El principi de funcionament del fre es basa principalment en la fricció. L'ús de pastilles de fre, disc de fre (tambor) i pneumàtics, i la fricció amb el terra converteix l'energia cinètica del vehicle en energia calorífica. Després de la fricció, el cotxe s'atura. Un sistema de frenada bo i eficient ha de proporcionar una força de frenada estable, suficient i controlable, i tenir una bona transmissió hidràulica i capacitat de dissipació de calor per garantir que la força exercida pel conductor des del pedal del fre es pugui transmetre completament i eficaçment a la bomba principal i a les bombes secundàries, i evitar fallades hidràuliques i deteriorament dels frens causats per la calor elevada. Hi ha frens de disc i frens de tambor, però a més de l'avantatge de cost, els frens de tambor són molt menys eficients que els frens de disc.
fricció
"Fricció" es refereix a la resistència al moviment entre les superfícies de contacte de dos objectes en moviment relatiu. La magnitud de la força de fricció (F) és proporcional al producte del coeficient de fricció (μ) i la pressió positiva vertical (N) sobre la superfície de la força de fricció, expressada per la fórmula física: F = μN. Per al sistema de frens: (μ) es refereix al coeficient de fricció entre la pastilla de fre i el disc de fre, i N és la força del pedal exercida pel pistó de la pinça de fre sobre la pastilla de fre. Com més gran sigui el coeficient de fricció produït, més gran serà la fricció, però el coeficient de fricció entre la pastilla de fre i el disc canviarà a causa de l'alta calor produïda per la fricció, és a dir, el coeficient de fricció (μ) canvia amb la temperatura, cada tipus de pastilla de fre a causa dels diferents materials i la diferent corba del coeficient de fricció, de manera que les diferents pastilles de fre tindran diferents temperatures de treball òptimes, i el rang de temperatura de treball aplicable, això és un que tothom ha de saber a l'hora de comprar pastilles de fre.
Transferència de la força de frenada
La força exercida pel pistó de la pinça de fre sobre la pastilla de fre s'anomena força del pedal. Després que la força del conductor en prémer el pedal del fre sigui amplificada per la palanca del mecanisme del pedal, la força s'amplifica mitjançant l'augment de potència de buit utilitzant el principi de la diferència de pressió de buit per empènyer la bomba principal del fre. La pressió del líquid emesa per la bomba principal del fre utilitza l'efecte de transmissió de potència incompressible del líquid, que es transmet a cada subbomba a través del tub de fre, i el "principi de PASCAL" s'utilitza per amplificar la pressió i empènyer el pistó de la subbomba per exercir força sobre la pastilla de fre. La llei de Pascal fa referència al fet que la pressió del líquid és la mateixa a tot arreu d'un recipient tancat.
La pressió s'obté dividint la força aplicada per l'àrea estressada. Quan la pressió és igual, podem aconseguir l'efecte d'amplificació de potència canviant la proporció de l'àrea aplicada i estressada (P1=F1/A1=F2/A2=P2). Per als sistemes de frenada, la relació entre la pressió total de la bomba i la de la subbomba és la relació entre l'àrea del pistó de la bomba total i l'àrea del pistó de la subbomba.
