Frenleme prensibi esas olarak sürtünmeye dayanır; fren balataları, fren diskleri (kampana) ve lastikler ile zemin arasındaki sürtünme sonucunda aracın kinetik enerjisi ısı enerjisine dönüşür ve araç durur. İyi ve verimli bir frenleme sistemi, sürücünün fren pedalından uyguladığı kuvvetin ana pompaya ve alt pompalara tam ve etkili bir şekilde iletilmesini sağlamak ve yüksek ısıdan kaynaklanan hidrolik arıza ve frenleme performansının düşmesini önlemek için istikrarlı, yeterli ve kontrol edilebilir frenleme kuvveti sağlamalı ve iyi bir hidrolik iletim ve ısı dağıtım kapasitesine sahip olmalıdır. Disk frenler ve kampana frenler mevcuttur, ancak maliyet avantajının yanı sıra kampana frenler disk frenlere göre çok daha az verimlidir.
sürtünme
"Sürtünme", birbirine göre hareket halindeki iki cismin temas yüzeyleri arasındaki hareket direncini ifade eder. Sürtünme kuvvetinin (F) büyüklüğü, sürtünme katsayısı (μ) ile sürtünme kuvveti yüzeyine uygulanan dikey pozitif basıncın (N) çarpımıyla orantılıdır ve şu fiziksel formülle ifade edilir: F=μN. Fren sistemi için: (μ), fren balatası ile fren diski arasındaki sürtünme katsayısını, N ise fren kaliper pistonunun fren balatasına uyguladığı pedal kuvvetini ifade eder. Sürtünme katsayısı ne kadar büyükse, sürtünme de o kadar büyük olur; ancak sürtünme sonucu oluşan yüksek ısı nedeniyle fren balatası ile disk arasındaki sürtünme katsayısı değişir, yani sürtünme katsayısı (μ) sıcaklıkla değişir. Her fren balatası farklı malzemelerden yapıldığı ve farklı sürtünme katsayısı eğrisine sahip olduğu için, farklı fren balatalarının farklı optimum çalışma sıcaklığı ve uygulanabilir çalışma sıcaklığı aralığı olacaktır. Bu, fren balatası satın alırken herkesin bilmesi gereken bir husustur.
Frenleme kuvvetinin aktarımı
Fren kaliper pistonunun fren balatasına uyguladığı kuvvete Pedal Kuvveti denir. Sürücünün fren pedalına basmasıyla oluşan kuvvet, pedal mekanizmasının kolu tarafından yükseltildikten sonra, vakum basınç farkı prensibi kullanılarak vakum güç artışı ile fren ana pompasını itmek için kullanılır. Fren ana pompasından çıkan sıvı basıncı, sıvının sıkıştırılamaz güç iletim etkisinden yararlanarak fren boruları aracılığıyla her bir alt pompaya iletilir ve "Pascal prensibi" kullanılarak basınç yükseltilir ve alt pompanın pistonu fren balatasına kuvvet uygulamak üzere itilir. Pascal Yasası, kapalı bir kapta sıvı basıncının her yerde aynı olduğu gerçeğini ifade eder.
Basınç, uygulanan kuvvetin gerilimli alana bölünmesiyle elde edilir. Basınç eşit olduğunda, uygulanan ve gerilimli alanların oranını değiştirerek güç yükseltme etkisini elde edebiliriz (P1=F1/A1=F2/A2=P2). Frenleme sistemlerinde, toplam pompa basıncının alt pompa basıncına oranı, toplam pompanın piston alanının alt pompanın piston alanına oranıdır.
