[서스펜션 포크 분해 정비] 3.포크의 조립, 마치면서...

[서스펜션 포크의 분해 정비]3.포크의 조립.

본격적인 조립에 들어가기 전에 댐퍼를 살펴보자 댐퍼는 포크의 기능을 제어하는 역할을 한다. 이론의 핵심은 오일의 흐름을 조절하는 것에 있다. 사진 하단의 미세한 구멍이 보일 것이다. 노브나 레버를 돌려서 이 구멍을 열고 닫을 수 있다. 많이 열면 오일은 많이 통과하고 작게 닫거나 아예 모두 닫아버리면 오일은 느리게 통과하거나 흐를 수 없게 된다. 이 때 포크는 천천히 움직이거나 잠금 상태가 되는 것이다.

주사기를 보면 원리를 쉽게 이해할 수 있다. 주사기를 댐퍼라고 가정하고 내부에 오일이 있다고 가정하자. 만약 상단의 출구를 막아버리면 주사기의 손잡이가 움직이지 않게 된다. 살짝 열면 손잡이가 천천히 움직이면서 오일도 바깥으로 빠져나오게 되면서 손잡이도 움직이게 된다. 손잡이의 움직임을 포크의 움직임이라고 연상해보면 이해가 쉽다. 포크일 경우 수축되었던 스프링이 복원되는 힘이 작용하여 원상태가 될 때 다시 오일을 빨아들이게 되고. 이 과정의 반복이라고 보면 크게 틀리지 않다.

댐핑오일은 댐퍼와 댐퍼 사이에 차있게 된다. 만약 이 오일이 누유로 인해 상당량 빠져나갔다고 치면 당장 잠금기능에 이상이 오게 된다. 오일의 흐름을 막아야 되는데 그 공간이 비어 있으니 잠금레버를 돌렸는데도 포크가 움직이게 되는 것이다.

때문에 포크 테스트를 미리 실시함으로써 어떤 이상이 있는지 미리 진단할 필요가 있는 것이다. 

그럴 일은 잘 없지만 오링이 너무 닳았거나 제자리를 벗어나 있어도 댐핑이 비정상적으로 작동하므로 기능에 이상이 올 수 있다. 각각의 부속을 보면 거의 백퍼센트에 가깝에 다양한 사이즈의 오링이 장착되어 있다. 오일과 에어가 정확히 있어야할 자리에 있게끔 하기 위해서이다.

오링은 교체를 위해서 분리를 할 수 있고 단순히 세척을 위해 분리할 수도 있다. 세척을 위한 분리일 경우 오링에 흠집이 가지 않도록 끝이 부드럽게 가공된 플라스틱 꼬챙이나 미세툴을 사용하면 좋다. 이번 포스팅에서는 크게 오염된 부분이 없어 분리하지 않았다. 거의 오일에 둘러싸여 있는 편이라 사실 댐퍼쪽 오링의 수명은 상당히 긴 편이다. 정기적인 오일교환과 윤활만 이뤄진다해도 오링이 닳아서 문제가 발생할 확률은 그렇게 크지 않다. 문제는 관리를 전혀 안하는 경우나 심한 충격을 주거나 하는 경우다.

이전 펌프관리 포스팅에서 내부 오링에 윤활을 하는 내용을 본 사람이라면 이해가 빠를 것이다. 더 작동범위가 크고 단시간 여러차례 강한 공기압을 발생시켜 펌프내부에 상당 정도 열이 발생하는 스탠드 펌프도 몇년째 멀쩡히 사용하고 있으니...

펌프에서와 같은 이유로 포크 조립과정에서 오링에는 윤활이 이뤄져야 한다. 제조사마다 어떤 포크는 세미배스 오일을 바르라던가 아니면 그냥 포크오일을 살짝 적셔주라고도 되어있지만 개인적으로 포크그리스를 바를 것을 권장한다. 아래 사진과 같이 얇게 펴바르면 된다. 기밀 유지에도 좋고 윤활에도 탁월할 성능을 보인다. 그리고 마찰에 의한 오링의 마모도 방지할 수 있다. 물론 이 방법은 제조사 마니또에서 권장하고 있는 방법이기도 하다.

이 포크의 경우 스텐션 튜브를 오일챔버로 사용하고 있는 경우다. 개인적으로는 크게 불만이 없는 구조다. 이유는 분해정비와 오링의 교체가 용이하기 때문이다. 폭스사의 포크인 경우 카트리지 형태로 아래와 같이 기다랗게 일체형으로 나오기도 한다. 상단은 FIT방식의 카트리지 댐퍼이고 하단은 이전 방식의 댐퍼이다.

