Eine Vakuumbremse diente als universelles Standardbremssystem in Eisenbahnzügen, bis sie durch die heute eingesetzten effizienteren und sichereren Druckluftsysteme ersetzt wurde. Das Vakuumbremssystem funktioniert, indem es in einer Reihe von Schläuchen, die durch den Zug verlaufen, ein Vakuum erzeugt. Diese Schläuche sind an jedem Wagen mit Kolbeneinheiten verbunden, die bei Betätigung durch den Unterdruck Bremssättel an den Wagenrädern schließen. Bei älteren Dampfzügen wurde das Vakuum durch Ejektoren an der Lokomotive geliefert, während neuere Systeme elektrisch angetriebene Vakuumpumpen verwendeten. Obwohl Druckluftsysteme heute in den meisten neuen Zügen die Norm sind, gibt es immer noch Bahnbetreiber, die Fahrzeuge mit kombinierten Druckluft-/Vakuumbremsen verwenden.
Obwohl im Allgemeinen effektiv, haben einfache Vakuumbremssysteme einen schwerwiegenden, manchmal tödlichen Fehler, dh jeder Bruch in den Schläuchen macht das gesamte System funktionsunfähig. Diese vernichtende „Achillesferse“ führte zu mehreren schweren Unfällen mit außer Kontrolle geratenen Zügen und schließlich zur Installation des sichereren automatischen Vakuumbremssystems. Automatische Vakuumsysteme blockierten alle Bremsen eines Zuges, wenn die Vakuumversorgung unterbrochen wurde. Obwohl sicherer, waren die Systeme insbesondere bei langen Zügen immer noch langsam zu initialisieren. Diese Leistungsprobleme führten langsam zur weit verbreiteten Installation von Druckluftbremssystemen, die schneller zu betätigen und zu lösen und im Allgemeinen sicherer sind.
Das Herzstück des Unterdruckbremssystems ist eine zentrale Unterdruckleitung oder -leitung, die sich über die gesamte Länge des Zuges erstreckt. Die Leitung ist typischerweise ein Stahlrohr an den Wagen, das mit flexiblen Schläuchen zwischen den einzelnen Wagen verbunden ist. Der letzte Wagen hat am Ende seiner Vakuumleitung eine Blindarmatur, um den Kreislauf zu schließen. Bei Dampflokomotiven liefert ein Ejektor den Unterdruck für die Bremsen und wird über eine Reihe von Hebeln im Führerstand reguliert. Diese Ejektoren sind einfache dampfbetriebene Venturi-Vorrichtungen, die ausreichend Unterdruck ziehen, um das Vakuumbremssystem zu betätigen.
Wenn Bremskraft erforderlich ist, aktiviert der Lokführer den Ejektor, der Luft aus der Mittelleitung saugt und so einen Unterdruck im System erzeugt. An der Unterseite jedes Wagens ist eine Bremskolbenbaugruppe montiert und mit der zentralen Unterdruckleitung verbunden. Wenn dieser Kolben durch den Unterdruck im System bewegt wird, aktiviert er eine Reihe von Gestängen, die die Bremsbacken gegen die Schlittenräder ziehen. Wenn die Bremsen gelöst werden, verringert sich der Unterdruck und Luft strömt zurück in den Kolbenzylinder, der ihn zurückbewegt und den Bremssattel wieder öffnet, um die Räder zu lösen.