구동부가 라이더의 힘을 자전거의 추진력으로 변환시키는 장치라면, 변속부는 자전거로 전달된 힘으로 보다 잘 달릴 수 있게 해 주는 장치이다. 잘 달린다는 것의 의미를 보자면 오르막을 오르는 등판능력과 속력 두 가지로 볼 수 있는데, 이 둘에 영향을 미치는 것이 변속장치이다. 변속부는 시프터와 변속기로 구성된다. 크게 보면 체인링과 카세트 스프라켓도 포함시킬 수 있으나 구동부에서 이미 다루었으므로 여기서는 제외하도록 하겠다.
시프터
시프터(Shifter)란 라이더가 변속을 위해 직접 조작하는 변속레버장치를 말한다. 시프터는 변속기와 케이블로 연결되어 변속기를 움직인다. 변속기를 당기는 레버는 메인레버, 푸는 레버는 릴리즈레버라고 한다.
플랫바용 시프터
시티바이크나 하이브리드, 산악자전거에 사용되는 플랫바용 변속레버이다. 제조사에 따라 그 명칭이 다르다. 스램은 트리거(Trigger), 시마노는 래피드파이어 플러스(Rapidfire Plus)방식이라 부른다. 그립 안쪽에 장착된 시프터를 돌려 시프트 업과 다운을 모두 조작하는 그립시프터도 있다. 브레이크 레버와 일체형인 컨트롤레버는 산악자전거에선 그 사용이 줄어드는 추세이고 하이브리드나 시티바이크에 주로 사용된다.
시마노의 래피드파이어 플러스와 스램의 트리거 시프터.
모터사이클의 스로틀레버와 같은 방식으로 작동하는 그립시프터. 그립을 당기는 방향으로 돌리면 메인레버, 반대방향으로 돌리면 릴리즈레버의 역할을 한다.
로드바이크용 컨트롤레버
로드바이크에는 주로 브레이크 레버와 일체형인 컨트롤레버를 사용한다. 다양한 라이딩 포지션에서 브레이크 레버와 시프터를 조작할 수 있도록 디자인된다.
시마노의 컨트롤레버에선 브레이크 레버를 안쪽으로 밀면 메인레버로 작동한다. 스램 컨트롤레버에선 한 개의 변속레버가 누르는 깊이에 따라 살짝 누르면 릴리즈, 깊게 누르면 메인레버로 작동한다.
에어로바용 시프터
에어로바에선 브레이크레버는 베이스바에, 시프터는 에어로익스텐션에 장착된다. 컨트롤레버 대신 전용의 브레이크레버와 시프터를 쓰는 것이 일반적이다.
에어로바용 시프터는 자전거의 앞으로 뻗은 에어로익스텐션 끝에 장착된다.
변속기
변속기는 시프터와 금속 케이블로 연결되어 시프터 작동 시 실제로 체인을 당기거나 밀어 변속을 수행한다. 변속기엔 스프링이 내장되어 일반적으로 가장 작은 스프라켓 방향으로 수축되어 있다. 시프터의 메인레버를 밀면 스프링이 늘어나는 방향으로 작동하므로 릴리즈 레버를 작동할 때 보다 더 큰 힘이 들어간다. 시마노는 변속기 스프링이 반대방향(가장 큰 스프라켓으로 수축)인 역방향 뒤 변속기도 생산하고 있다. 이 변속기를 사용할 경우 시프터의 메인레버와 릴리즈레버의 역할이 반대가 된다.
앞 디레일러
MTB나 투어링바이크의 경우 밴드타입의 앞 변속기를 사용하는 것이 일반적이다. 하지만 로드바이크의 경우 앞 변속기 장착부가 프레임에 부착된 브레이즈-온 마운트 타입이 많다.
프레임의 형태에 의해 적용되는 앞 변속기의 형태가 결정된다. 변속케이블은 링크레버에 고정된다.
뒤 디레일러
뒤 디레일러는 변속기능과 체인이 늘어지지 않도록 하는 체인텐셔너(Chain Tensioner)의 기능을 동시에 수행한다. 체인은 크기가 다른 체인링과 스프라켓을 이동해야 하므로 충분하게 긴 길이의 체인을 사용하게 된다. 그러므로 변속위치에 따라서 체인의 길이가 남기도 하는데 이런 체인 길이의 차이를 해소하기 위해 뒤 변속기가 남는 체인을 팽팽하게 당기는 역할도 함께 하는 것이다.
뒤 디레일러는 P-너클과 케이지의 연결부분에 스프링이 내장되어 체인텐셔너의 기능을 한다.
※ 전동식 변속 시스템
전동식 변속 시스템은 변속기에 모터를 장착하여 전기의 힘으로 변속하는 장치를 말한다. 시프터는 전기 스위치로 변경되고, 금속 케이블은 전선이 대체한다. 전기는 충전지를 통해 공급한다. 2012년 6월 현재까지 로드바이크용으로 시마노가 Di2, 캄파뇰로는 EPS라는 이름으로 해당 제품군을 발표했다. 이밖에 시마노는 시티바이크 그룹셋인 알피네의 내장 기어 허브 Di2 제품도 선보였다.
전동식 변속 시스템인 시마노 듀라에이스 Di2. 컨트롤레버에 두 개의 버튼을 달아 변속할 수 있도록 했다. 신형 듀라에이스의 변속기는 내장된 모터에 비해 외형이 일반 변속기와 큰 차이가 없는 모습이다. 물론 기계식에 비하면 부피가 조금 크지만 변속부 전체의 무게는 오히려 더 가볍다.
※ 내장 기어 허브
여러 장의 스프라켓과 디레일러가 외부에 노출된 일반적인 방식과 달리 허브에 변속기능을 내장한 타입이다. 외장형 변속장치가 페달링 중에만 변속할 수 있는 반면 내장 기어 허브는 정지 상태에서도 변속할 수 있는 장점이 있다. 외부 충격에 의한 파손이나 고장 위험이 적은 것도 특징이다. 고급 시티바이크나 하이브리드 자전거에 주로 사용된다.
내장 기어 허브인 시마노 알피네 SG-S700-L은 11단 변속 시스템이 허브 안에 들어 있다. 가장 작은 기어비와 가장 큰 기어비의 차이는 409%로 외장 변속 시스템과 비슷하다.
