铁路宽体隔热保温箱系列产品创新及应用

高建华 何远新 景传峰 陈晓刚 任文轲

据中国物流与采购联合会冷链物流专业委员会统计，我国每年保温货物运输需求约为3.6亿t，其中，大部分保温货物采用公路运输方式，并采用草垫、薄膜、苯板和棉被等传统保温方法，不仅无法保证货物品质，而且存在能耗较高、环境污染、交通拥堵等问题。为了落实运输结构调整政策，促进保温货物运输和“公转铁”运输发展，中车长江集团于2019年初受铁路冷链运输主管单位委托研发铁路宽体隔热保温箱系列产品，至今已生产40英尺铁路宽体隔热保温箱100个、20英尺铁路宽体隔热保温箱300个，并交付用户使用。本文介绍铁路宽体隔热保温箱主要技术参数、解决的技术问题、技术创新点和应用推广情况等。

1 铁路宽体隔热保温箱主要技术参数

铁路宽体隔热保温箱利用箱体自身隔热性能减缓货物在运输过程中的温度变化，适用于铁路、公路和水路运输及公铁水联运，主要装运啤酒、牛奶、矿泉水和大米等需要将温度控制在一定范围内的货物。铁路宽体隔热保温箱由底架、侧板、顶板、前框、前墙、后框、后门、箱体内装和电气装置等组成，分40英尺和20英尺两种箱型，主要技术参数见表1。

2 铁路宽体隔热保温箱解决的主要技术问题

（1）避免资源过度消耗，实现冷链运输零能耗和零排放。铁路宽体隔热保温箱采用聚氨酯整体发泡结构，无须额外整备，可按通用箱管理，在满足保温货物运输要求的同时，还能避免因使用草垫、薄膜、苯板和棉被等一次性保温材料而产生的高成本和高污染等问题，实现冷链运输零能耗和零排放。

（2）解决保温箱开门难问题，提高使用便利性。在使用过程中，保温箱的高气密性使得箱内与箱外形成一定气压差，导致箱门难以打开；此时如果借助外力开门，可能会损坏箱门。为此，在铁路宽体隔热保温箱的箱门上增设内外气压平衡机构，避免因温差而形成箱内负压，并在箱门把手处设置易开门辅助装置，从而彻底解决保温箱开门难问题。

（3）解决箱内异味问题。保温货物大多为食品，对气味较为敏感。海运冷藏箱的密封胶涂布在箱内，发出刺鼻异味，容易影响货物品质；而铁路宽体隔热保温箱采用新型隐藏式顶角封，可预涂密封胶，避免密封胶外漏，从而减少箱内异味。

（4）提升冷链运输装备聚氨酯发泡工艺的环保水平和经济性。中车长江集团科技开发分公司基于对环保政策和聚氨酯发泡技术应用的研究，结合提升箱体隔热性能和降本增效的需求，提出采用环戊烷发泡技术要求，通过先行试验规范成套制造工艺技术，建成华中地区最大的环戊烷聚氨酯发泡技术体系，从而提升冷链运输装备聚氨酯发泡工艺的环保水平和经济性，并为冷链运输装备产业发展奠定技术基础。

3 铁路宽体隔热保温箱技术创新点

（1）轻量化技术针对铁路宽体隔热保温箱的功能和性能需求，通过采用新结构和新材料实现轻量化设计，具体技术创新点包括：第一，采用等强度设计方法，合理布置箱体外侧板压筋间距，以提高外侧板刚度；第二，内板和防磨板采用非金属材质取代传统不锈钢或铝合金材质；第三，角柱结构采用铁路货车通用的Q450NQR1高强度耐候钢材质取代传统的SPA-H耐候钢材质。通过应用轻量化技术，在保持自身质量与海运冷藏箱自身质量相比不变的情况下，鐵路宽体隔热保温箱的容积增加4.1%，最大载质量增加3.4%，综合传热系数下降45.7%。

（2）热塑性复合材料应用技术首次采用非金属材质内板，实现复合材料内板、固货撑板和下部防磨板一次性整体热塑成型，从而简化制造工艺，提高箱体密封性和隔热性，降低制造成本。与传统分体式不锈钢内板结构质量相比，一次性整体热塑成型内板结构质量减轻34.9%。

（3）后端嵌入式无螺栓固定结构创新采用箱体后端嵌入式无螺栓固定结构，实现零热桥，并可有效防止形成渗水通道，确保箱体气密性和隔热性。

（4）倒T型疏水地板结构针对铁路宽体隔热保温箱无须通风的特点，采用倒T型铝合金地板结构，通过无盖式疏水结构和反向焊接设计避免地板表面形成凹槽，从而在提升容积的同时满足货物对地板表面平整性的要求。

（5）辅助开门技术设置内外气压平衡机构，有效避免因温差而形成箱内负压，并在箱门把手处增设易开门辅助装置，为开门时锁杆转动提供支点，从而实现箱门快速开启，提高开门操作的安全性和便捷性。

（6）远程实时监测技术 为了适应铁路宽体隔热保温箱无人值乘的使用要求，基于STM32硬件技术开发印制电路板远程监测装置，综合应用无线通信技术及相关协议，采集铁路宽体隔热保温箱的位置、温度和湿度等数据，并上传至物联网监控平台，从而实现对运输过程的远程实时监测，在提高运输服务信息化水平和运输服务质量的同时，降低运输企业运营成本。

4 铁路宽体隔热保温箱应用推广情况

自投入使用至2021年10月，铁路宽体隔热保温箱共完成重车运输2 036次，运输货物约6.05万t，运输里程约499万km，实现运输收入2 073万元。在2020年新冠肺炎疫情期间，铁路宽体隔热保温箱紧急整备并交付使用，为抗疫和生活物资提供冷链运输绿色通道。

从铁路宽体隔热保温箱的市场前景来看：铁路冷链运输主管单位将加大保温货物运输市场开拓力度，未来5年将采购6000个以上铁路宽体隔热保温箱；啤酒、矿泉水和牛奶等生产企业出于降低运输成本和提高运输质量的考虑，对铁路宽体隔热保温箱的需求也将日益增长。

5 结束语

铁路宽体隔热保温箱系列产品高度契合现有冷链运输货源分布，适应小批量、多批次、门到门运输需求，有效解决“最后一公里”运输难题，消除我国铁路保温货物运输瓶颈，填补国内保温货物多式联运装备领域空白，并为打好蓝天保卫战及实现碳达峰和碳中和创造良好条件，能够带来较高的社会效益和经济效益。

（编辑：张敏收稿日期：2022-03-09）