Bien que la généralisation des freins à disque soit assez récente, leur invention, elle, est très ancienne : le premier frein à disque connu était à commande électromagnétique ; il fut inventé par Sperry en 1898. Plus tard, le Dr Lanchester, constructeur automobile, en breveta un à commande mécanique en 1902 et le monta sur ses voitures dès 1906. Ce système tomba ensuite dans l’oubli pour réapparaître sur les bombardiers lourds, au cours de la Seconde Guerre mondiale, son excellente résistance à l’échauffement permettant d’améliorer considérablement le freinage de ces lourdes machines.
Il ne réapparut en automobile que dans les années 50 (malgré une tentative chez Crossley en Amérique), et ce dans le domaine de la compétition des freins à disque Dunlop équipèrent la Jaguar type C qui triompha aux 24 Heures du Mans en 1953. Son excellent freinage fut un de ses atouts majeurs dans cette course d’endurance qui l’opposait à des voitures de cylindrée et de puissance bien supérieures.
Citroën, le premier, fit bénéficier une voiture de grande série - la DS - de freins à disque sur les roues avant, devançant Jaguar qui n’en équipa ses berlines qu’un an plus tard. Actuellement, la quasi-totalité des voitures sont équipées, au moins à l’avant, de freins à disque.
Deux plaquettes en acier garnies d’un matériau de friction à base d’amiante viennent serrer un disque en fonte. Ces plaquettes sont pressées contre le disque par les pistons déplacés par la pression hydraulique envoyée dans l’étrier par le maître-cylindre. Les avantages offerts par le frein à disque par rapport au frein à tambour sont nombreux d’abord il procure un freinage à la fois plus progressif (pas d’effet d’auto-engagement) et plus puissant (mais il demande une pression hydraulique plus forte qu’un frein à tambour) ; aussi il résiste mieux à l’échauffement et est plus léger.
Son poids et son encombrement moindres constituent autant d’avantages au niveau de la suspension, puisqu’ils contribuent à diminuer le poids des masses non suspendues. Dans ce but, certains constructeurs ont accolé les disques de freins directement en sortie de différentiel (Citroën, Alfa Roméo, Jaguar, Rover). Les étriers de freins sont soit en acier soit en alliage léger, et peuvent comporter un seul piston (étrier flottant) ou plusieurs (étrier fixe). L’étrier flottant en alliage léger fut employé avec succès par Renault sur sa petite R8 dans les années 60. L’étrier fixe à plusieurs pistons (jusqu’à 4 sur certaines voitures à double circuit hydraulique) est plus efficace car il permet un meilleur centrage des plaquettes.
Sur les automobiles très rapides, le problème de l’échauffement excessif est néanmoins apparu, et les constructeurs se sont tournés vers un nouveau type de disque le disque ventilé. Ce dernier est beaucoup plus épais que le premier et comporte des alvéoles internes permettant pratiquement de doubler la surface de refroidissement. Mais son poids est plus élevé, et son prix de revient supérieur.
