鐵路寬體隔熱保溫箱系列產品創新及應用

高建華 何遠新 景傳峰 陳曉剛 任文軻

據中國物流與采購聯合會冷鏈物流專業委員會統計，我國每年保溫貨物運輸需求約為3.6億t，其中，大部分保溫貨物采用公路運輸方式，并采用草墊、薄膜、苯板和棉被等傳統保溫方法，不僅無法保證貨物品質，而且存在能耗較高、環境污染、交通擁堵等問題。為了落實運輸結構調整政策，促進保溫貨物運輸和“公轉鐵”運輸發展，中車長江集團于2019年初受鐵路冷鏈運輸主管單位委托研發鐵路寬體隔熱保溫箱系列產品，至今已生產40英尺鐵路寬體隔熱保溫箱100個、20英尺鐵路寬體隔熱保溫箱300個，并交付用戶使用。本文介紹鐵路寬體隔熱保溫箱主要技術參數、解決的技術問題、技術創新點和應用推廣情況等。

1 鐵路寬體隔熱保溫箱主要技術參數

鐵路寬體隔熱保溫箱利用箱體自身隔熱性能減緩貨物在運輸過程中的溫度變化，適用于鐵路、公路和水路運輸及公鐵水聯運，主要裝運啤酒、牛奶、礦泉水和大米等需要將溫度控制在一定范圍內的貨物。鐵路寬體隔熱保溫箱由底架、側板、頂板、前框、前墻、后框、后門、箱體內裝和電氣裝置等組成，分40英尺和20英尺兩種箱型，主要技術參數見表1。

2 鐵路寬體隔熱保溫箱解決的主要技術問題

（1）避免資源過度消耗，實現冷鏈運輸零能耗和零排放。鐵路寬體隔熱保溫箱采用聚氨酯整體發泡結構，無須額外整備，可按通用箱管理，在滿足保溫貨物運輸要求的同時，還能避免因使用草墊、薄膜、苯板和棉被等一次性保溫材料而產生的高成本和高污染等問題，實現冷鏈運輸零能耗和零排放。

（2）解決保溫箱開門難問題，提高使用便利性。在使用過程中，保溫箱的高氣密性使得箱內與箱外形成一定氣壓差，導致箱門難以打開；此時如果借助外力開門，可能會損壞箱門。為此，在鐵路寬體隔熱保溫箱的箱門上增設內外氣壓平衡機構，避免因溫差而形成箱內負壓，并在箱門把手處設置易開門輔助裝置，從而徹底解決保溫箱開門難問題。

（3）解決箱內異味問題。保溫貨物大多為食品，對氣味較為敏感。海運冷藏箱的密封膠涂布在箱內，發出刺鼻異味，容易影響貨物品質；而鐵路寬體隔熱保溫箱采用新型隱藏式頂角封，可預涂密封膠，避免密封膠外漏，從而減少箱內異味。

（4）提升冷鏈運輸裝備聚氨酯發泡工藝的環保水平和經濟性。中車長江集團科技開發分公司基于對環保政策和聚氨酯發泡技術應用的研究，結合提升箱體隔熱性能和降本增效的需求，提出采用環戊烷發泡技術要求，通過先行試驗規范成套制造工藝技術，建成華中地區最大的環戊烷聚氨酯發泡技術體系，從而提升冷鏈運輸裝備聚氨酯發泡工藝的環保水平和經濟性，并為冷鏈運輸裝備產業發展奠定技術基礎。

3 鐵路寬體隔熱保溫箱技術創新點

（1）輕量化技術針對鐵路寬體隔熱保溫箱的功能和性能需求，通過采用新結構和新材料實現輕量化設計，具體技術創新點包括：第一，采用等強度設計方法，合理布置箱體外側板壓筋間距，以提高外側板剛度；第二，內板和防磨板采用非金屬材質取代傳統不銹鋼或鋁合金材質；第三，角柱結構采用鐵路貨車通用的Q450NQR1高強度耐候鋼材質取代傳統的SPA-H耐候鋼材質。通過應用輕量化技術，在保持自身質量與海運冷藏箱自身質量相比不變的情況下，鐵路寬體隔熱保溫箱的容積增加4.1%，最大載質量增加3.4%，綜合傳熱系數下降45.7%。

（2）熱塑性復合材料應用技術首次采用非金屬材質內板，實現復合材料內板、固貨撐板和下部防磨板一次性整體熱塑成型，從而簡化制造工藝，提高箱體密封性和隔熱性，降低制造成本。與傳統分體式不銹鋼內板結構質量相比，一次性整體熱塑成型內板結構質量減輕34.9%。

（3）后端嵌入式無螺栓固定結構創新采用箱體后端嵌入式無螺栓固定結構，實現零熱橋，并可有效防止形成滲水通道，確保箱體氣密性和隔熱性。

（4）倒T型疏水地板結構針對鐵路寬體隔熱保溫箱無須通風的特點，采用倒T型鋁合金地板結構，通過無蓋式疏水結構和反向焊接設計避免地板表面形成凹槽，從而在提升容積的同時滿足貨物對地板表面平整性的要求。

（5）輔助開門技術設置內外氣壓平衡機構，有效避免因溫差而形成箱內負壓，并在箱門把手處增設易開門輔助裝置，為開門時鎖桿轉動提供支點，從而實現箱門快速開啟，提高開門操作的安全性和便捷性。

（6）遠程實時監測技術 為了適應鐵路寬體隔熱保溫箱無人值乘的使用要求，基于STM32硬件技術開發印制電路板遠程監測裝置，綜合應用無線通信技術及相關協議，采集鐵路寬體隔熱保溫箱的位置、溫度和濕度等數據，并上傳至物聯網監控平臺，從而實現對運輸過程的遠程實時監測，在提高運輸服務信息化水平和運輸服務質量的同時，降低運輸企業運營成本。

4 鐵路寬體隔熱保溫箱應用推廣情況

自投入使用至2021年10月，鐵路寬體隔熱保溫箱共完成重車運輸2 036次，運輸貨物約6.05萬t，運輸里程約499萬km，實現運輸收入2 073萬元。在2020年新冠肺炎疫情期間，鐵路寬體隔熱保溫箱緊急整備并交付使用，為抗疫和生活物資提供冷鏈運輸綠色通道。

從鐵路寬體隔熱保溫箱的市場前景來看：鐵路冷鏈運輸主管單位將加大保溫貨物運輸市場開拓力度，未來5年將采購6000個以上鐵路寬體隔熱保溫箱；啤酒、礦泉水和牛奶等生產企業出于降低運輸成本和提高運輸質量的考慮，對鐵路寬體隔熱保溫箱的需求也將日益增長。

5 結束語

鐵路寬體隔熱保溫箱系列產品高度契合現有冷鏈運輸貨源分布，適應小批量、多批次、門到門運輸需求，有效解決“最后一公里”運輸難題，消除我國鐵路保溫貨物運輸瓶頸，填補國內保溫貨物多式聯運裝備領域空白，并為打好藍天保衛戰及實現碳達峰和碳中和創造良好條件，能夠帶來較高的社會效益和經濟效益。

（編輯：張敏收稿日期：2022-03-09）