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車輪セットとは、鉄道車両の車軸に固定された一対の車輪のことです。車輪セットは、車両の両端にある台車（北米では「トラック」と呼ばれる）に取り付けられることが多く、台車は少なくとも2つの車輪セットを保持する旋回式のフレーム構造になっています。現代の貨車や客車のほとんどは、台車にそれぞれ2つの車輪セットを備えていますが、重量物を運ぶ貨車の台車には3つ（またはそれ以上）の車輪セットが使用され、一部の客車にも3つの車輪セットを備えた台車があります。かつてヨーロッパやイギリスとその植民地でほぼ普遍的だった4輪の貨物貨車は、車輪セットが2つしかありませんでしたが、近年、列車の積載量が増加するにつれて、このような車両は少なくなっています。
ほとんどの列車の車輪は、車輪フランジがレール側面に接触する可能性を減らし、カーブ抵抗を低減するために、約 1/20 の円錐状のテーパーを備えています。レールは一般的に 1/40 で内側に傾斜しており、これは車輪の円錐よりも小さい角度です。円錐形がない場合、車輪は鉄道車両の慣性により直進する傾向があり、カーブで車輪セットが外側のレールに向かって移動します。円錐は、外側のレールに向かって移動するにつれて車輪の実効直径を増加させ、車輪は車軸にしっかりと取り付けられているため、外側の車輪がわずかに遠くまで移動し、車輪セットがより効率的にカーブに追従します。このようにして、車輪とレールの接触面での異常摩耗が回避され、[ 1 ]、通常、それによって発生する、大きくて耳をつんざくような非常に高いキーキー音も回避されます。これは、平らな面が滑り、フランジがレールに沿って擦れるために、トンネル、駅、高架線路のカーブで特に顕著になります。しかし、円錐度の程度がサスペンションやトラックに不適切な場合、高速走行時に不快な振動が発生する可能性がある。最近の研究では、車輪とレールの形状をわずかに変更することで、さらに性能を向上させることができることも示されている。[ 2 ]
すべての鉄道が円錐形の踏面を持つ車輪を採用しているわけではない。サンフランシスコのベイエリア高速鉄道（BART）システムは、円筒形の車輪と平らな上面のレールで建設されたが、乗客からのきしみ音に関する長年の苦情を受けて、2016年に車輪の形状を円錐形の踏面に改め始めた。 [ 3 ]オーストラリアのクイーンズランド鉄道は、1980年代半ばに列車の積載量が大幅に増加し、この方式が維持できなくなったまで、円筒形の車輪と垂直のレールを使用していた。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
ゴムタイヤ式の地下鉄車両の中には、フランジの深い鋼製車輪の外側にゴムタイヤを装着した特殊な車輪セットを備えているものがあり、これにより台車が標準的な鉄道分岐器を通過する際にスムーズに走行し、タイヤがパンクしても脱線を防ぐことができる。このシステムはもともとミシュランがパリ地下鉄向けに考案したもので、最初の路線は1956年に開通した。
