스크랩 [할리공부-25] 기어 변속 시 '철커덕' 굉음의 비밀

[펀치]

더할리 클럽의 펀치입니다.

이 글에 등장하는 모든 자료는

제가 구글과 유튜브를 검색해서

모은 내용을 정리한 것인데,

바이크 구조나 정비 쪽으로는

거의 문외한이라 내용 중

잘못된 부분이 있을 수 있으니

지적해 주시면 반영하겠습니다.

자료를 정리하면서 자가 정비의 달인

흥달님의 도움을 많이 받았습니다.

깊이 감사드립니다.

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 할리의 변속 굉음 

할리를 처음 접하고 N단에서 1단으로

기어 변속을 하다가 '철커덕'하면서

뭔가 깨지는듯한 커다란 소리가

들려서 깜짝 놀랐던 기억이 있습니다.

 나중에는 이게 할리의 정상적인
기어 변속 소리란 걸 알게 되었지만,
여전히 많은 분들이 이 소리에 대해
궁금해하시는 것 같아 주제로
다뤄 보겠습니다.

이 소재를 제공해 주신

제우스님게 감사드립니다.^^

기어 변속 때 바이크에서 나는

이 '철커덕' 소리는 영어로는

'Chunking sound'라고 하는데

기어가 연결되며 부딪히는 소리로,

할리의 기어 모양과 변속 방식이

다른 바이크들과 조금 다르기 때문에

소음이 좀 더 크게 나는 것입니다.

할리데이비슨 스크리밍 이글 기어박스

할리 라이더들 중에도 이 소리를

'할리답다'고 좋아하는 사람도 있고

시끄럽다고 싫어하는 사람도 있지만,

이 소리를 좋아하느냐 싫어하느냐는

개인적인 취향이니 논외로 하고,

대신 이런 소리가 나는 이유와

바이크 트랜스미션에 해가 되는지

아닌지에 대해 알아보겠습니다.

 기어 연결 방식 

수동 트랜스미션에서 기어가

연결되는 방식은 두 가지입니다.

 싱크로 메쉬 방식 

싱크로 메쉬(synchromesh) 방식은

변속을 할 때 서로 다른 회전수를

갖고 있던 기어들이 같은 회전수를

갖게 동기화시키는 방식입니다.

싱크로메쉬 방식

싱크로 메쉬 방식의 기어에는

옆면에 원뿔 모양의 콘(Cone)이

달려 있고, 옆 기어에 물리는 순간

이 콘의 마찰력으로 양쪽 기어이

속도가 동기화됩니다.

싱크로메쉬의 작동 모습

조금 시간이 걸리긴 하지만

양쪽 기어가 같은 속도로 돌면서

변속이 되므로 변속이 부드러우며,

편안한 승차감을 제공하기 때문에

주로 자동차 등에 사용됩니다.

   기어 독 방식 

기어 독(Gear Dog) 방식은 원래

빠른 변속이 요구되는 레이싱 카를

위해 개발된 기술입니다.

레이싱 카의 기어박스

초를 다투는 레이싱 상황에서

변속 시간이 오래 걸리는

싱크로 메쉬 방식은 당연히 외면

당할 수밖에 없었습니다.

그래서 조금 거칠지만 좀 더 빠른

변속이 가능한 '기어 독(Gear dog)'

방식을 개발하여 사용해 왔습니다.

기어 독 방식은 큰 돌기가 부착된

'dog ring'이란 부품을 사용하여

변속을 하는 방식입니다.

독 링(Dog Ring)

트랜스미션에는 Splined gear와

Free Wheeling gear가 있으며,

이 두 종류의 기어를 확대해 보면

이런 모양을 띄고 있습니다.

기어 독과 프리 휠의 구조

왼쪽이 Splined gear인데

안쪽에 있는 기어 홈을 통해

축과 물려서 축과 함께 돕니다.

오른쪽은 Free wheeling gear인데

안쪽에 있는 베어링이 있기 때문에

축의 회전과 무관하게 겉돕니다.

