Man mano che i veicoli a motore diventano più potenti, la necessità di freni più potenti diventa importante per la progettazione di qualsiasi automobile, motocicletta o camion. Forse il sistema di frenatura più comunemente usato che risponde a questa richiesta è il freno idraulico, che utilizza un cilindro principale, una linea e una pinza riempita di liquido per azionare i pistoni che premono le pastiglie dei freni contro un rotore o tamburo in movimento. I sistemi di frenatura idraulica possono essere trovati sulla maggior parte delle automobili e motocicli sulla strada oggi, così come su alcune biciclette.
Esistono diversi componenti principali del freno idraulico. Il cilindro principale è il pezzo più vicino all’operatore del veicolo che contiene un pedale del freno o una leva che spinge uno stelo nel cilindro. Il cilindro principale ermetico consente quindi al liquido di essere spinto in una linea idraulica o in un tubo flessibile. Queste linee e tubi possono essere flessibili o rigidi, a seconda dell’applicazione, ma quasi tutte le linee e i tubi sono progettati per consentire la minima flessibilità, il che consentirebbe al fluido all’interno della linea di espandersi verso l’esterno anziché direzionalmente verso la pinza.
La pinza del freno idraulico può funzionare in diversi modi. Sui sistemi di frenatura idraulici che utilizzano un disco, la pinza è un alloggiamento di metallo che poggia su entrambi i lati di un rotore. La linea idraulica collega il cilindro principale alla pinza e mentre il fluido viene spinto attraverso la linea e nella pinza, all’interno della pinza viene azionato un gruppo di pistoni. Questi pistoni spingono verso l’interno verso il rotore. Tra i pistoni e il rotore si trovano le pastiglie dei freni, che possono essere fatte di amianto o altri materiali compositi resistenti al calore e allo scolorimento dei freni.
Un altro tipo di pinza viene utilizzato sui freni a tamburo idraulici. Invece di essere montato all’esterno di un rotore, questo calibro – chiamato cilindro della ruota – è invece montato all’interno di un tamburo metallico. I pistoni spingono verso l’esterno anziché verso l’interno per premere le pastiglie dei freni contro l’interno del tamburo, anziché l’esterno di un disco.
Il tipo di fluido utilizzato nell’impianto frenante idraulico dipende dalla sua applicazione. Per la maggior parte delle auto, camion e motocicli, viene utilizzato liquido per freni DOT 4 o DOT 5. Questo tipo di fluido è a base di glicol etere ed è particolarmente resistente al calore. Su alcuni freni idraulici, invece, è possibile utilizzare oli minerali, ma i due fluidi non sono intercambiabili sui sistemi di frenatura e dovrebbero essere utilizzati solo su freni progettati per quel particolare fluido. Qualsiasi sistema frenante idraulico deve essere periodicamente scaricato per garantire l’assenza di aria nelle linee, che potrebbe causare una perdita di potenza.