空气制动在轨道交通车辆上运用的较早，随着轨道交通车辆的发展，空气制动系统也经过一系列的发展。

对于轨道交通车辆来说，当要施加制动时，只需将闸瓦压上车轮摩擦就可以。此时只需要将制动缸充气，依靠压缩空气来推动制动缸里面活塞的运动，从而推动连杆，使得闸瓦动作，挤压车轮踏面，实现制动。接下来就是考虑要如何控制，才能让司机进行制动操作时，实现车辆的所有的制动缸都充气？

可以布置一根贯穿全列车的管路，然后让管路与所有的制动缸都相连，这样当需要施加制动时，司机通过操作一个控制器，使得车辆向管路充气，从而也会向所有的制动缸充气，实现了制动；而当需要缓解的时候则可以直接将管路的气排出来实现。通过这个结构就可以实现基本的制动施加和缓解操作。在这个过程中我们还需要基本的压缩空气，这个一般是由空压机以及储存压缩空气的风缸构成。

通过上面两段文字的思考，我们可以使用这种方式实现了制动的基本功能，下面我们再正向的把这个过程梳理一遍。

由空压机产生压缩空气输出至总风缸存储，总风缸则和制动阀（控制器）直接相连，列车管与制动缸相连。制动阀是整个制动控制的核心部件。

制动阀有三个工作位置，分别为制动位、保压位和缓解位。

当制动阀置于制动位，总风缸的压缩空气通过制动阀输出至列车管，接着输出至各车的制动缸，推动制动缸内的活塞移动，压缩活塞背后的缓解弹簧，使活塞杆向外伸出，闸瓦压紧车轮踏面，产生制动作用。

当制动阀置于保压位时，总风缸、制动管和大气之间的通路均被隔断，制动管和制动缸的空气压强保持不变。如果在制动缸升压过程中将手柄反复置于制动位和保压位，则可使制动缸空气压强阶段式上升，这种作用称为“阶段制动”。

当制动阀置于缓解位时，制动缸和制动管的压缩空气均可由制动阀排往大气，制动得到缓解。如果在制动缸降压过程中将手柄反复置于缓解位和保压位，可使制动缸压强阶段式下降，这种作用称为“阶段缓解”。

以上描述的这种制动方式称为直通式空气制动。制动管直接通向制动缸（直通），制动管充气则制动缸也充气，产生制动；当制动管排气时制动缸也排气，产生缓解。直通式空气制动是较早出现的空气制动方式，结构也较为简单。

直通式空气制动的优点是构造简单，并且既可以阶段制动也可以阶段缓解，便于调节制动力。缺点是当列车发生分离事故时，若制动软管被拉断，将彻底丧失制动能力；同时，由于制动时所有车辆的制动缸都靠机车上的总风缸经制动管供气，缓解时各车制动缸的压缩空气都需经制动管从机车上的制动阀排出，因此，列车前后部制动和缓解发生的时间差大，会造成较强的纵向冲击，不适于编组较长的列车。

目前，直通式空气制动机在既有铁路车辆上已经淘汰，逐渐被自动式空气制动所取代。