，詹姆斯·内史密斯（James Nasmyth）和查理斯·梅尔（Charles May ）在英国注册了第一个真空制动机专利。真空制动机使用大气压力作为原动力，机车上设有真空泵和制动阀，车辆上设有真空制动缸，并设有一条贯通全列车的列车管，通过改变列车管的真空度来控制制动和缓解等作用，由真空制动缸产生闸瓦作用于车轮上的制动力。1860年，工程师尼赫迈亚·霍奇（Nehemiah Hodge）将真空制动带到美国并注册了专利。1872年，詹姆斯·史密斯（James Young Smith）获得了几项关于改良真空制动机