CN207106238U - 一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其包括：轮轨车辆底部设置有电磁铁，沿线路轨道设置有由导磁材料制成的反作用导轨；所述反作用导轨与所述电磁铁的磁极上下相对设置且留有空气隙；所述电磁铁磁极与所述反作用导轨之间形成磁场并相互吸引，进而在所述轮轨车辆的车轮不脱离轨道的前提下为轮轨车辆提供辅助支撑力与辅助导向力。本实用新型在轮轨车辆不改变轮轨运行方式情况下，利用电磁作用力提供辅助支撑力和导向力，从而大大减小轮轨车辆运行的摩擦阻力，进而降低牵引功率，提高车速，增加运量，节能降耗；减轻轮轨部件磨耗，降低维修养护成本；减震降噪，乘坐舒适，环境友好。

Description

一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其是涉及适用于轮轨铁路列车、城市轨道交通等轮轨车辆的辅助支撑导向设备。

背景技术

轮轨铁路以其运输量大、速度快、安全可靠成为国民经济中重要的物流手段，火车也是人们出行的重要交通工具。随着社会经济发展和科学技术进步，轮轨铁路技术也得到快速发展，在国民经济建设和人民生活中发挥着越来越重要的作用。特别是高速铁路的快速发展，使人们出行更加方便快捷，有效加强了地区间的经济交流和人员往来；城市轨道交通和地铁的建设有效改善和缓解了城市公共交通的压力；而铁路网络的普及以及货运铁路专线的建设，更有效加强了人员和资源的流动，促进国民经济的发展等等。轮轨铁路技术每一次进步都有力促进了社会经济的发展和人民生活水平的提高。

但是，轮轨铁路的基本技术特征是列车在轨道上行驶，通过列车车轮和钢轨的接触实现列车的支撑、导向和驱动运行三大功能。由于铁路列车载重量大，车体沉重，在高速行驶时车轮与钢轨的刚性接触必然产生剧烈的摩擦、振动和冲击。这不仅需要强大的牵引动力克服摩擦阻力，而摩擦和冲击使轮轨部件快速磨耗，增加了维修养护成本并使安全性降低，同时轮轨冲击产生振动和噪音使乘客感觉不舒适并对周围环境造成噪声污染。因此，减小阻力、减轻磨耗和减震降噪是轮轨铁路技术始终追求的目标。

实现上述目标通常采取的技术措施是：提高铁路线路的建设标准和轨道的平顺度、采用各种减震降噪技术措施、采用特种耐磨钢材制造轮轨设备以及减轻车体重量等等。由于摩擦阻力的大小、轮轨部件磨耗的快慢以及冲击振动的强弱都与轮轨接触的作用力成正比，因此在传统轮轨技术中，减小摩擦阻力、减轻磨耗和减震降噪最直接有效的措施就是减轻轮轨列车的重量以减轻车轮与钢轨间的作用力。为此，现代铁路特别是客运铁路都朝着列车轻量化方向发展，高铁列车更是不惜花费高昂造价，采用各种新材料、新技术减轻车体的自重，并限制乘员定额人数以减轻列车轴重，缩小列车编组以减小阻力，同时还采用多动车驱动提升牵引动力来克服列车运行阻力，达到高速行驶的目的。这样一方面列车的轻量化和多动车驱动使列车制造成本大大增加，而限制乘员定额、缩小列车编组又限制了列车运量，使单位运营成本居高不下。即使这样，高速铁路列车的运行速度仍没有达到人们的期望，而高铁票价昂贵，也让很多普通老百姓望而却步，这也是高速铁路普及和发展的一大障碍。城市轨道交通和地铁由于乘客众多，人员密集，列车的振动和噪音，使得乘坐舒适性大为减低，地面轻轨列车还对线路两侧环境造成噪音污染。这些都是传统轮轨铁路需要改进解决的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对现有轮轨车辆的支撑和导向方法加以改进，提供一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，以解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其包括：轮轨车辆底部设置有电磁铁，沿线路轨道设置有由导磁材料制成的反作用导轨；所述反作用导轨与所述电磁铁的磁极上下相对设置且留有空气隙；所述电磁铁磁极与所述反作用导轨之间形成磁场并相互吸引，进而在所述轮轨车辆的车轮不脱离轨道的前提下为轮轨车辆提供辅助支撑力与辅助导向力。