신형은 댐핑오일을 부속 내부로 넣어 오일량을 줄였고 외부 오염으로부터 비교적 안전한 구조다. 이렇게 되면서 더스트실과 스탠션 튜브 사이로의 누유는 포크 기능과 무관하게 되었다. 같은 회사 제품이라도 년식과 제품에 따라 완전히 구조와 기능에 차이가 발생하니 한가지로 명쾌하게 설명하기가 어려운 것이 서스펜션 포크 부분이다. 오일을 어디에 위치시키고 흐름을 어느 쪽에서 제어하느냐의 차이지 오일순환구멍을 통과하는 오일의 양을 제어하여 포크의 움직임을 조절하는 기본적인 원리는 같다.

부연설명은 일단 이쯤에서 줄이고 조립으로 이어가겠다.

1.이미 언급했듯이 각종 오링에는 얇게 포크 그리스를 펴바른다.

폼링도 오일에 적셨두면 좋다. 이물질도 제거되고.

2.로워레그의 폼링과 더스트실을 조립한다. 부싱과 더스트실 내측에 그리스를 발라준다. 마찰이 많이 일어나는 부위이므로 넉넉하게. 새 자전거를 사면 끈적한 기름띠가 발생하는 이유가 이 작업이 이뤄져 있기 때문이다.

3.에어 피스톤의 실링과 부싱에도 그리스를 얇게 바른다.

4.피스톤을 스텐션튜브에 방향을 헷갈리지 않게 삽입한 다음 나무 막대로 삼분의 이 지점까지 넣어준다.

5.사진을 못찍었는데 하단 네가티브 스프링에도 포크 그리스를 넉넉하게 발라준다. 이 부분을 읽는 사람들은 이런 의문을 가졌을 수도 있다. 에어스프링에 왜 금속의 코일스프링이 들어있을까? 하는... 에어스프링은 가볍고 간편하게 공기압을 조절할 수 있다는 장점은 있지만 특정 이상 수축되어 포크에 압력이 가해지면 작동이 뻑뻑해지는 단점이 있다. 반면 금속의 코일 스프링은 무겁고 장력을 조절하기가 불편하지만 작동은 더 부드럽고 풍부한 장점이 있다.

여기서 다시 주사기가 나오는데 주사기 상단을 막고 하단 손잡이를 압축해보자. 처음에 쉽게 들어가다가 압력이 높아질수록 뻑뻑하고 저항이 심하다는 것을 느낄 수 있다. 즉, 트래블이 깊어질수록 에어스프링은 저항이 심해지는 것이다. 반대로 볼펜 내부의 스프링을 꺼내보자. 엄지와 검지 손끝으로 양쪽을 잡고 눌러보자. 거의 저항없이 부드럽게 작동하는 것을 느낄 수 있다. 다만 완전히 수축하면 어떤 여지없이 단단해진다. 즉, 허용하는 범위내에서는 에어에 비해 작동이 상대적으로 부드럽다는 것이다. 그러나 그 범위를 넘어서서 버텀 아웃인 상황이 발생하면 내부부속끼리 충돌은 피할 수 없다. 에어는 버텀아웃이더라도 에어가 빠져나가게 되는 어마어마한 충격을 제외하고는 부속끼리 충돌이라는 점에서는 상대적으로 유리하다. 

두 스프링의 장점을 네가티브와 포지티브로 나눠 살리고 있는 형태가 이런 방식의 포크이다. 폭스도 하단에 코일 스프링을 쓰고 있다.

락샥은 네가티브 스프링도 에어를 사용함으로써 듀얼에어(Dual Air)라는 독특한 방식을 사용한 모델도 있다. 무게를 더 줄이겠다는 이야기이다. 그리고 네가티브도 에어의 공기압 조절로 포크를 부드럽게도 단단하게도 변화를 줄 수있게 제작하여 공급하였다. 해서 예전 유저들은 경량은 락샥에 부드러움은 폭스에 점수를 더 주었으나 지금은 모델마다 사정이 많이 달라졌다.

다만 기억할 것은 에어와 코일 스프링의 장점을 살리기 위해서 이와 같은 구조를 가지게 되었다는 정도는 알아둘 것.

폭스의 에어압을 배분하는 방식이나 락샥의 듀얼에어 세팅법, 그리고 솔로에어일 때 증가된 공기압을 두개의 에어챔버로 배분하는 방식등... 설명할 것은 많으나 이런 건 사용자 여러분들이 차차 알아보도록 할 것. 뭐, 몰라도 상관없다. 자기가 사용하고 있는 장비에 대해서만 잘 알고 있으면 되는 거고.

6.코일 스프링과 각 파트에 포크 그리스를 도포한 다음, 하단 샤프트를 조립한다. 당연히 조립되는 쪽의 나사산과 오일에도 포크 그리스를 발라주고 작업.

