력(승차감) 이득을 위함입니다.
롬펠베르크 자전거를 보고 오셨다면 속도에 직접적인 관여를 하는 부분은 공기 저항이 대부분임을 알 수 있습니다.
이런 이유로 공기 저항을 극도로 줄인 카울을 씌워 사람의 힘만으로 시속 144.17km를 찍은 벨로모빌도 존재합니다.



3단 내장 기어는 내부 기어가 모두 작동하면 1단 저단 기어,
완전하게 고정되면 2단 기어,
외부 기어만 돌면 3단 고속 기어 형태로 작동되는 구조입니다.
하지만 저가형 구리스를 5~8단 내장 기어는 85% 정도 효율을 보여줍니다.

단가 절감을 위해 2~4단계의 유성 기어가 단일 기어에 조합되는 5~8단 내장 기어는 피하는 편이 좋습니다.

자전거 동력 효율을 잠시 설명하자면...
싱글 기어 기준 동력 효율은 무려 평균 96%!
일부 고급형 외장 변속 기어 동력 효율은 97% ??
하지만 생활 자전거에서 이런 말도 안 되는 동력 효율을 신용할 수 없습니다.
이유는 제조사에서 광고하는 수치들은 대부분 최상의 오일링과 오염 등이 없는 프로 선수들을 위한 컨디션 수치라 의미가 없습니다.
자전거를 좀 타봤다면 외장 기어 상태는 최악의 상태를 유지하는 게 보통입니다.
하지만 외장 기어의 단순한 구조 덕분에 최악의 오염 상태라도 90% 정도의 놀라운 동력 효율이 보장되기 때문에 현재까지 대부분의 자전거에 외장 기어가 사용되고 있습니다. (저렴하고, 가볍습니다!)

반면 내장 기어는 핵심 기어 구동 부분이 모두 밀봉되어 있기 때문에 항상 최상의 상태로 작동됩니다.
자동차와 같은 윤활유를 사용하는 내장 기어는 90~94% 동력 효율을 보여주는 만큼 생활 자전거 측면에서 볼 때 내장 기어 저항은 무시해도 되는 수준입니다.

데이터에는 없지만 내장 3단 기어는 1개의 유성기어만 거쳐 작동하기 때문에 비슷한 수준으로 예상됩니다.

제조사에서는 데이터를 너프하게 공개를 하고 좀 과장하는 경향 때문에,
좀 더 객관적인 동일 조건에서 테스트한 Andreas Oehler 님의 자료 링크를 걸어봅니다.

http://fahrradzukunft.de/16/wirkungsgradmessungen-an-nabenschaltungen/

동력 효율은 일반인 입장에서 그 밥에 그 나물 수준이지만, 무게에서는 격차가 벌어집니다.
무게는 무려 700g... 브롬톤 전용으로 깎아서 이 정도 입니다. (보통 1~2kg)
대부분 자덕들이 이야기하는 내장 기어 저항은 무게에서 먹고 들어갑니다.
평지에서는 거의 영향이 없지만, 언덕을 오를 때 무게 증가는 상당한 차이를 보여줍니다.

경사도에 따른 대략적인 계산을 해볼 수 있습니다.

사이트 링크 자전거(경사도,바람,속도) 파워 계산. ▶

평지에서는 속도에 필요한 출력이 만족 되면 무게는 큰 영향을 받지 않습니다.

하지만 오르막은 사정이 조금 다릅니다.
자전거가 가벼워도 짐을 많이 싣고 다닌다면 의미가 사라집니다.
특히 로드에 짐 싣고 다니면 높은 속도로 맞춰진 기어비 문제로 끌바를 면치 못합니다.

이미지는 극심한 오르막에 속하는 15% 경사도로 국내에서 접할 수 있는 빡센 고갯길을 대상으로 합니다.

왼쪽은 프로를 가정한 65kg 체중의 6.5kg 로드 자전거를 사용할 때의 계산입니다.

최저 기어비 60rpm 회전시 로드 자전거의 최하 기어비인 11km 속도를 기준으로 합니다.