进一步地，还包括用于调节所述电磁铁的励磁电流大小的励磁控制器；所述辅助支撑力的大小通过所述励磁控制器调控所述电磁铁的励磁电流进行自动控制，所述辅助导向力在所述车辆转向或偏航时自动产生。

进一步地，所述轮轨车辆为提供驱动力的动力车(包括机车和动车)或无动力的拖车；

支撑所述拖车的所述辅助支撑力承载的重量，在该拖车重量的0-95％以内调节；

支撑所述动力车的所述辅助支撑力承载的重量，在所述动力车总重量减去满足所述动力车驱动运行粘着系数所需的重量后剩余重量的0-95％以内调节。

进一步地，所述电磁铁包括铁芯和励磁线圈；所述铁芯横截面形状为C字型，中间设置有用于容纳所述反作用导轨的容纳空间；所述铁芯的两端设置参数相同的所述励磁线圈；

所述反作用导轨为板式导磁体，左右两侧的下方设置有下凸的凸起轨；

所述电磁铁的两端磁极包绕到所述反作用导轨两侧下方与两个所述凸起轨分别上下对应设置，所述磁极与所述凸起轨之间留有所述空气隙。

或者，所述电磁铁包括两个相互独立的左电磁铁和右电磁铁；

所述反作用导轨包括两个相互独立的左导磁体导轨和右导磁体导轨；

所述左电磁铁和右电磁铁通过安装构件设置在所述轮轨车辆底部，且分别与所述左导磁体导轨和右导磁体导轨上下对应、中间留有所述空气隙。

进一步地，所述左电磁铁和右电磁铁的铁芯横截面为U型；所述左导磁体导轨和右导磁体导轨的横截面为倒U型。

进一步地，所述反作用导轨固定在横截面为倒T形的导轨基座上；所述反作用导轨与所述导轨基座的断面整体呈对称工字形结构。

进一步地，所述电磁铁铁芯和所述反作用导轨均由(具有一定强度的)高导磁率软磁材料(如硅钢)制成；所述导轨基座由高强度钢材(如钢轨钢)制成。

进一步地，所述反作用导轨由所述导轨基座支撑连续安装在线路轨道上，以所述线路轨道的中轴线左右对称设置。

进一步地，所述电磁铁安装在所述轮轨车辆的转向架上；所述电磁铁以所述转向架纵向中线左右对称设置，同时以所述转向架前后轮对的横向中线前后对称设置，用于车轮的均衡支撑和导向。

每台所述转向架装设一个或多个所述电磁铁。

进一步地，所述电磁铁通过安装构件悬挂安装在所述轮轨车辆转向架的构架上；

当所述转向架采用一系弹簧悬挂即所述转向架构架与轴箱间不设弹簧时，所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的空气隙大小固定；

当所述转向架采用二系弹簧悬挂时，所述空气隙的大小随一系弹簧的挠度变化而变化，一系悬挂弹簧刚度与所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间空气隙的最大允许变化范围相匹配，即一系弹簧的挠度变化范围不大于所述空气隙的最大允许变化范围；

或者，所述电磁铁通过安装构件悬挂安装在所述轮轨车辆转向架的轴箱机构上，所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的空气隙大小固定；

通过调节所述安装构件的高度，整定所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的静态初始空气隙大小。

进一步地，所述导轨基座支撑反作用导轨的高度空间须大于与所述反作用导轨下对应的所述电磁铁磁极的最大上下活动范围并留有余地。

进一步地，所述反作用导轨的安装高度，即所述反作用导轨工作面与两侧的钢轨轨头踏面的水平高差，须满足所述电磁铁磁极最低点通过道岔的要求，必要时在所述导轨基座下加高轨枕高度或另装设导轨垫枕。

进一步地，所述励磁控制器包括：功率单元、控制单元、保护单元、传感器、给定信号、励磁开关和励磁电源。

其中，所述功率单元为功率斩波器，其输出端与所述电磁铁的励磁线圈连接，输入端经所述励磁开关与励磁电源连接；所述电磁铁的励磁电流由所述功率单元的输出控制。

工作时，所述控制单元接收监测被控量(重力、空气隙)的传感器的反馈信号与车辆控制发出的给定信号，经比较、放大、并综合其他辅助信号，处理后向功率单元输出脉宽控制信号，调控励磁电流的大小，控制被控量(重力或空气隙)为给定数值。

