真空ブレーキ
もし両方の設備を載せられるだけのスペースがあれば、真空ブレーキと空気ブレーキのデュアルブレーキにすることもできる。どちらか一方のための引き通しブレーキ管を備えているのなら、もう一方のブレーキを装備することはかなり簡単である。列車の乗務員は、使用する側のブレーキシステムを備えていない貨車がブレーキ力を働かせないように注意する必要があり、また下り勾配での余裕を見る必要がある。イギリス国鉄の初期の多くのディーゼル機関車はデュアルブレーキを備えていて、国有化以前の各私鉄から引き継いだ車両がその出自に応じて異なるブレーキシステムを搭載していることに対応していた。
空気ブレーキでは列車の末端でブレーキ管にしっかり栓をする必要がある。閉栓が不適切であると、ブレーキ力が減少して危険なオーバーラン事故を招くことになる。真空ブレーキでは、列車の末端では真空の吸引力により栓をすることができる。真空ブレーキは空気ブレーキに比べてブレーキ管を塞ぐことが難しい。
上述したように自動真空ブレーキは、鉄道のブレーキにおいてかなりの技術的進歩となった。実際の蒸気機関車では2つのエゼクターを持ち、小さなエゼクターで走行中に空気の漏れによってブレーキ管に入ってきた空気を吸出し、大きなエゼクターでブレーキを緩めていた。後のグレート・ウェスタン鉄道などでは、小さなエゼクターの代わりにクロスヘッドに接続された真空ポンプを用いた。
機関士の用いるブレーキ弁は通常、機関車の蒸気ブレーキの制御と組み合わせられていた。
ブレーキシリンダーにはリリースバルブが取り付けられている。シリンダーのそばにあるコードを手で引くことで操作され、その車両のブレーキシリンダーの上側(真空タンク側)に空気が入る。これは、列車から切り離された車両を他の機関車に連結せずに移動させるために、ブレーキを緩める時に必要とされている。列車から車両を切り離した時点では、ブレーキシリンダーには真空が残っており、一方切り離し作業のためにブレーキ管内に空気が入って、ブレーキが最大に効いた状態になっているからである。空気の漏れによりブレーキシリンダーの真空は次第に大気圧に戻っていくが、リリースバルブを操作することにより素早く大気圧に戻してブレーキを緩めることができる。
国有化以前のイギリスの鉄道会社は、最大の緩解でブレーキ管の圧力が21水銀柱インチ(533.4トル)の真空で動作するシステムで標準化していた。
ブレーキシリンダーの上側からもブレーキ管を通じて空気が抜かれ、図では緑の部分が真空となる。
機関士がブレーキ弁をブレーキを締める位置に移動させると、ブレーキ管に空気が入ってくる。機関士の操作により、ブレーキ管内の圧力は大気圧に近くなる。この時、図の中で青く塗られている部分は、ブレーキピストンより上の緑に塗られている部分より高い圧力になり、この圧力差がピストンを上へ持ち上げてブレーキを作動させる。機関士は、ブレーキ管内に入れる空気の量を加減することでブレーキ力を加減することができる。
一旦ブレーキを掛けた後、ブレーキ弁を緩めの位置に戻すと、エゼクターが動作してブレーキ管から空気を抜いて再び元の気圧に戻そうとする。この時、ブレーキピストンは素早く戻ってすぐにブレーキ力が抜けるが、ブレーキシリンダー内の圧力が十分下がるまでには少し時間が掛かる。このため、一旦緩めた後にすぐにブレーキを再度掛けようとすると、シリンダー内の真空が足りずにブレーキが弱くしか掛からないという現象が起こる。安全のためには十分空気を抜いて真空度が回復してから列車を出発させる必要がある。