Günümüzde genellikle ön tekerleklerde diskli frenler, arka tekerleklerdeyse kampanalı frenler kullanılmaktadır. Ancak dört tekerlekte de diskli fren kullanımı yaygınlaşmaktadır. Diskli fren sistemi sabit bir kaliperle bu kaliper üzerine yerleştirilen fren balataları, pabuçlarıyla birlikte, fren hidrolik silindiri ve pistonlarından oluşur. Diskli fren mekanizmasının temel parçaları; fren diski, kaliper, fren hidrolik silindiri ve pistondan oluşur.
Fren diski, cıvatalar yardımıyla tekerlek göbeğine bağlıdır ve tekerlek göbeğiyle birlikte dönmektedir. Taşıtın yavaşlaması veya durması sırasında balatalar arasında sıkıştırılan fren diski frenlemeyi sağlar. Taşıtın kinetik enerjisi, frenleme sırasında balata ve disk yüzeyleri tarafından ısı enerjisine dönüştürülür. Fren disklerinin iki yüzeyi de iyi bir frenleme sağlamak amacıyla hassas işlenmiştir. Aynı zamanda frenleme sırasında oluşan sürtünme kuvvetlerine ve aşırı ısıya karşı dayanıklı malzemeden yapılmıştır. İki çeşit fren diski kullanılmaktadır. Bunlar; içi dolu fren diskleri ve içten havalandırmalı fren diskleridir. İçten havalandırmalı fren disklerinde disk döndükçe içerisinde bulunan hava kanatçıkları, vantilatör etkisi yaratarak, içi dolu olan disklere oranla, diskin daha hızlı soğumasını sağlar. Bu nedenle günümüzde içten havalandırmalı fren diskleri daha çok tercih edilmektedir.
Fren Kaliperi: Fren kaliperleri, sürtünme elemanı olan pabuç ve balataları; fren hidrolik silindirleri ve pistonuyla birlikte taşıyan parçadır. Frenleme sırasında meydana gelen aşırı moment reaksiyonlarını, üzerine bağlı olduğu dingil başına iletir. Kaliperler, cıvatalarla dingil başlarına tutturulmuştur. Fren kaliperinin içerisinde hareketli piston vardır. Pistonun bir yüzeyine basınçlı hidrolik etki ederken diğer yüzeyiyse balatalara bu hidrolik basınç kuvvetini iletir. Balatalar aşındıkça disk-balata boşluk mesafesi artarak daha yüksek pedal mesafesi oluşur. Bu yüzden, boşluk ayar mekanizmasına ihtiyaç duyar. Bazı tiplerde piston keçesi otomatik olarak bu boşluğu ayarlamaktadır.
Fren kaliperlerinin üç çeşidi vardır: 1- Sabit kaliper: Sabit kaliper bir çift pistonla donatılmıştır. Frenleme kuvveti, balataların piston tarafından disk yüzeylerine bastırılması sonucu oluşur. Yapısı oldukça basit olmasına rağmen ısı iletimi sınırlıdır. Kaliper diskle jant arasına yerleştirildiğinden havanın kendisine ulaşması ve soğutması çok zordur. Ayrıca çok yer kaplar. Bu sebeplerden dolayı günümüzde yaygın olarak sabit kaliperler kullanılmamaktadır. 2- Yüzer kaliper: Yüzer kaliperlerde piston, kaliperin sadece bir tarafına yerleştirilmiştir. Fren merkezinden gelen hidrolik basınç, pistonu iterek balataları diskin üzerine doğru bastırır. 3- Fuul contact kaliper: Fuul contact kaliperler özel olarak tasarlanmıştır. Fuul contact kaliperlerin verimleri oldukça yüksektir, fuul contact kaliperler aynı zamanda kolayca soğurlar. Fuul contact kaliperler; örümcek, kayan disk, soğutucu kanatlı dış balata, iç balata soğutucu kanatlar, iç balata parçalarından oluşmaktadır.
Diskli Fren Balatası ve Pabucu: Pabuç, kaliper içindeki işlenmiş bir yüzeye dayanan metal bir destek plakasına bağlıdır. Balata bu pabuca yapıştırılmıştır. Pabuçlar, kaliperi boydan boya geçen tespit pimleriyle yerlerinde tutarlar. Pimler de maşalar aracılığıyla kalipere tutturulmuştur. Diskli frenlerde balata, daha dar bir yüzeye sahiptir. Bu bakımdan üzerine gelen büyük frenleme kuvvetlerinin miktarı fazladır. Bunun için diskli fren balatalarının daha yüksek bir sürtünme katsayısına ve dayanıma sahip olması gerekir. Balatalar genellikle asbest ve bazı organik malzemelerden yapılmaktadır. Diskli fren balatası daha yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Isı etkisi ile sertleşip parlak sürtünme yüzeyi oluşturmaz. Bu sayede fren verimi daha yüksek olur. Balata yüzeyinin ortasında bulunan kanal, balatanın aşınma miktarını gösterir. Bu kanal zaman içerisinde aşınma ile kaybolduğunda balata yenisiyle değiştirilmelidir. Balatanın ömrü, kullanım şartlarına göre değişmektedir.
Diskli Fren Sisteminin Çalışması
Fren pedalına basıldığında merkez silindirinden gelen basınçlı hidrolik, kalipere geçerek silindirin içerisine dolar. Pistonlara itme kuvveti uygulayarak pistonları açar. Pistonlar pabuçları ve üzerlerindeki balataları diske doğru iterler ve diski sıkmaya çalışır. Böylece disk iki pabuç arasında sıkılarak frenleme sağlanır.