当所述电磁铁磁极与反作用导轨间空气隙固定不变时(当所述电磁铁安装在转向架轴箱机构上或者安装在转向架构架上且转向架采用一系弹簧悬挂时)，轮轨车辆的车轮承载重量为主要被控量，重力传感器的反馈信号为主要反馈控制信号，气隙传感器反馈作为保护等辅助信号使用。

当所述电磁铁安装在转向架构架上且转向架采用二系弹簧悬挂时，所述空气隙随一系弹簧挠度改变而变化，控制空气隙即可控制一系弹簧挠度进而控制所述轮轨车辆的轮轨载重量，因此空气隙为主要被控量，气隙传感器的反馈信号为主要控制反馈信号，重力传感器反馈信号作为保护等辅助信号使用。

进一步地，所述保护单元的保护包括：所述励磁电流的过流保护、短路保护，所述电磁铁磁极励磁线圈的过热保护，所述轮轨车辆的防浮起保护和所述电磁铁磁极的防吸死保护；

所述的过流保护、过热保护、防浮起保护动作后首先通过所述控制单元控制所述功率单元限制励磁电流；如故障不能消除则延时断开所述励磁开关；

所述短路保护和所述防吸死保护动作后，瞬时通过所述控制单元控制所述功率单元关闭励磁电流，同时断开所述励磁开关。

进一步地，用于励磁反馈控制与保护的所述传感器包括：

检测所述电磁铁磁极与所述反作用导轨凸起轨间空气隙大小的气隙传感器；

用于检测所述车辆车轮承载重量的重力传感器；

用于检测励磁电流大小的电流传感器；

以及检测所述电磁铁励磁线圈温度的温度传感器。

综合所述，磁力辅助支撑、导向方法的工作过程是：当轮轨车辆上安装的电磁铁通电励磁后，产生的磁场穿过空气隙经反作用导轨形成闭合的磁通通路并在电磁铁磁极与反作用导轨之间产生气隙磁场，电磁铁磁极与反作用导轨之间依据气隙磁场磁感应强度大小产生电磁作用力(吸力)，该作用力经安装构件对车辆提供辅助支撑力，并经反作用导轨将支撑力传递到道床和路基上；励磁控制器通过相关传感器的反馈，自动调控电磁铁的励磁电流，从而控制磁力辅助支撑力为给定数值，实现磁力支撑力与轮轨接触支撑力的分配。

另外，当轮轨车辆转向或偏航时，电磁铁两侧磁极与反作用导轨两侧凸起轨的上下对应位置将发生偏离(即磁极与凸起轨之间在水平投影平面内错开或者偏离)，致使穿过气隙的磁力线发生扭曲，于是产生侧向吸力，该侧向吸力趋向于迫使磁极和导轨恢复至上下对应位置，该侧向力即是自动产生的辅助导向力，在一定范围内，偏离越多导向力越大。

当车辆减速或刹车时，为了增大轮轨间的摩擦阻力，可自动通过给定控制减小或去除磁力辅助支撑力。

采用本实用新型提供的技术方案，具有以下有益效果：

1、大大减小轮轨车辆(如轮轨列车)运行时的摩擦阻力，降低牵引功率，节约能源消耗；

2、轮轨之间的压力不再单纯取决于轮轨车辆的载重量，因而可以增加运量，降低单位运营成本；

3、摩擦阻力的减小，有利提高轮轨车辆的运行速度，特别是高铁列车的速度；

4、大大减轻轮、轨、轴承等部件的磨耗，延长检修养护周期，降低维修养护成本；

5、便于列车的集中牵引，减少动力车的数量，降低对轮轨车辆轻量化的要求，从而降低高铁列车等轮轨车辆造价；

6、减震降噪，环境友好，提高乘坐的舒适性；

7、轮轨车辆运行时有良好的抗蛇行性能；

8、车辆电磁铁磁极与轨道反作用导轨环抱，对于防止车辆事故脱轨倾覆，安全性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的轮轨车辆辅助支撑导向设备的原理结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中反作用导轨的结构及安装示意图；

