Il termine freno ad attrito si applica a tutto ciò che utilizza un sistema di frenatura che comporta attrito. L’attrito, l’atto di sfregare due oggetti insieme, riduce i movimenti ed è uno dei fattori coinvolti nel far funzionare i freni. Le auto usano una qualche forma di freno a frizione, combinato con altri metodi, per aiutarle a fermarsi quando il guidatore preme il pedale del freno. Parte del freno preme contro le ruote e l’attrito delle due superfici che sfregano alla fine fa rallentare le ruote e smette di girare. Un freno a frizione rientra in una di due categorie: tamburo o disco.
In un’auto con freni a disco, la forza viene applicata all’esterno di un disco situato al centro della ruota. Questa forza rallenta la ruota fino a quando non si ferma. Premendo il pedale del freno più forte si creano maggiore attrito e pressione contro la ruota, fermandola così più velocemente. Le auto di oggi sono dotate di un sistema di frenatura di potenza che utilizza sia un sistema idraulico, noto come frenatura di potenza, sia attrito per fermare la macchina. Le auto più vecchie non avevano la potenza frenante ed erano entrambe più difficili da fermare e avevano tempi di risposta più lenti.
Quando il guidatore preme sul pedale del freno di un’auto, invia la pressione idraulica a una serie di pistoni che vengono spinti verso l’esterno dalla forza. La pressione idraulica si riferisce semplicemente all’uso di liquido pressurizzato per spostare parti dell’auto. La pressione idraulica sui pistoni li spinge contro una serie di pastiglie dei freni e le pastiglie dei freni a loro volta spingono contro il rotore per fermarne il movimento. I freni a disco sono comuni sulle ruote anteriori delle automobili e molte auto usano freni a disco per tutte e quattro le ruote.
I freni a tamburo sono il secondo tipo di freno a frizione e usano un approccio leggermente diverso per fermare la macchina. La pressione idraulica è innescata dal pedale del freno e spinge su un cilindro situato nelle ruote. Le sporgenze dal cilindro vengono forzate verso l’esterno e premono su una serie di ganasce. Le ganasce del freno sono spinte contro un tamburo metallico all’interno della ruota che ne rallenta il movimento. Considerando che i freni a disco hanno applicato forza all’esterno di un rotore, i freni a tamburo applicano forza all’interno di un tamburo.
Questi sistemi combinano l’uso della frenata per attrito con l’idraulica e possono anche incorporare altri sistemi. L’obiettivo quando si progetta un sistema di frenatura efficiente è quello di crearne uno che risponda rapidamente, non si blocchi e produca la minima quantità di calore quando viene utilizzato. Il calore rilasciato dall’attrito deve essere gradualmente rilasciato lontano dall’auto. Troppo calore può causare problemi e complicazioni quando il sistema non è più in grado di gestire la temperatura in eccesso.
Mentre le auto di oggi possono utilizzare entrambi i tipi di sistemi di frenatura a frizione, i freni a disco sono considerati le migliori prestazioni in termini di gestione del calore. Il calore viene rilasciato più facilmente, contribuendo a prevenire il surriscaldamento. Il surriscaldamento può far sì che i freni non rispondano tempestivamente come dovrebbero. Le auto più recenti utilizzano tutti i sistemi di freni a disco o freni a disco sulle ruote anteriori e freni a tamburo sul retro.