Os freios a ar são uma maneira eficaz de reduzir a velocidade de um trem usando ar comprimido. Esses freios são o principal meio de parar trens, ônibus e caminhões grandes. Eles usam um pistão acionado por mola que é empurrado pela pressão do ar para aplicar os freios. A pressão do ar é gerada por um compressor acionado pelo motor, que é regulado para garantir que o sistema tenha um suprimento de ar constante. O ar comprimido é armazenado em reservatórios de ar e é controlado pelas válvulas de controle do freio a ar (CCV) para aplicar e liberar os freios. Um basico cilindro de freio a ar tem 6 componentes: tubo de freio, válvula de controle do carro (CCV), reservatórios de ar auxiliar e de emergência, cilindro de freio e válvula de retenção.

O ar no sistema de abastecimento é filtrado, seco, comprimido e armazenado nos reservatórios de ar principais. A pressão do ar é mantida em 130 a 140 psi. O ar nos reservatórios de ar principais é transferido para os reservatórios de ar auxiliares e de emergência por uma série de válvulas de controle pneumáticas. Cada vagão do trem é abastecido com seu próprio reservatório de ar auxiliar. A CCV, afixada no suporte do tubo do freio, possui 2 porções de válvula, Serviço e Emergência. Possui 3 funções: carregar os reservatórios auxiliares e de emergência do tubo do freio, acionar o sistema de frenagem e liberá-lo.

A CCV é um complexo conjunto de válvulas, mas a função essencial é manter a pressão do ar em cada veículo durante uma aplicação de frenagem. Isso é chamado de “manutenção da pressão do tubo de freio”. Evita que os reservatórios auxiliares e de emergência esvaziem mais rápido do que o tubo de freio pode recarregá-los. Este problema é uma causa frequente de fugas de comboios. Uma maneira simples de evitar isso é não usar os freios do trem para descidas longas e aplicá-los apenas uma vez até o ponto em que a pressão do ar no tubo do freio caia para zero psi.

Em sistemas tradicionais com uma válvula tripla, a posição Lap do valor do pé descarrega o ar de um lado do pistão para o outro. Isso é usado apenas em emergências, quando a válvula tripla detecta uma queda repentina de pressão de ar ao longo do tubo de freio. Algumas válvulas triplas e distribuidores são equipados com válvulas sensoras que detectam uma queda rápida na pressão do ar. Isso aumenta a taxa na qual os freios são aplicados, mas não pode ser usado para iniciar uma aplicação de emergência.

Um reservatório de emergência é fornecido em cada carro e recarregado no tubo do freio, mas não é ativado até que a válvula de emergência se abra. Alguns trens também são equipados com uma versão especial da válvula tripla, chamada de distribuidor, que executa a mesma função, mas inclui uma capacidade de liberação graduada que melhora o controle do freio. Isso não é usado em sistemas modernos de freio a ar, que usam um controle de distribuição de ar equipado com sensor para obter o mesmo efeito. O controle de distribuição de ar é normalmente afixado na extremidade do tubo de freio e possui torneiras angulares que são fechadas quando o veículo é desacoplado.