프로에 걸 맞는 파워 350W 정도가 요구됩니다.

반면 몸무게가 75kg 정도 일반 남성이 로드를 탈 때 필요한 와트와 짐을 가득 적재한 상태일 경우를 계산해보면, 400W가 넘어갑니다.

하지만 오른쪽 데이터 처럼 MTB기어 속도인 60rpm 굴리면서 걷는 수준 속도 4~5km 견인력이 확보되면,

짐을 가득 적재한 20kg에 가까운 자전거를 타고 꾸준하게 언덕을 오르는 게 가능합니다.
(일반인의 출력은 보통 100~200W입니다.)

조금 생소한 표현인 일률 단위 W(와트)가 나왔습니다.
자전거 세계에서 FTP(Functional Threshold Power) 로 표기하며,
1시간 동안 지속적으로 낼 수 있는 최대 파워를 의미합니다.
대략 100W 정도는 일반인도 휴식만 취해주면 계속 유지가 가능하며,
200W 까지는 피팅 이나 습관을 고치는 것 만으로 금방 올라간다 합니다.
(저는 자전거를 잘 탄 적이 없어 모르겠습니다 -_-;)
300W 부터 본격적인 프로 세계라 보면 됩니다.

좀 더 자세한 정보는 링크로 대체해봅니다.

사이트 링크 (도싸)자전거계의 전투력, FTP에 대하여 ▶

FTP가 높은 사람, 그리고 체중 당 와트 점수가 높은 사람이 자전거를 정말로 잘 타는 사람이니 평균 속도나 최고 속도는 그 다음으로 보면 됩니다.
여기에서 브롬톤 기어비를 설명할 때 전문 자전거에 준하는 자료와 계속 비교하면 아마 지금 당장 브롬톤을 가져다 버리고 싶을 정도로 최악의 자전거가 되어 버립니다.이 설명은 기어비를 위한 사전 설명 정도로 무게와 관련성을 위한 자료로만 참고해 주세요.

브롬톤은 철저하게 폴딩 편의성과 휴대성에 집중한 자전거입니다.
만약 성능 때문에 외장 기어로 개조를 생각 하고 있다면 폭탄 매물에 낚여 빡친 유저가 적어둔 나무 위키에 들러보세요.

사이트 링크 브롬톤 외장화, 다단화 문제점 ▶

브롬톤 외장화의 대표적인 문제점입니다.
- 다단화라 쓰고 변속 트러블이라 읽으며 경량이라 쓰고 내구성 시망이라 읽는다.
- 트러블 튜닝 브롬톤을 장터에 파는 심정은 ‘제발 한 놈만 낚여라.’
- 브롬톤계의 진리인 튜닝의 끝은 순정이 아니라 장터란 걸 잊지 말자.
- 특히 안전과 직결된 부품에는 출처 불명의 부품 사용을 삼가자.

무허가 공방 외장 다단화의 가장 큰 문제점은 허브 폭 문제로 프레임을 강제로 늘리고,
수작업 생산 브롬톤 특성상 용접 위치가 자전거마다 차이가 있다는 점입니다.
단순한 외장 2단은 이런 오차가 있어도 문제가 없지만,
외장 다단화를 하면서 체인 라인 문제를 해결하지 못하고 장터로 나와 이리저리 떠돌아다니는 "폭탄"들이 존재합니다. 
결정적으로 프레임을 변형한 만큼 다시 되돌릴 수 없으며 A/S는 당연하게 불가능합니다.

16인치 (349, 355) 바퀴에서 11-34T에 GS 드레일러를 세팅하면 부작용도 있습니다.

넓은 기어비로 드레일러가 간헐적으로 땅에 닿아 불꽃놀이가 펼쳐집니다.
사진은 18인치 버디에 로드 타이어를 끼워 바퀴 둘레가 브롬톤 급으로 작아져 발생한 문제입니다.
이런 이유로 외장 다단화는 주로 8~10단 11-25T 로드 카셋트를 사용하게 됩니다.


여기에 앞 다단화 까지 더하면 절망적입니다.

