Il loro principio di funzionamento è molto semplice, il freno a disco è costituito da una pinza fissata al fodero della forcella, all’interno di esso sono alloggiate una coppia di pastiglie costituite da materiale di attrito, ed all’interno della pinza scorre la fascia frenante del disco.

Premendo la leva o il pedale del freno, non facciamo altro che azionare la pompa che istantaneamente metterà in pressione il liquido presente nel circuito, pertanto il liquido azionerà i pistoncini spingendoli fuori dalla loro sede e a sua volta eserciteranno una pressione sulle pastiglie, che stringeranno la fascia frenante del disco come in una morsa generando l’effetto frenante.

I sistemi frenanti a disco si possono classificare:

• Impianti a dischi di tipo integrale.
• Impianti a dischi di tipo flottante.

Stesso discorso e valido per le pinze che sono classificate in:

• Pinze ad effetto semplice.
• Pinze ad effetto doppio.

L’impianto a disco di tipo integrale è caratterizzato dai dischi, che sono montati in maniera solida al mozzo della ruota e solitamente vengono associati all’uso di pinze ad effetto doppio, costituite da due parti simmetriche a volte dotate di due o quattro pistoncini opposti tra di loro, alloggiati nello stesso corpo della pinza.

Gli impianti di tipo flottante, hanno la caratteristica di avere la fascia frenante libera di muoversi in maniera radiale rispetto al mozzo, cioè la fascia frenante è vincolata in maniera non rigida attraverso delle bussole cilindriche alla struttura fissata sul mozzo “Cestello” ed in genere sono equipaggiate di pinze anch’esse flottanti ad effetto semplice, caratterizzate da uno o due pistoncini disposti su un unico lato del corpo della pinza.

Questi due tipi di impianto ovviamente hanno lo stesso principio di funzionamento, ma differiscono tra di loro per i diversi livelli di resa, in quanto sappiamo che l’impianto frenante durante la sua azione, sviluppa una notevole quantità di calore che sottopone a severe sollecitazioni i suoi componenti diminuendo la capacità di frenata. Infatti il sistema frenante flottante, ha il vantaggio di riallineare la guarnizione frenante o pastiglia con la fascia frenante del disco.

In pratica quando noi effettuiamo una frenata, per l' effetto dell' attrito tra pastiglia e disco si sviluppa una quantità di calore, che è tanto più elevata quanto più è intensa l' azione frenante, quindi in questo caso il disco subirà una deformazione per effetto della dilatazione termica dei metalli, che ad ogni rotazione, eserciterà una forza pulsante sulla pastiglia spingendola indietro, diminuendo cosi l' effetto frenante, e per contrastare tale fenomeno, si è costretti ad aumentare la pressione sulla leva guadagnando brevemente il completo affondamento favorito anche dall’elasticità della pinza.

Quindi il disco avendo la caratteristica di fluttuare cioè di muoversi, ha il vantaggio di auto-allinearsi con la pastiglia, riducendo il più possibile tale effetto, aumentandone così il potere frenante, pertanto il sistema di tipo flottante è impiegato per i freni anteriori, in quanto sono quelli sottoposti a svolgere il compito più gravoso, mentre per il freno posteriore che è chiamato a svolgere un lavoro meno gravoso, viene impiegato il sistema integrale che equipaggia ancora oggi tutte le moto.


Le caratteristiche dei dischi.

La tecnologia attuale e l’uso delle nuove leghe e materiali di attrito ha permesso il notevole incremento di prestazioni dei sistemi frenanti, infatti come già accennato, il disco e la pastiglia sono i componenti che svolgono il compito più gravoso, il disco deve essere capace di dissipare la notevole quantità di calore generata, mentre la pastiglia deve essere costituita da un materiale ad alto coefficiente di attrito ma allo stesso tempo deve evidenziare una notevole resistenza all’usura, mantenendo costante il più possibile la sua azione.

Inizialmente dischi venivano prodotti in ghisa e presentavano diversi inconvenienti sia per lo smaltimento del calore che per il velo d’acqua che si formava sul bagnato e che diminuiva la capacità frenante, tali inconvenienti venivano successivamente eliminati, apportando alcune migliorie, tra cui l’introduzione delle forature che oltre a permettere l’interruzione del velo d’acqua in caso di bagnato, ne permette una migliore ventilazione della superficie del disco a vantaggio della dissipazione del calore, e la loro realizzazione in leghe di acciaio.

Oltre a questo i fori praticati servono anche a rigenerare la superficie delle pastiglie da possibili fenomeni di cristallizzazione, dovuti per effetto di notevoli incrementi di temperatura generate in casi di azioni frenanti molto intense.

Altre novità introdotte successivamente in merito alla dissipazione termica sono i famosi dischi “Auto-ventilanti”, questi sono costituiti da due fasce frenanti separate e saldate a raggiera, permettendo il passaggio d'aria fresca al loro interno e migliorandone notevolmente lo scambio termico.

Oggi i dischi vengono prodotti in acciaio di cui è largamente diffuso nella quasi totalità il loro uso, o in carbonio che viene impiegato principalmente per le competizioni, infatti il loro funzionamento è ottenuto attraverso l’uso di pastiglie dello stesso materiale, questo sistema non ha una risposta immediata ma solo dopo aver raggiunto la temperatura di circa 250C° , in quanto l’azione frenante e dovuta alle “Microsaldature” che vengono a generarsi a quelle temperature tra disco e pastiglia, traendo anche un notevole vantaggio nel peso e nelle masse in gioco, rendendo il mezzo più maneggevole.