Bir otomobilin hiç şüphesiz en önemli bölümlerinden biri fren sistemidir. Bir araçta fren sistemi ne kadar güçlü ve etkiliyse o araç da o kadar güvenlidir diyebiliriz. Günümüzün bütün modern araçlarında disk frenler kullanılır. Fren pedalına bastığınızda sistemdeki hidrolik sıvının yerini değiştirmiş olursunuz, bu değişim fren disklerine bir piston yardımıyla iletildiğinde araç disk üzerindeki sürtünme kuvvetinin etkisiyle yavaşlamaya başlar. Ne kadar fazla güç uygularsanız disk o kadar baskıya maruz kalır ve tekerleğin dönüş hızı yavaşlar. Disk frenler birçok arabada önde yer alır fakat günümüzde dört tekerlekte de bu tip frenler kullanılmaya başlanmıştır. Disk frenlerin asıl önemli olduğu yer ön taraftır. Çünkü frenleme en iyi ön tekerlekler vasıtasıyla yapılır. Bunu şöyle açıklayabiliriz, hareket eden bir nesneyi yavaşlatmaya başladığımızda eylemsizlik prensibine göre kütle hareketini devam ettirmek ister. Eğer siz bu harekete izin vermezseniz, nesnenin ağırlık merkezi öne kayar. Nasıl araba içinde otururken fren yapıldığında istemsiz olarak ileri doğru bir hareket yapıyorsak, aynı şekilde araç da öne doğru eğilim yapar. Bu eğilimi ve ön kısma yaklaşan ağırlık merkezini durdurmanın en etkili yolu da ön tekerleklerin durdurulmasıdır. Fren esnasında aracın arka tekerleklerinin yerle olan teması ve üzerine binen yük miktarı azalacağından frenleme konusunda pek etkili olamazlar. Fakat eğer geri geri giderken fren yaparsak, o zaman da asıl yük arka frenlere binecek ve arka frenler daha etkili olacaktır.

Disk Frenler
Disk frenler yanda göründüğü üzere kaliper, piston, balatalar, disk ve baÄŸlantı noktalarından oluÅŸur. Fren pedalına bastığımızda sistemdeki hidrolik sıvıyı boruya iteriz. Sıvıların sıkıştıralamaz oluÅŸu ve bulundukları kabın her noktasına aynı basıncı uygulamaları prensibinden yararlanılarak, boru içerisindeki sıvı ince bir geçitten kaliperlerin arasındaki balata pistonuna iletilir. Ayağınızla fren pedalına uyguladığınız 2kg’lık bir kuvvet ile, daracık kesitli olan kanal aÄŸzından sıvının pistona geniÅŸleyerek iletilmesini saÄŸlar ve bunun neticesinde 2 tonluk bir basınç oluÅŸturabilirsiniz. Çünkü uygulanan kuvvet cidarı piston üzerinde çok daha geniÅŸtir ve sıvılar üzerine uygulanan basıncı her noktaya eÅŸit ilettiÄŸinden kat be kat fazla bir kuvvet ile piston yer deÄŸiÅŸtirmeye zorlanır. Pistonun ucunda ve diskin arka tarafında bulunan balatalar ile disk sanki mengene ile sıkılıyormuÅŸ gibi basınca maruz kalır. Bu disk balataların arasında tekerlekle beraber dönmekte olduÄŸundan frenleme ile birlikte inanılmaz bir sürtünme ve buna baÄŸlı ısı enerjisi oluÅŸur. Bu sürtünme o kadar büyüktür ki, disk tamamen ateÅŸ kırmızısı haline bile gelebilir. Özellikle Formula 1 yarışlarında birçoÄŸumuz sert firenaj esnasında diskin kızardığına ÅŸahit olmuÅŸtur.

Sonuç olarak frenler aracın hareketiyle oluşan kinetik enerjiyi sönümleyerek ısı enerjisine çevirir. Bunu yaparken sürtünmeyle oluşan yüksek ısının hızlı şekilde disklerden ve balatalardan atılması gerekir. Bunu kolaylaştırmak için de ısı transfer katsayısı yüksek malzemelerden disk üretmek ve kaliperlere hava kanalları yerleştirmek en çok kullanılan yöntemlerdir.