7.에어 스프링 쪽으로 윤활오일을 주입한다. 포크마다 그 양이 다르다. 이 포크의 경우 3ml정도이다. 피스톤이 살짝 잠길 정도다. 폭스의 경우 에어 스프링 쪽 윤활오일도 전용오일을 공급하고 있다. 다만, 국내 수입사는 유저에게도 대리점에도 공급을 안하고 있다. 해서 자가정비를 하는 유저나 정비전문업체에서도 다들 해외에서 구매하거나 대체오일을 사용한다.

마니또의 경우 40wt 점도의 합성오일을 주입하라고 되어 있다. 에어가 빠지지 못하도록 기밀을 유지하고 윤활도 동시에 이뤄져야 하므로 댐핑오일이나 로워레그 하단으로 주입되는 세미배스 오일보다 점도가 높다. 합성오일은 부식과 마모 산화 등을 방지하고 깨끗함까지 유지될 수 있도록 첨가물이 들어간 오일이다. 비슷한 점도의 자동차용 합성기어오일을 대체용으로 많이 사용한다.

8.에어 탑캡의 오링과 나사산에도 포크 그리스를 바르고 장착한다. 이곳이 느슨하거나 틈이 생긴다면 당연히 에어가 빠져 포크가 주저앉는다. 만약 포크의 에어가 빠진다면 내부 윤활오일의 부족과 탑캡의 이상유무도 점검대상이다. 에어 스프링쪽 오일 주입은 포크를 완전히 분해 하지 않더라도 추가해 줄 수 있다. 에어를 제거하고 탑캡만 연 다음 기존 오일을 빼주고 새 오일을 주입하면 된다.

단단히 잠근다음 이전 튜브 관리를 설명할 때 잠시 이야기했던 슈레더 밸브 부분에 대해 살펴보자. 포크 에어 탑캡에 위치하고 있는 에어스프링 공기주입구의 슈레더 밸브는 분리가 가능하다. 

자동차 타이어 밸브 분리하는 공구를 사용하면 된다. 정확하게 끼우고 시계반대방향으로 돌리면.

슈레더 밸브만 분리된다. 이 밸브가 느슨하거나 하면 포크의 에어가 빠지게 된다. 이 부분도 그리스를 바르고 재조립해준다. 어떻게 보면 포크 에어가 빠지면 가장 먼저 점검해야할 부분이다. 분리 후 그리스 바르고 재장착. 에어주입 후 비누거품을 발라서 밸브쪽으로 에어가 새는지 점검하면 된다. 밸브가 불량일 때는 이 부분만 교체해줘도 된다. 튜브에 사용하는 것과 모양이 같다. 같은 것으로 교체해 주면 된다.

9.그 다음 샥펌프로 에어를 적정 공기압의 삼분의 이나 아니면 하단 샤프트가 튀어나올 정도로 넣어준다.

10.하단 댐퍼를 조립하고. 아, 깜빡했는데 조립시 토크렌치를 사용할 것을 권장한다.

11.그 다음 상단으로 댐핑오일을 주입한다. 댐핑오일의 양은 중요한다. 이미 설명했다시피 모자라면 포크 기능에 이상이 생기고 그렇다고 너무 많이 넣으면 포크의 트래블이 줄어들게 된다. 수축되어야 할 공간에 기름이 자리를 차지하고 있으면 더는 작동을 할 수가 없다. 이를 [Hydraulic Lock Out]이라고 한다.

거의 대부분의 제조사에서는 주입량을 정비자료에 적시하고 있어서 계량컵이나 주사기를 이용해 적정량을 체크한 다음 넣어주면 되는데, 만약 알아내기 어렵다면 기존 제거한 양만큼 같은 양의 새오일을 넣어주면 된다.

마니또에서는 조금 특이한 방식을 안내하고 있는데 하단 샤프트를 완전히 뽑아내린 다음 오일을 조금씩 주입하면서 오일의 높이와 나사산이 시작되는 지점까지의 거리를 제시하고 있다.

즉 오일을 넣고 줄자를 집어 넣는다. 이 포크의 경우 적정 높이가 125미리이다. 줄자를 125미리까지만 포크 스텐션 튜브 내부로 집어넣어 줄자의 끝에 오일이 뭍어나오는지 아닌지 확인한다. 뭍어있지 않으면 살짝 더 주입하고... 

12.하단 샤프트를 밀었다 당겼다 이완과 수축을 서너번 반복해 준다. 댐퍼 내부로 오일을 순환시키는 것이다.

125미리까지만 줄자를 밀어넣어 줄자의 끝에 오일이 살짝 뭍어나는 시점에서 오일 주입을 멈추면 된다. 만약 줄자의 끝이 아니라 3센티미터까지 잠긴다면? 그런 다시 뒤집어서 오일을 살짝 빼주어서 오일레벨을 맞춰주는 방식이다. 좀 번거롭기는 하다. 이 회사만 그렇다.

