但是，這時的火車還不夠完善。致命的缺點是剎車不靈，經常導致運行事故。在壹般公眾眼裏，火車也是壹種不安全的交通工具，有人將它戲稱為“踏著輪子的混世魔王”。
當時的火車剎車裝置十分原始，最初僅僅裝在車頭上，完全憑司機的體力扳動閘把來剎車，很難使沈重的列車迅速停下來。後來改進為每節車廂上都安壹個單獨的機械制動閘，配備壹個專門的制動員，遇有情況，由司機發出信號，各個制動員再狠命接下閘把。這樣雖然稍好壹些，但仍然不能迅速地剎住列車。因此，發明壹種靈敏有效的火車剎車裝置，已成了鐵路系統壹項亟待解決的大問題。
很多人都曾致力於改進火車剎車裝置的研究，但誰也沒想到，最終獲得成功的卻是壹位貧困的美國年輕人——威斯汀豪斯，他發明了壹種靈敏可靠的空氣制動閘，給火車這匹巨大不羈的“鐵馬”，系上了“韁繩”，在鐵路安全運輸史上豎立了壹個值得紀念的裏程碑。
威斯汀豪斯發明新型火車空氣閘的念頭，是由壹次偶然的事件激發起來的。他在壹次旅行中，恰好趕上了因火車剎車不靈造成的嚴重撞車事故。目睹了壹場車毀人亡的慘劇，他當時就下定決心，要發明壹種有效的制動閘，來避免交通事故的發生，保障鐵路運輸的安全。
他首先想到了蒸汽。既然列車是蒸汽推動的，為什麽不能用蒸汽來制動呢？他設計了壹套裝置，用管路把鍋爐和各個車廂連接起來，試圖用蒸汽來推動汽缸活塞，從而壓緊閘瓦，達到剎車的目的。但由於高壓蒸汽在長長的管路裏迅速冷凝，喪失壓力，實驗未能取得預想的效果。
威斯汀豪斯正在壹籌莫展時，有壹天他偶然買了壹份《生活時代》報，壹條報道法國開鑿塞尼山隧道，介紹壓縮空氣驅動大型鑿巖機的消息，使他聯想到苦思冥索的制動閘：既然壓縮空氣可以驅動鑿巖機，開掘堅硬的巖石，或許也能夠驅動火車制動閘。
基於這個想法，威斯汀豪斯終於制成了新型的空氣閘。其原理並不復雜，只要增加壹臺由機車帶動的空氣壓縮機，通過管道將壓縮空氣送往各個車廂的汽缸就行了。剎車時，只要壹打開閥門，壓縮空氣就會推動各車廂的汽缸活塞，將閘瓦壓緊，使列車迅速停下來。
1868年，年僅23歲的威斯汀豪斯取得了空氣制動閘的專利權，組成了威斯汀豪斯制動閘公司。直到今天，空氣制動閘仍然是火車和汽車運行的安全保障。