图3为本实用新型实施例1中电磁铁磁极立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中电磁铁与反作用导轨结构剖视图；

图5为本实用新型实施例2提供的轮轨车辆辅助支撑导向设备的原理结构示意图；

图6为本实用新型实施例2中左右U形电磁铁铁芯立体结构图；

图7为本实用新型实施例2中反作用导轨与电磁铁结构剖视图；

图8为本实用新型实施例的励磁控制器的系统框图。

附图标记：

11-轮轨车辆；12-车轮；21-钢轨；22-道床；23-导轨垫枕；31-电磁铁；32-安装构件；33-高度调节垫；34-铁芯；35-励磁线圈；37-左电磁铁；38-右电磁铁；41-反作用导轨；42-导轨基座；43-凸起轨；45-左导磁体导轨；46-右导磁体导轨。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的一种轮轨车辆辅助支撑导向设备:轮轨车辆11底部设置有电磁铁31，沿线路轨道连续设置有由导磁材料制成的反作用导轨41；反作用导轨41与电磁铁31磁极上下相对设置且留有空气隙；电磁铁31与反作用导轨41之间经空气隙形成磁场并相互吸引，进而在轮轨车辆车轮12不脱离线路钢轨21的前提下为轮轨车辆11提供辅助支撑力和辅助导向力。

如图3、图4所示，电磁铁31包括铁芯34和励磁线圈35；

铁芯34横截面(垂直于轨道的截面)形状大体为C字型(或者下端开口的口字形)，铁芯34中间设置有用于容纳反作用导轨41的容纳空间；铁芯34的两端设置参数相同的励磁线圈35。

如图2、图4所示，反作用导轨41由左右两侧底面带有下凸的凸起轨43的板式导磁体构成；电磁铁31的两端磁极包绕到反作用导轨41两侧下方与两个凸起轨43分别上下对应设置，磁极与凸起轨43之间留有空气隙。

反作用导轨41固定在倒T形导轨基座42上，整体断面呈对称工字形结构。导轨基座42的上端伸入铁芯34中间的容纳空间内，反作用导轨41固定在导轨基座42的上端。

其中，反作用导轨41通过导轨基座42设置在道床22上。

如图1、图2所示，反作用导轨41由导轨基座42支撑，沿线路轨道连续设置，且以线路轨道的中轴线左右对称设置。

电磁铁31安装在轮轨车辆11的转向架上，以转向架纵向中线左右对称设置，同时以转向架前后轮对的横向中线前后对称设置，用于车轮的均衡支撑和导向。

电磁铁31可以通过安装构件32悬挂安装在轮轨车辆11转向架构架的梁架上或者安装在转向轴箱的专设机构上。

电磁铁31安装在转向架构架上，且所述转向架采用一系弹簧悬挂(即转向架构架与轴箱间不设悬挂弹簧)时，电磁铁31磁极与反作用导轨41的凸起轨43间的空气隙大小是基本固定的。

而电磁铁31安装在轮轨车辆11转向架构架上且转向架采用二系弹簧悬挂时，空气隙会随一系弹簧的挠度变化而变化，因此一系悬挂弹簧刚度须与电磁铁31磁极与反作用导轨41的允许最大变化范围相匹配。

或者，电磁铁31安装在转向架的轴箱机构上，电磁铁31磁极与反作用导轨41的凸起轨43间的空气隙大小也是基本固定的。

如图1所示，通过利用高度调节垫33调整安装构件32的安装高度，可整定电磁铁31两端磁极与反作用导轨41凸起轨43间的静态初始空气隙；每台转向架可装设一个或多个电磁铁。

如图1、图4所示，导轨基座42支撑反作用导轨41的高度，须大于所述反作用导轨41下对应的电磁铁31磁极的最大上下活动范围并留有余地。即，反作用导轨41和导轨基座42底部的高度须大于反作用导轨下对应的电磁铁31磁极的最大上下波动范围并留有余地。

反作用导轨的安装高度，即所述反作用导轨工作面与两侧钢轨轨头踏面的水平高差，须满足所述电磁铁磁极最低点通过道岔的要求，必要时在所述导轨基座42下加高轨枕高度或另装设导轨基座42导轨垫枕23。

