I freni idraulici a geometria variabile sono stati largamente diffusi in passato e molti di questi sono ancora utilizzati per la misurazione sperimentale delle prestazioni dei motori endotermici. Questi freni dinamometrici sono costituiti da una girante (rotore) posta all’interno di un involucro (statore) riempito con acqua, o una miscela di acqua e glicole. Nei freni di tipo Froude la girante e l’involucro (statore) sono provvisti di cavità e palette opportunamente sagomate per impartire all’acqua un moto vorticoso al fine di assorbire e trasformare in calore il lavoro compiuto dal motore. Il calore prodotto è smaltito facendo circolare l’acqua attraverso un radiatore. Durante il funzionamento l’acqua che riempie le cavità viene messa in circolazione secondo un moto vorticoso poiché, spinta dal rotore verso l’esterno, penetra nelle cavità dello statore e, dopo averle percorse, ritorna con velocità ridotta in quelle del rotore verso la parte più vicina all’asse di rotazione. La resistenza che l’acqua oppone alla rotazione del rotore reagisce sullo statore producendo una coppia uguale e contraria a quella generata dal motore; questa viene quindi misurata con una bilancia (o con un dinamometro) applicata all’estremità del braccio portato dallo statore. Nello spazio compreso tra il rotore ed i due elementi dello statore possono scorrere le pareti di due carter semicircolari. Questi possono essere spostati agendo dall’esterno attraverso un comando meccanico mediante il quale le due parti si avvicinano o si allontanano rispetto all’asse di rotazione. In questo modo è possibile variare la resistenza offerta al moto vorticoso dell’acqua dalle cavità interne delle due parti dello statore, ottenendo una ampia regolazione del carico resistente sul motore.
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