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"개인적인 의견"

외장 기어 자전거 폴딩의 불편함은 브롬톤과 비슷한 3단 스윙 폴딩 자전거인 버디를 4년여간 타면서 확실하게 체감 되었습니다.

주요 불편함을 꼽자면, 체인 라인 문제로 고속 기어에 두고 폴딩을 해야 문제 없이 폴딩됩니다. 자전거를 다시 펴서 출발하려고 하면 자전거를 들고 공회전 시켜 기어를 옮기거나 자전거를 밀면서 올라 타야 출발이 부드럽습니다. (외장 기어 관리 귀찮음은 덤입니다 -_-;)
하지만 브롬톤 같은 내장 기어 자전거는 정지 상태에서 곧바로 1단 기어를 넣고 출발 가능합니다.

폴딩시 외장 기어 위치가 익숙해질 것 같지만,
3년간 외장 기어 버디로 여행을 다녀본 경험으로 브롬톤과 가장 비교되고 아쉬웠던 편의성 중 하나였습니다. 
출퇴근 길 같은 익숙한 길은 미리 변속하지만,
새로운 길이나 엘리베이터 등에서 생각 없이 접다가 체인 라인에 걸려 버디를 다시 펴서 기어를 변경하고 접었습니다.
특히 폴딩을 자주 한다면 브롬톤에 일반 자전거 외장 다단화는 비추천 드립니다.
폴딩 할 일이 없어서 괜찮다면, 브롬톤 구입 이유를 진지하게 고민해 봅시다.
(디자인 때문이라면 논외로 합니다 - 취향 존중!)

브롬톤은 폴딩시 케이블이 심하게 꺾이고 많이 움직이는 구조입니다.
과거 브롬톤 5단 내장 기어 모델이 단종 된 가장 큰 이유가 3단 보다 세밀한 장력 트러블을 잡지 못했기 때문입니다.
비슷한 외장 3단 다단화도 이런 트러블에 노출됩니다.
트러블 리스크가 적은 앞 다단화 4단도 있지만, 기어비의 효율과 금액을 생각하면 고민스럽습니다.

- 외장 기어 관리의 귀찮음 때문에 지금은 버디도 내장 기어로 교체!! -

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서드 파티 제품의 브롬톤 외장 4단, 8단 제품은 트러블 문제를 해결하기 위해 구동계와 뒤 바퀴를 통째로 교체하고 케이블 장력 조절기를 달아 해결합니다.
프레임 변형 없이 작업 되는 대신 살벌한 가격이 청구됩니다.



https://rideabikesstore.easy.co/collections/brompton-8-speed-upgrades-pack

대략 프레임 빼고 모든 부품을 교체하는 수준이지만 변속과 폴딩 트러블 위험은 적습니다.
문제가 생기면 서드 파티 제조사를 통한 지원도 가능합니다.



8단 풀셋 기준 기어비는 44T 6단 순정보다 낮고 10%이내 중복 되는 기어비 2개가 존재하여 6단이라 봐야 합니다.
장점으로 순정보다 2kg 정도 감량과 동시 내장 기어 저항 (5~10%향상) 이 사라집니다.
순정처럼 모든 기어 위치에서 폴딩 되며, 순정 구조를 유지해서 트러블도 적은 편입니다.
단점으로 일단 가격은 제정신이 아닌 수준이니...



마지막 방법으로 폴딩, 변속 트러블도 없고 MTB급 기어 범위가 가능합니다.
https://www.kinetics-online.co.uk/folding-bikes/brompton/brompton-rohloff-kit/





526% 기어 범위를 지원하는 14단 롤로프 허브 브롬톤!
무게만 제외하면 가장 안정적으로 기어를 늘리고 트러블도 없습니다.
이 친구 역시 가격은 미쳐있습니다.
이쯤 되면 그냥 세컨드 자전거 하나 구매를 진지하게 고민해봅시다...;;

브롬톤 구동계 개조를 마음 먹는 순간...
폴딩 편의성과 등가 교환을 하던가, 지갑을 불태울지 선택해야 합니다.
물론 어느 쪽을 선택해도 지갑이 사라집니다;;

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브롬톤 기어비를 변경하기 위한 현실적인 방법이 있습니다.
무엇보다 가격이 아주 저렴합니다!
브롬톤 2,6단에 사용되는 스프라켓은 시마노 부품 규격과 동일합니다.

