19世紀(jì)初，以蒸汽為動(dòng)力的火車出現(xiàn)了。1829年，舉行的一次“火車競(jìng)賽”中，斯蒂芬森駕駛著滿載的“火箭號(hào)”機(jī)車，以時(shí)速56千米創(chuàng)造了陸地第一個(gè)車輛奔跑速度記錄。此后，呼嘯的火車開始奔馳在美國(guó)和歐洲大陸，形成了鐵路交通運(yùn)輸業(yè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。

但是，這種火車還不夠完善。致命的缺點(diǎn)是剎車不靈，經(jīng)常發(fā)生運(yùn)行事故。因此在當(dāng)時(shí)，人們認(rèn)為火車也是一種不安全的交通工具，并將它戲稱為“踏著輪子的混世魔王”。

當(dāng)時(shí)的火車剎車裝置十分原始，最初僅僅裝在車頭上，完全憑司機(jī)的體力扳動(dòng)閘把來(lái)剎車，很難使沉重的列車迅速停下來(lái)。

后來(lái)改進(jìn)為每節(jié)車廂上都安裝一個(gè)單獨(dú)的機(jī)械制動(dòng)閘，配備一個(gè)專門的制動(dòng)員，遇有情況，由司機(jī)發(fā)出信號(hào)，各個(gè)制動(dòng)員再狠命按下閘把。這樣雖然稍好一些，但仍然不能迅速地剎住列車。因此，發(fā)明一種靈敏有效的火車剎車裝置，已成了鐵路運(yùn)行的大問題。

很多人都曾致力于改進(jìn)火車剎車裝置的研究，但誰(shuí)也沒想到，最終獲得成功的卻是一位貧困的美國(guó)年輕人——威斯汀豪斯，他發(fā)明了一種靈敏可靠的空氣制動(dòng)閘，給火車這匹巨大不羈的“鐵馬”，系上了“韁繩”，在鐵路安全運(yùn)輸史上豎立了一個(gè)值得紀(jì)念的里程碑。

威斯汀豪斯發(fā)明新型火車空氣閘的念頭，是由一次偶然的事件激發(fā)起來(lái)的。

他在一次旅行中，恰好趕上了因火車剎車不靈造成的嚴(yán)重撞車事故。目睹了一場(chǎng)車毀人亡的慘劇。他當(dāng)時(shí)就下定決心，要發(fā)明一種有效的制動(dòng)閘，來(lái)避免交通事故的發(fā)生，保障鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

他首先想到了蒸汽。既然列車是蒸汽推動(dòng)的，為什么不能用蒸汽來(lái)制動(dòng)呢？他設(shè)計(jì)了一套裝置，用管路把鍋爐和各個(gè)車廂連接起來(lái)，試圖用蒸汽來(lái)推動(dòng)汽缸活塞，從而壓緊閘瓦，達(dá)到剎車的目的。

基于這個(gè)想法，威斯汀豪斯終于制成了新型的空氣閘。其原理并不復(fù)雜，只要增加一臺(tái)由機(jī)車帶動(dòng)的空氣壓縮機(jī)，通過(guò)管道將壓縮空氣送往各個(gè)車廂的汽缸就行了。剎車時(shí)，只要一打開閥門，壓縮空氣就會(huì)推動(dòng)各車廂的汽缸活塞，將閘瓦壓緊，使列車迅速停下來(lái)。