在火车头工作时，锅炉中的高压空气通过上方的管道进入气室，从而产生活塞运动为传动结构提供机械能，如果这时司机将回动机手柄调到中间的位置上，这时半径杆就会移动到月牙开槽的中点上，不再上下摆动。

此时如果轮子正在转动，合并杆就只能被结合杆单独推动，带动气室阀小幅振动，不能露出进气口送气，气缸内活塞的运动跟着缓缓停止，火车就会停止了。

当需要前进启动时，司机操作手柄前推，半径杆就会往月牙槽的下方移动，从而使气室阀的行程增大，使蒸汽推动十字头摇动轮子前进。

而相反的，当司机往后拉机动手柄，那么半径杆就会往月牙槽的上半边移动，当超过中心部位时，传动结构就带动轮子反向行驶，火车就因此开始倒退。

月牙板、偏心杆、半径杆、结合杆和合并杆构成了火车换向的回动机，并同时起到了无级变速的作用。

当蒸汽火车启动时，司机需要用力地拉手柄。因为当车启动时，需要很大的扭矩，就要将半径杆推到底，使气室阀的振幅达到最大，此时进气口的打开时间最长，蒸汽推动机械结构做功的距离也就越长，也就是所谓气缸的遮断比就越高，相应的气缸内的缸压也就越大。

蒸汽火车的半径杆在最大偏角时，气缸内的遮断比大约是70%，相当于汽车里的一档。

当达到一定时速的以后，就需要轮子以较小的扭矩来维持更高的转速，司机可以通过减小半径杆的偏角，使气室阀振幅减小。

如此一来，进气口露出时间较短，气缸遮断比减小，保持较低的平均压力来维持火车高速的往复运动，就相当于汽车的高速档。所以蒸汽火车头在平时正常速度行驶中，气缸的遮断比通常会减小到30%左右。

车机组设计的这套变速系统真的是相当简洁了，只需要通过一根平平无奇的拉杆，和几块同样普通的铁片和铁棍，就能完成蒸汽火车头的转向和无级变速。

车轮组设计的动轮组合也是巧夺天工，整套动轮系统包括弹簧悬挂装置、轮对、导轮、从轮、轴箱、导轮转向架、从轮转向架和牵引装置等构成。