8~11단 스프라켓 모두 가능하니 제물이 될 스프라켓 카세트 (가격은 2~4만 대 추천)를 구입해서 부수면 많은 기어를 얻을 수 있습니다.
8~11단 체인도 모두 가능합니다.
브롬톤 구조상 11단 체인에 8단 스프라켓등 8~11단 규격이라면 전부 가능합니다.
스프라켓 간격은 분해 후 마음대로 조절 가능하니 마음에 드는 T 수가 있는 카세트 뭉치를 구입하면 됩니다.
이 부분만큼은 브롬톤 전용 제품을 써야 할 이유가 없습니다.
순정 체인과 스프라켓은 동가격대 자전거 부품보다 품질이 떨어집니다.
저렴하게 구할 수 있거나 놀고 있는 체인이나 스프라켓을 사용하세요.

단. 일부러 11단 같은 고단 체인은 구입하지 마세요... 내구성 면에서 약합니다.
그리고 브롬톤에 전용 규격 체인/스프라켓만 써야 한다는 업자는 거르시면 됩니다.
자전거 체인 마디 간격은 1/2인치로 모두 동일하며 단수별 두께 차이만 있습니다.
단순하게 당기면 1단, 풀면 2단으로 변속 되는 외장2단 기어는 8~11단 체인 구분 없이 사용가능합니다.

스프라켓 금속 낱장 두께는 8단부터 11단까지 모두 동일합니다.
너무 비싼 스프라켓 카세트 제품도 피해야 합니다.
무게 감량을 위해 통으로 깎아버린 버린 고급 모델은 분해 못합니다... -_-;
프레임 용접 위치에 따라 17~19T가 물리적인 한계입니다.
기어가 프레임에 닿을 경우 와셔를 끼워 넣어 프레임을 1~2mm 확보해 주면 모든 브롬톤에 19T 까지 장착됩니다.
(주위!) 가장 작은 11T는 순정 상태에서 장착 불가능합니다.

링크 주소는 직관적인 UI로 기어를 옮겨보면서 예상 속도와 기어비를 테스트해볼 수 있습니다.
44T 순정 13,16T 기준 링크입니다.
사이트 링크 http://www.gear-calculator.com/ ▶

저는 순정 44T 크랭크에 14T, 19T로 교체해서 만족스럽게 브롬톤을 타고 있습니다.
평지에서 선택 가능한 2개의 항속 기어 와 언덕을 위한 저단도 생겼고, 6단으로 30km로 신나게 달려볼 수도 있습니다.
개인차가 있으니 브롬톤 뒤 스프라켓과 체인 링을 교체하여 편한 기어비로 만들어 타면 브롬톤 만족도가 많이 올라갑니다.
직접 달려보면서 편했던 부분과 아쉬웠던 2단 외장 기어 부분에 필요한 기어로 교체해서 넣으면 됩니다.

교체 방법을 줄이고 줄였지만, 브롬톤은 구식 부품을 그대로 사용하는 자전거입니다.
QR같은 건 일체 없으며, 일반 자전거 구동계 정비용 도구도 필요 없습니다.
몽키 스패너와 육각 렌치만 준비하면 됩니다.
그리고 모든 자전거 공통인 체인 커터나 체인 링크를 구입해두면 두고두고 편리합니다.

블로그 링크 브롬톤 기어비 변경 14t, 19t ▶

생활 자전거로써 개인적인 평가입니다.

브롬톤을 타면서 항상 느껴지지만, 작게 접히면서 탈만한 자전거라는 기준에 아슬아슬하게 걸쳐있습니다.
여기에서 더 작게 접기 위해 주행성이 포기되면 아쉬워지고, 주행 성능을 올리면 폴딩 완성도가 떨어집니다.
정말 신기한 매력이 있는 자전거입니다.