그리다가 Splined gear에 있는

돌기(1)가 Free wheeling gear 안의

독 홈(3)에 물리면 기어가 연결되고,

이때부터 Free wheeling gear는

축의 회전과 함께 돌아갑니다.

예를 들어, 아래 그림에서 보듯이

기어 독이 왼쪽으로 이동하여

2단 기어와 물리면 2단 변속이 되고,

오른쪽으로 이동하여 1단 기어와

물리면 1단으로 변속됩니다.

기어 독의 이동과 체결 모습

'철커덕'하는 기어 변속 소음은

바로 기어 독의 돌기가 독 홈에

물릴 때 양쪽의 이격 때문에 두 기어가

부딪히는 충격 소음입니다.

 할리의 청킹 사운드 

할리데이비슨의 거의 모든 바이크들은

기어를 연결할 때 기어 독(Gear Dog)

방식을 사용합니다.

할리데이비슨 바이크 라인

일본산 스포츠 바이크 중에도

독 링 기어를 사용하는 모델이 있지만,

할리처럼 변속 소음이 크진 않습니다.

왜 유독 할리에서만 큰 소음이

발생하는 걸까요?

스포츠 바이크는 부품의 크기가 작고,

무게도 가벼우며, 토크가 작기 때문에

독 링이 부딪히는 소리가 작습니다.

일본산 독 링 기어 사용 바이크

기어 변속 시 소음이 커질 수 있는

여러 가지 속성들이 있는데,

할리는 그런 소음 발생의 이유들을

모두 모아 놓은 종합병동 같은

트랜스미션을 갖고 있습니다.

 1) 높은 엔진 토크 

할리는 토크가 높은 엔진을

사용하며, 크랭크샤프트,

기어 샤프트를 돌리는 힘들이

모두 타 바이크보다 크기 때문에

충격음도 비례해서 커집니다.

할리 밀워키 엔진

 2) 굵은 메인 샤프트 

엔진의 토크가 높다 보니

그런 엔진의 힘을 받아내기 위해

트랜스미션에도 굵은 샤프트를

사용하기 때문에 부딪히는 힘이

커서 충격음도 비례해서 커집니다.

 3) 크고 무거운 기어 

뿐만 아니라, 기어의 지름도 크고,

무게도 무거우며, 회전 중량도 커서

기어가 물리는 순간의 충격 소음도

더 커지는 것입니다.

 4) 크고 듬성듬성한 돌기 

기어 독의 돌기 

또한 아래 사진에서 보듯이

독 돌기의 크기가 큰 데다

듬성듬성 배치되어 있어서

홈에 물릴 때 이격이 크기 때문에

충격 소음도 더 커집니다.

 할리의 고집(?) 

기어 독 방식에서도 변속 소음을

작게 만들 수 있는데 왜 할리는

이런 큰 소음을 계속 고수할까요?

첫째, 할리 바이크의 특성과

구조 때문에 그렇습니다.

앞서 설명한 것처럼 높은 토크를

지향하는 할리 바이크에서는

다른 부품들도 그런 토크 값에 맞춰

커지거나 튼튼해져야 하는데,

이런 구조들이 변속 소음을 키웁니다.

둘째, 할리의 이런 기어 변속 소리는

엔지 배기음처럼 할리의 자산입니다.

할리 엔지니어들이 이런 문제를

모를 리 없고, 얼마든지 새로운 기술로

소음을 줄일 수 있지만, 아직도 많은

할리 라이더들이 거칠고 둔탁한

할리의 변속 음을 즐기기 있다는

사실을 잘 알고 있기 때문입니다.

할리의 CF에서도 이런 변속 소음을

자랑스럽게 삽입해 놓은 것을 보면

적어도 아직은 이 소리를 바꿀

생각이 없어 보입니다.

(2분 17초 부근) 

 겨울철 소음 증가 원인 

이런 소음이 엔진이 차가울 때나

겨울철이 되면 더 커지는데,

이유는 할리가 습식 다판 클러치를

사용하고 있기 때문입니다.

