L’entrada d’aire de la vàlvula del relé està connectada al dipòsit d’aire i la sortida d’aire a la cambra d’aire del fre. Quan es trepitja el pedal del fre, la pressió d’aire de sortida de la vàlvula de fre s’introdueix com la pressió de control de la vàlvula de relé. Sota l'acció de la pressió de control, la vàlvula d'admissió s'obre, de manera que l'aire comprimit entra al fre directament des del dipòsit d'aire a través del port d'admissió. La cambra d’aire en moviment no necessita fluir per la vàlvula de fre, cosa que escurça molt la canonada d’inflat de la cambra d’aire de fre i accelera el procés d’inflat de la cambra d’aire. Per tant, la vàlvula de relé també s’anomena vàlvula d’acceleració.
La vàlvula de relé s’utilitza al final d’una canonada llarga per omplir ràpidament la cambra de fre amb aire comprimit del cilindre d’aire, com en un sistema de fre de remolc o semiremolc.
En general, s’utilitza una vàlvula de relé diferencial. Per evitar el funcionament simultani dels sistemes de conducció i estacionament, el cilindre de fre de molla combinat i la força a la cambra de fre de molla es superposen, per evitar la sobrecàrrega dels elements de transmissió mecànica i la càrrega i esgotament ràpid del cilindre de fre de molla.
