هناك جوانب عديدة لكيفية عمل عجلة القطار، بما في ذلك شكلها وبنيتها وتفاعلها مع المسار.
تم تصميم شكل عجلة القطار لتسهيل وظائف متعددة. أولاً، الجزء الخارجي للعجلة مدبب. يسمح هذا التصميم للقطار بضبط سرعته تلقائيًا عند الانعطاف، مما يسمح للقطار بالتعامل بسلاسة مع المنحنى دون اهتزاز مفرط. ثانيًا، تلعب الحافة الموجودة داخل العجلة دورًا توجيهيًا، حيث تنبثق ضد المسار عند الدوران، وتوجه القطار إلى الدوران. من أجل التخلص من قوة الطرد المركزي المتولدة أثناء المنعطفات، تكون القضبان على ارتفاعات مختلفة في الأجزاء المنحنية، مع كون القضبان الخارجية أعلى من القضبان الداخلية.
كما أن هيكل عجلات القطار يضمن التشغيل المستقر للقطار. تتكون عجلة القطار من جزأين: هيكل خارجي دائري وهيكل داخلي. يوجد الإطار على المحيط، وهو متصل ليشكل حلقة طويلة ومتواصلة ويتم تثبيته بإحكام على حافة العجلة. طوق العجلة عبارة عن غلاف واقٍ بحلقة معدنية مثبت على المحور ويغلف الإطار الخارجي بداخله بإحكام. أما الهيكل الداخلي فهو أكثر تعقيدًا، ويتكون عادةً من عجلتين متجاورتين، مثبتتين بإحكام على المحور ومتصلتين به. تعمل هذه المكونات الداخلية معًا، وتقوم آلية الحمل بضبط موضع العربة لموازنة توزيع الوزن تحت الحمل وتقليل الاهتزاز والضوضاء. تطبق الفرامل قوة الكبح للتحكم في سرعة السيارة وضمان سلامة عمليات القطار. تقوم أجهزة الاستشعار بقياس المعلمات المختلفة وتقديم تقرير إلى نظام المراقبة في الوقت المناسب.
يعد التفاعل بين عجلات القطار والمسارات أيضًا أحد العوامل الرئيسية لضمان التشغيل المستقر للقطارات. يقوم دوران محرك الجر بتشغيل صندوق التروس، الذي يحرك صندوق المحور، ويقوم صندوق المحور بتشغيل المحور، وينقل أخيرًا قوة الجر إلى مجموعة العجلات. تعتبر العربة جزءًا مهمًا من القطار. وتتكون من إطار وزوجين من العجلات، التي تدعم العربة وتحقق درجة معينة من الدوران. توجد 'عربتان صغيرتان' أسفل كل عربة، والتي تحمل معًا القطار الكبير وتسير على القضبان. الأجزاء الوحيدة من العربة التي تكون على اتصال بالقضبان هي العجلات، التي تنقل الحمل على السيارة إلى القضبان وتعمل كأحذية مكابح عند فرامل القاطرة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن القوة بين العجلة والسكك الحديدية تزداد مع مربع السرعة، وبالتالي فإن بيئة العمل وضغط عجلات القطارات عالية السرعة تكون كبيرة جدًا.
تعمل عجلات القطار من خلال مزيج من الشكل والبنية والتفاعل مع المسار. وتضمن هذه التصميمات قدرة القطارات على العمل بثبات وأمان، والحفاظ على قدرات النقل الفعالة في ظل ظروف الطرق المختلفة.