다판 습식 클러치 플레이트

습식 다판 클러치의 마찰 플레이트들은

오일에 잠겨 있는데, 온도가 낮으면

이 오일의 점도가 높아지면서 클러치를

끊었을 때 마찰판들이 완전히 떨어지지

못하고 함께 회전하게 됩니다.

그 결과 1단 기어를 넣기 전에

기어박스의 축이 멈추지 않고 계속

돌게 되므로 기어를 물리는 순간

충격을 받아 소음이 더 커집니다.

하지만 엔진의 온도가 올라가고

오일이 뜨거워지면 점도가 묽어져서

이런 현상이 감소합니다.

이 현상을 확인하려면 패독 스탠드에

바이크를 올려 뒷바퀴를 공중에 띄우고

클러치 레버를 당긴 다음 기어를

1단으로 변속하고 클러치 레버를

계속 당기고 있으면 뒷바퀴가 서서히

회전하기 시작하는 걸 볼 수 있습니다.

패독 스탠드에 올려 바퀴를 띄운 바이크

뒷 브레이크를 잡아 뒷바퀴를 세우고

조금 기다리면 다시 뒷바퀴가 돌기

꽤 빠른 속도로 돌기 시작할 겁니다.

그런 다음 이번에는 도로로 나가서

주행을 해서 엔진을 뜨겁게 덥힌 다음

같은 테스트를 다시 해 봅니다.

뜨거워진 할리 엔진

엔진이 차가울 때와는 달리 뒷바퀴가

아예 멈춰있거나 아까보다 훨씬 느린

속도로 회전하는 게 보일 겁니다.

이렇게 되는 이유는 오일이 뜨거워져

점도가 낮아지면 클러치 플레이트

사이에서 더 이상 저항으로

작용하지 않기 때문입니다.

 맺는말 

할리데이비슨은 타 브랜드들과

많은 점에서 다른 바이크입니다.

그리고 오랜 시간 동안 할리 바이크의

성능 향상을 위해 제품을 개선하며

새로운 기술들을 접목시키고 있지만,

이런 신기술의 일부는 할리가 지켜 온

오랜 브랜드 유산을 해치는 방향으로

작용하기도 합니다.

어느 쪽으로 가든, 장단점이 있겠지만

적어도 할리를 선택하여 타고 잇는

할리 오너들에게는 이런 것들이

할리를 버릴만한 중대한 사유로

작용하지는 않는 것 같습니다.

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[흥달이]

1등 댓글요. ㅋㅋㅋ

[로드킹황인섭]

좋은정보 감사합니다

[왕초 캡짱]

유익한 꿀정보 감사합니다

[제이와이]

신호대기 후 출발할 때 이 철커덕 소리 기분 좋아요

[서울 김두원]

정보 감사합니다.
1단 변속 소리는 할리에 또 다른 매력입니다.

[할리는소프테일]

궁금했는데 감사합니다

[제우스/나는대한의라이더이다 밴드장]

라이플에 총알을 장전하는 소리랑 비슷하게 들
리기도 해서 즐겁게 청취하고 있습니다.

펀치님이 본문에도 기술하셨듯이 요즘 같은 추
운 냉간시에 첫기어가 물리는 철커덕하는 소리
는 가히 압권입니다~^^

[청송 (인천)]

좋은 내용 또한번 감사합니다

[불리블랙에디션]

정말 궁금했던 내용입니다. 감사합니다

[큰도야지]

상당하게 정리해놓으셨네요 대단하십니다

[호무호무]

저도 이 소리 좋아합니다 ^^
나 간다 하고 광고하는 소리죠 ㅋㅋ

[바우네메리]

할리 카페가 이런 유익한 글들로 도배되길..
항상 궁금했는데 감사드립니다.

[13월]

좋은정보 감사합니다^^

[안광윤]

좋은정보 감사합니다

[터미]

ㅎ ㅎ ㅎ
'철커덕' 소리 즐기는 1인 입니다
처음에는 뭐가 부러지는 소리인가 했는데, ㅋ
신호대기하다 출발하려고 1단 기어 넣을때
유달리 크게 들리는 '철커덕 소리'
아름다운(?) 멋진 소음(?)입니다