아래 쿠쿠리님께서 작성하신 자전거 휠밸런스 관련 글을 보고 이글을 작성해 봅니다.

https://www.clien.net/service/board/cm_bike/13667668CLIEN

댓글로 적고 있었는데 생각보다 양이 많아서 글로 적어 봅니다.

평상시 공기주입구가 항상 아래로 되어 있는 것을 보고, 자동차나 바이크 휠장착시 기본인 발란스를 자전거에서는 왜 안하지? 하고 있었는데.. 다른분들도 별 신경 안쓰시는 것 같아 그냥 넘어 갔습니다.

동영상을 보고 나니 생각보다 심각하네요.

그래서 느낌적인 느낌 보다는(초초보는 느낌으로는 느낄수가 없습니다ㅜㅜ), 공학적으로 계산해 보았습니다.

가정의 문제나 계산상의 문제나 공식의 문제나 무엇이든 수정사항이나 지적사항 있으시면 편하게 말씀해주세요.

계산의 편의성을 위해 아래와 같이 가정을 하였습니다.

타이어 포함 휠의 직경은 700mm

타이어 포함 휠의 무게는 1kg

자전거의 최고속도는 60km -> 그로 인한 휠의 분당회전수는 455RPM

Balance grade는 G40

(Balance grade는 회전체에서 안정된 작동을 위한 허용 등급을 말합니다. 보통 자동차 휠 발란스 grade기준이 G40정도 입니다. 값이 작으면 작을수록 정밀함을 요하는 회전체 입니다. 그만큼 허용질량도 작아 지게 됩니다. 예를 들어 전기모터는 G6.3, 터보압축기 축은 G2.5, 자동차의 터보차저 축은 G1, 하드드라이브 회전축은 G0.4)

G: 등급수

ε : 허용편심

n : 최고회전수(rpm)

W: 물체질량

d : 물체반경

ε (수정면편심, ㎛) = G * 9550 ÷ N

허용량(g) = ε * W ÷ d

많이 공부하신분들이 만들어 놓은 공식에 맞춰 계산해 보면

ε = 40 * 9550 / 455 = 839.56 ㎛

g = 839.56 * 1kg / 350mm = 2.4 gram-m

계산상 편심허용무게는 약 2.4그램 정도가 됩니다.

동영상에서 편심무게가 14그램이 나왔으니 고속주행시 문제가 될 수 밖에 없으리라 생각됩니다.

쉬운 계산을 위해 가정한 부분을 조금 건드려 보면,

타이어와 휠을 무게가 2kg이 되면 편심허용무게는 4.8 그램이 되고,

최고속도가 120km가 되면 편심허용무게는 1.2그램이 됩니다.

즉 타이어와 휠의 무게가 가벼우면 가벼울수록, 속도가 빠르면 빠를수록 허용하는 편심허용무게는 작아 집니다.

하지만 30키로로 주행하는 3키로의 휠+타이어의 로드 자전거는 14.4그램의 편심허용무게이므로

큰 문제 없이 운행 가능하다는 계산이 나옵니다.

제 개인적인 생각은 무게와 속도 관계 없이 이왕이면 밸런스는 맞춰주고 타는게 여러모로 좋을 것 같은데,

자전거의 휠밸런스가 표준화 되지 않아서 편법으로 조정해야 하는게 가장 마음에 걸리네요.

그리고 무게 추가로 인한 파워손실도 무시할수가 없겠네요.

그리고 요즘 나오는 휠은 어느정도 밸런스 맞춰서 나올수도 있고.. 선택은 본인의 몫이라 생각듭니다.

좋은 아이디어 있으시면 공유 하시죠./^^/

자당에서 많이 배우고 있어서 아는 지식선에서 끄적여 봤습니다.

항상 안전 라이딩 되시길 빕니다.