Le terme frein à friction s’applique à tout ce qui utilise un système de freinage impliquant une friction. La friction, le fait que deux éléments se frottent, réduit le mouvement et est l’un des facteurs impliqués dans le fonctionnement des freins. Les voitures utilisent une forme de frein à friction, combinée à d’autres méthodes, pour les aider à s’arrêter lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein. Une partie du frein appuie contre les roues et le frottement des deux surfaces frottant l’une contre l’autre finit par ralentir et arrêter de tourner les roues. Un frein à friction appartient à l’une des deux catégories suivantes : tambour ou disque.
Dans une voiture avec freins à disque, la force est appliquée à l’extérieur d’un disque situé au milieu de la roue. Cette force ralentit la roue jusqu’à ce qu’elle s’arrête. Une pression plus forte sur la pédale de frein crée plus de friction et de pression contre la roue, l’arrêtant ainsi plus rapidement. Les voitures d’aujourd’hui sont équipées d’un système de freinage assisté qui utilise à la fois un système hydraulique, connu sous le nom de freinage assisté, et une friction pour arrêter la voiture. Les voitures plus anciennes n’avaient pas de freinage assisté et étaient à la fois plus difficiles à arrêter et avaient des temps de réponse plus lents.
Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein d’une voiture, il envoie une pression hydraulique à un ensemble de pistons qui sont poussés vers l’extérieur par la force. La pression hydraulique se réfère simplement à l’utilisation de liquide sous pression pour déplacer des pièces de la voiture. La pression hydraulique exercée sur les pistons les pousse contre un jeu de plaquettes de frein et les plaquettes de frein à leur tour poussent contre le rotor pour arrêter son mouvement. Les freins à disque sont courants sur les roues avant des automobiles et de nombreuses voitures utilisent des freins à disque pour les quatre roues.
Les freins à tambour sont le deuxième type de frein à friction et utilisent une approche légèrement différente pour arrêter la voiture. La pression hydraulique est déclenchée par la pédale de frein et pousse sur un cylindre situé dans les roues. Les saillies du cylindre sont forcées vers l’extérieur et appuient sur un ensemble de mâchoires de frein. Les mâchoires de frein sont poussées contre un tambour métallique à l’intérieur de la roue qui ralentit son mouvement. Alors que les freins à disque appliquent une force sur l’extérieur d’un rotor, les freins à tambour appliquent une force à l’intérieur d’un tambour.
Ces systèmes combinent l’utilisation du freinage par friction avec l’hydraulique et peuvent même incorporer d’autres systèmes. L’objectif lors de la conception d’un système de freinage efficace est d’en créer un qui réagisse rapidement, ne se bloque pas et produit le moins de chaleur lorsqu’il est utilisé. La chaleur dégagée par la friction doit être progressivement évacuée de la voiture. Trop de chaleur peut causer des problèmes et des complications lorsque le système ne peut plus gérer l’excès de température.
Alors que les voitures d’aujourd’hui peuvent utiliser les deux types de systèmes de freinage à friction, les freins à disque sont considérés comme les plus performants en termes de gestion de la chaleur. La chaleur est libérée plus facilement, ce qui permet d’éviter la surchauffe. La surchauffe peut empêcher les freins de réagir aussi rapidement qu’ils le devraient. Les voitures plus récentes utilisent soit tous les systèmes de freins à disque, soit des freins à disque sur les roues avant et des freins à tambour à l’arrière.