Pastiglie frenosono i componenti di sicurezza più critici nel sistema frenante di un'auto, e svolgono un ruolo decisivo nelle prestazioni di frenata complessive. In genere, le pastiglie dei freni sono costituite da piastre di acciaio, strati isolanti adesivi e blocchi di attrito. Lo strato isolante è costituito da materiali non conduttivi termici, che fungono da isolante termico. I blocchi di attrito sono composti da materiali di attrito e adesivi.
La funzione delle pastiglie dei freni è quella di schiacciare il disco e il tamburo del freno, generando attrito per rallentare o fermare il veicolo. Nei freni a tamburo, il diametro del tamburo del freno può aumentare quando riscaldato, portando a un aumento della corsa del pedale del freno, che può causare una risposta di frenata meno efficace del previsto.
Pertanto, quando si guida un veicolo con freni a tamburo, è importante evitare il degrado termico delle pastiglie dei freni dovuto alle alte temperature causate dalla frenata continua. Il sistema frenante può rispondere lentamente, rendendo difficile il controllo della forza del pedale del freno, il che non favorisce la frenata frequente. I freni a tamburo hanno una struttura più complessa con molti componenti e richiedono la regolazione del gioco dei freni, rendendo la manutenzione più impegnativa.
ILpastiglie freno anteriorisono di solito leggermente più grandi delpastiglie freno posteriori. Le ruote posteriori possono anche utilizzare freni a tamburo. Il tasso di usura delle pastiglie dei freni è correlato alla frequenza con cui vengono utilizzate e alla quantità di forza applicata su di esse. La progettazione dell'auto tiene pienamente conto dell'inerzia di frenata e della spinta in avanti che si verifica durante la frenata. Durante la frenata, le pastiglie dei freni posteriori si innestano per prime, tirando effettivamente l'auto, e le pastiglie dei freni anteriori si innestano alcuni millisecondi dopo per evitare un movimento in avanti a scatti. Durante la frenata a bassa velocità o lenta, le pastiglie dei freni posteriori gestiscono la maggior parte della frenata, con le pastiglie dei freni anteriori che si innestano brevemente per portare l'auto a un arresto completo.
In caso di frenata di emergenza ad alta velocità, l'auto potrebbe inclinarsi in avanti per inerzia, quindi le pastiglie dei freni anteriori tendono a durare più a lungo di quelle posteriori. In altre parole, mentre tutti e quattro i freni funzionano tecnicamente contemporaneamente, i freni posteriori svolgono la maggior parte del lavoro. I freni posteriori sono responsabili della maggior parte della forza frenante e si attivano per primi. In normali condizioni di guida, la forza frenante di tutte e quattro le ruote aumenta contemporaneamente, ma a causa della connessione flessibile tra la carrozzeria e le ruote, il baricentro dell'auto si sposta in avanti durante la frenata. Questo fenomeno, noto come trasferimento di massa frenante, fa sì che le ruote anteriori sostengano più del 70% della forza frenante, causando un'usura più rapida delle pastiglie dei freni anteriori rispetto a quelle posteriori.
Per risolvere questo problema, le pastiglie dei freni anteriori sono in genere più spesse di quelle posteriori. In genere si consiglia di sostituire le pastiglie dei freni quando sono scese a 4 mm di spessore. Lo spessore delle pastiglie dei freni può essere ispezionato visivamente sul veicolo. Il tasso di usura delle pastiglie dei freni è influenzato principalmente dal materiale delle pastiglie e dalle abitudini di guida. Alcuni conducenti hanno abitudini di guida migliori, che si traducono in un'usura più lenta.
Inoltre,pastiglie dei frenisono dotati di "indicatori di usura" (pastiglie di allarme), che sono strisce metalliche posizionate accanto alle pastiglie dei freni. Quando le pastiglie dei freni si consumano fino a un certo spessore, le pastiglie di allarme entrano in contatto con il disco del freno ed emettono un suono acuto per avvisare il conducente che le pastiglie dei freni devono essere sostituite. Tuttavia, poiché le pastiglie di allarme sono solitamente solo su un lato, un'usura irregolare potrebbe impedire l'avvertimento. Pertanto, si consiglia di controllare le pastiglie dei freni durante ogni manutenzione del veicolo.
Il degrado delle prestazioni, o "fading dei freni", si verifica quando la capacità di frenata si deteriora e la distanza di arresto aumenta a causa delle alte temperature, come quando si guida su strade di montagna in discesa. La temperatura dei dischi dei freni può raggiungere i 450 o anche i 700 gradi Celsius, causando la perdita di efficacia delle pastiglie dei freni. Le pastiglie dei freni di alta qualità subiscono un fade minimo, mentre i prodotti contraffatti o di qualità inferiore possono subire un fade grave, perdendo quasi la capacità di frenata ad alte temperature. Ripristinare le prestazioni di frenata originali è un aspetto cruciale della qualità delle pastiglie dei freni.
In sintesi, il tasso di usura delle pastiglie dei freni è correlato alla frequenza di utilizzo e alla forza applicata. La progettazione delle auto tiene conto dell'inerzia di frenata e della spinta in avanti, facendo sì che le pastiglie dei freni posteriori si attivino per prime durante la frenata. Ciò aiuta a evitare uno scossone in avanti, poiché le pastiglie dei freni anteriori sono in ritardo di alcuni millisecondi. Durante una frenata lenta e a bassa velocità, le pastiglie dei freni posteriori gestiscono la maggior parte della frenata, mentre le pastiglie anteriori si attivano brevemente per arrestare completamente il veicolo.