其中，电磁铁铁芯和反作用导轨均由具有一定强度的高导磁率软磁材料(如硅钢)制成；导轨基座42则由高强度钢材(如钢轨钢)制成。

如图8所示，本实施例方法还包括用于调节电磁铁31的励磁电流大小的励磁控制器；励磁控制器供给和自动调控电磁铁励磁线圈35中的励磁电流进而控制对轮轨车辆辅助支撑力的大小；辅助导向力在轮轨车辆转向或偏航时自动产生。

辅助支撑力支撑的轮轨车辆包括提供驱动力的动力车(包括机车和动车)和无动力的拖车；

支撑所述无动力拖车的辅助支撑力承载的重量，可根据需要在拖车重量的0-95％内调节；

支撑所述动力车的辅助支撑力承载的重量，可在所述动力车总重量减去满足该车驱动运行粘着系数所需求的重量后剩余的重量的0-95％内调节。

图8是电磁铁励磁控器的系统框图，励磁控制器自动控制电磁铁31励磁电流大小，电磁铁31左右两个励磁线圈35参数相同，可以串联或并联由一个励磁控制系统控制，也可以由两个励磁控制系统分别控制，以达更精确的控制。

励磁控制器包括：功率单元、控制单元、保护单元、传感器、给定信号、励磁开关和励磁电源；

功率单元为功率斩波器，其输出与所述电磁铁励磁线圈连接，输入经励磁开关与励磁电源连接；

控制单元接收被控量(重力、空气隙)传感器反馈信号与给定信号，经比较、放大、并综合其他辅助信号，处理后向功率单元输出脉宽控制信号，调控励磁电流的大小，控制被控量(重力或气隙)为给定数值；

当所述电磁铁安装在转向架轴箱机构上或者安装在转向架构架上并且转向架采用一系弹簧悬挂时，电磁铁磁极与反作用导轨间气隙固定不变，因此车轮承载重量为主要被控量，重力传感器为主要反馈控制信号，气隙传感器反馈作为保护等辅助信号使用；

当所述电磁铁安装在转向架构架上且转向架采用二系弹簧悬挂时，所述气隙随一系弹簧挠度改变而变化，控制气隙即可控制一系弹簧挠度进而控制所述轮轨车辆的轮轨载重量，因此气隙为主要被控量，气隙传感器为主要控制反馈信号，重力传感器反馈作为保护等辅助信号使用。

而保护单元包括：

励磁电流的过流保护、短路保护；

电磁铁磁极励磁线圈的过热保护；

轮轨车辆的防浮起保护；

以及电磁铁磁极的防吸死保护。

其中，过流保护、过热保护、防浮起保护动作后首先通过控制单元控制功率单元限制励磁电流，如故障不能消除则延时断开励磁开关；短路保护和电磁铁磁极防吸死保护动作后，瞬时通过控制单元控制所述功率单元关闭励磁电流，同时断开所述励磁开关。

用于所述励磁反馈控制与保护的传感器包括：检测所述电磁铁磁极与所述反作用导轨凸起轨间空气隙大小的气隙传感器；用于检测所述车辆车轮承载重量的重力传感器；用于检测励磁电流大小的电流传感器和检测所述电磁铁励磁线圈温度的温度传感器。

实施例2

本实施例与实施例1结构和工作原理基本相同，不同之处在于：

如图5-7所示，反作用导轨由横断面为倒U形的左导磁体导轨45和右导磁体导轨46组成；左导磁体导轨45和右导磁体导轨46设置在横截面大体呈工字型的导轨基座42上；导轨基座42和反作用导轨的整体断面为工字形，左导磁体导轨45和右导磁体导轨46左右对称安装在线路轨道的中轴线上。

车辆电磁铁由相互独立的铁芯横截面为U形的左电磁铁37和右电磁铁38组成；励磁线圈可以绕在左电磁铁37和右电磁铁38的U形铁芯的底部也可以绕在两侧柱上。

左电磁铁37和右电磁铁38通过安装构件32分别安装在车辆的转向架上，使左电磁铁37和右电磁铁38的磁极分别与左导磁体导轨45和右导磁体导轨46上下相对设置，两者中间留有空气隙。

