火车过曲线时,其转向主要依靠轮缘与钢轨的相互作用以及道岔的控制。
火车车轮与钢轨的接触面是一个多弧度的踏面,当火车进入曲线时,钢轨相对车轮向曲线内侧发生了偏移。这种偏移使得曲线内侧的车轮接触圆周的直径变小,而曲线外侧的车轮接触圆周的直径变大。
这样,当车轮转动相同的周数时,曲线内侧的车轮滚动长度小于曲线外侧,从而使火车顺利通过曲线。此外,轮缘与钢轨的挤压以及曲线处钢轨内倾可以补足火车曲线通过时所需的向心力,保证列车顺利通过曲线。
道岔是列车进行股道变换的线路连接设备。火车从一条轨道进入另一条轨道需要靠道岔来完成。通过改变道岔不同的开通位置,就可以控制列车进行转向和股道变换。道岔的岔尖摆向哪一侧,轮缘就被引导到哪一侧。
道岔的左右摆动是由车站或者调度来控制的,司机需要控制好列车速度,看准信号确认凭证,确保万无一失。