댐핑오일은 일반적으로 XC용 포크는 5wt짜리 점도의 포크오일을 많이 사용한다. 만약 더 부드러운 작동을 원한다면 이보다 낮은 점도의 오일을 사용하면 된다. 댐퍼의 오일흐름이 더 빨라지도록 하는 것이다. 반대로 하고 싶다면 10wt 짜리 점도의 포크오일로 교환해주면 된다. 중간으로 하고 싶다면 10과 5를 1대1 비율로 섞으면 7.5wt가 된다. 점도도 조절할 수 있다.

다만 기능이 특별하거나 부가기능이 많은 포크의 경우, 가령 폭스의 테라로직이라던가... 이런 경우는 내부 밸브가 특정 점도의 오일에서만 제대로 반응하므로 점도가 변하면 고유의 기능을 상실할 수가 있다. 되도록 전용오일이나 대체오일이라도 정확하게 점도를 맞춰주는 것이 좋다.

 

12.오일 주입이 끝나면 상단 댐퍼도 장착한다. 그리스 도포는 기본.

13.레버부속을 원위치 시키고.

14.레버 고정 볼트를 조립한다.

15.로워레그를 재조립한다. 완전히 밀착시키지 말고 공간을 둔 다음 로워레그 하단에 세미배스 오일을 주입한다. 이 포크의 경우 16ml정도. 이 또한 포크마다 주입량도 다르고 구조에 따라 하지 않아도 되는 모델이 있다. 세미배스 오일은 댐핑오일 보다는 점도가 높고 에어 스프링 윤활용 오일보다는 낮은 점도의 오일 15wt정도이다. 요즘은 소량으로 판매가 되는 것으로 알고 있다. 

양쪽 다 같은 양을 주입한 다음.

16.로워레그를 스텐션튜브쪽으로 밀착시킨 다음 구멍을 잘 맞춰 하단 고정볼트를 단단히 잠그고.

17.댐퍼쪽 고정 볼트도 육각렌치로 고정한다. 방향에 주의할 것. 시계반대방향으로 돌려야 고정된다.

18.마지막 리바운드 조절 노브와 고정볼트까지 장착한다.

에어을 정상적으로 보충하고 기능의 테스트를 거치고 나면 기나긴 오버홀이 끝나게 된다. 

마치면서...

처음 의욕과는 다르게 긴 글을 마치고 나도 썩 개운한 것만은 아니다. 그만큼 포크 정비는 여러가지 고려해야할 부분과 복잡한 이론이 복합되어 있는 장비기 때문이다. 모르는 사람이 보면 그저 분해했다 조립하는 것이 뭐 어렵다고 엄살이냐, 할 수도 있다. 그러나 포크의 유지와 관리에 있어 분해해서 오일교환 그리고 각종 오링의 교환 정도가 미캐닉이 할 수 있는 정비의 전부라고 해도 크게 틀리지 않다. 그리고 중요하다.

개인적으로는 포크까지 자전거 애호가가 직접 정비해야하는, 어떻게 보면 전문가의 손길을 받아가며 오래 잘 사용하는 장비가 아니라 소모품으로 전락해버린 듯한 풍토가 씁쓸하기만 하다. 적잖은 수입사가 수입하다가 수입을 포기하다가 곡절이 많은 것도 서스펜션 포크이다. 그나마 유저가 많다는 XC서스펜션 포크의 사정이 이러니 정비주기가 더 짧은 올마운틴이나 다운힐 포크는 사정이 더 열악한 편이다.

필자의 포스팅은 참고용으로 사용하길 바란다. 수입사도 없어졌고 가까운 곳에 도움을 받을 수 있는 자전거점도 없는 형편의 유저들은 필자가 여러번 언급한 내용들을 주의하여 조심스럽게 접근하길 바란다. 포크오일의 경우 일부 자전거전문쇼핑몰에서는 판매도 되고 있고 동시에 적잖은 유저들이 오토바이나 자동차용 오일로 대체하고 있다. 자전거 서스펜션의 구조와 원리가 대부분 자동차와 오토바이의 그것과 대동소이하고 대부분의 자전거 서스펜션 포크 제조사는 동시에 오토바이 서스펜션 포크도 제작하고 있는 경우가 많다. 해서 오일은 서로 같은 것을 사용하는 경우가 꽤 있으므로 점도만 신경쓰면 크게 문제를 발생시키지는 않으리라 생각한다.

정비과정에 있어 부속의 조립시 토크렌치를 사용하면 좋지만 몇몇 사정으로 그러지 못했다. 이점 양해 바란다. 서스펜션 포크의 이해에 도움이 되었으면 한다./공작소