由于左电磁铁37和右电磁铁38是两个单独的电磁铁，需要由两个不同的励磁控制系统分别进行控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，轮轨车辆底部设置有电磁铁，沿线路轨道设置有由导磁材料制成的反作用导轨；所述反作用导轨与所述电磁铁的磁极上下相对设置且留有空气隙；所述电磁铁磁极与所述反作用导轨之间形成磁场并相互吸引，进而在所述轮轨车辆的车轮不脱离轨道的前提下为轮轨车辆提供辅助支撑力与辅助导向力。

2.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，还包括用于调节所述电磁铁的励磁电流大小的励磁控制器；所述辅助支撑力的大小通过所述励磁控制器调控所述电磁铁的励磁电流进行自动控制，所述辅助导向力在所述车辆转向或偏航时自动产生。

3.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁包括截面形状为C字型铁芯和设置在两端参数相同的励磁线圈，中间设置有用于容纳所述反作用导轨的容纳空间；

所述反作用导轨为板式导磁体，左右两侧的下方设置有下凸的凸起轨；

所述电磁铁的两端磁极包绕到所述反作用导轨两侧下方与两个所述凸起轨分别上下对应设置，所述磁极与所述凸起轨之间留有所述空气隙。

4.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁包括相互独立的左电磁铁和右电磁铁；

所述反作用导轨包括相互独立的左导磁体导轨和右导磁体导轨；

所述左电磁铁和右电磁铁的铁芯横截面为U型；所述左导磁体导轨和右导磁体导轨的横截面为倒U型；

所述左电磁铁和右电磁铁通过安装构件设置在所述轮轨车辆底部，且分别与所述左导磁体导轨和右导磁体导轨上下对应、中间留有所述空气隙。

5.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述反作用导轨固定在横截面为倒T形的导轨基座上；所述反作用导轨与所述导轨基座的断面整体呈对称工字形结构；

所述反作用导轨由所述导轨基座支撑连续安装在线路轨道上，以所述线路轨道的中轴线左右对称设置。

6.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁安装在所述轮轨车辆的转向架上；

所述电磁铁以所述转向架纵向中线左右对称设置，同时以所述转向架前后轮对的横向中线前后对称设置，用于车轮的均衡支撑和导向；

每台所述转向架安装一个或多个所述电磁铁。

7.根据权利要求6所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁通过安装构件悬挂安装在所述轮轨车辆转向架的构架上；

当所述转向架采用一系弹簧悬挂即所述转向架构架与轴箱间不设弹簧时，所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的空气隙大小固定；

当所述转向架采用二系弹簧悬挂时，所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的空气隙的大小随一系弹簧的挠度变化而变化，一系悬挂弹簧刚度与所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间空气隙的最大允许变化范围相匹配，即一系弹簧的挠度变化范围不大于所述空气隙的最大允许变化范围。

8.根据权利要求6所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁通过安装构件悬挂安装在所述轮轨车辆转向架的轴箱机构上，所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的空气隙大小固定；

通过调节所述安装构件的高度，整定所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的静态初始气隙。

9.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁铁芯和所述反作用导轨均由高导磁率软磁材料制成；所述导轨基座由高强度钢材制成。

10.根据权利要求2所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述励磁控制器包括：功率单元、控制单元、保护单元、传感器、给定信号、励磁开关和励磁电源；

其中，所述功率单元为功率斩波器，其输出端与所述电磁铁的励磁线圈连接，输入端经所述励磁开关与励磁电源连接；所述电磁铁的励磁电流由所述功率单元的输出控制；

所述控制单元接收传感器的反馈信号与给定信号，经比较、放大、并综合辅助信号，处理后向功率单元输出脉宽控制信号，调控励磁电流的大小，控制被控量为给定数值；

所述保护单元包括所述励磁电流的过流保护、短路保护，所述电磁铁磁极励磁线圈的过热保护，所述轮轨车辆的防浮起保护和所述电磁铁磁极的防吸死保护；

用于励磁反馈控制与保护的所述传感器包括：

检测所述电磁铁磁极与所述反作用导轨凸起轨间空气隙大小的气隙传感器；

用于检测所述车辆车轮承载重量的重力传感器；

用于检测励磁电流大小的电流传感器；

以及检测所述电磁铁励磁线圈温度的温度传感器。