鐵路寬體隔熱保溫箱系列產(chǎn)品創(chuàng)新及應(yīng)用

高建華 何遠(yuǎn)新 景傳峰 陳曉剛 任文軻

據(jù)中國(guó)物流與采購(gòu)聯(lián)合會(huì)冷鏈物流專(zhuān)業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年保溫貨物運(yùn)輸需求約為3.6億t，其中，大部分保溫貨物采用公路運(yùn)輸方式，并采用草墊、薄膜、苯板和棉被等傳統(tǒng)保溫方法，不僅無(wú)法保證貨物品質(zhì)，而且存在能耗較高、環(huán)境污染、交通擁堵等問(wèn)題。為了落實(shí)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，促進(jìn)保溫貨物運(yùn)輸和“公轉(zhuǎn)鐵”運(yùn)輸發(fā)展，中車(chē)長(zhǎng)江集團(tuán)于2019年初受鐵路冷鏈運(yùn)輸主管單位委托研發(fā)鐵路寬體隔熱保溫箱系列產(chǎn)品，至今已生產(chǎn)40英尺鐵路寬體隔熱保溫箱100個(gè)、20英尺鐵路寬體隔熱保溫箱300個(gè)，并交付用戶(hù)使用。本文介紹鐵路寬體隔熱保溫箱主要技術(shù)參數(shù)、解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)和應(yīng)用推廣情況等。

1 鐵路寬體隔熱保溫箱主要技術(shù)參數(shù)

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(yùn)輸過(guò)程中的溫度變化，適用于鐵路、公路和水路運(yùn)輸及公鐵水聯(lián)運(yùn)，主要裝運(yùn)啤酒、牛奶、礦泉水和大米等需要將溫度控制在一定范圍內(nèi)的貨物。鐵路寬體隔熱保溫箱由底架、側(cè)板、頂板、前框、前墻、后框、后門(mén)、箱體內(nèi)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(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

2 鐵路寬體隔熱保溫箱解決的主要技術(shù)問(wèn)題

（1）避免資源過(guò)度消耗，實(shí)現(xiàn)冷鏈運(yùn)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(fā)泡結(jié)構(gòu)，無(wú)須額外整備，可按通用箱管理，在滿足保溫貨物運(yùn)輸要求的同時(shí)，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(chǎn)生的高成本和高污染等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)冷鏈運(yùn)輸零能耗和零排放。

（2）解決保溫箱開(kāi)門(mén)難問(wèn)題，提高使用便利性。在使用過(guò)程中，保溫箱的高氣密性使得箱內(nèi)與箱外形成一定氣壓差，導(dǎo)致箱門(mén)難以打開(kāi)；此時(shí)如果借助外力開(kāi)門(mén)，可能會(huì)損壞箱門(mén)。為此，在鐵路寬體隔熱保溫箱的箱門(mén)上增設(shè)內(nèi)外氣壓平衡機(jī)構(gòu)，避免因溫差而形成箱內(nèi)負(fù)壓，并在箱門(mén)把手處設(shè)置易開(kāi)門(mén)輔助裝置，從而徹底解決保溫箱開(kāi)門(mén)難問(wèn)題。

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

（4）提升冷鏈運(yùn)輸裝備聚氨酯發(fā)泡工藝的環(huán)保水平和經(jīng)濟(jì)性。中車(chē)長(zhǎng)江集團(tuán)科技開(kāi)發(fā)分公司基于對(duì)環(huán)保政策和聚氨酯發(fā)泡技術(shù)應(yīng)用的研究，結(jié)合提升箱體隔熱性能和降本增效的需求，提出采用環(huán)戊烷發(fā)泡技術(shù)要求，通過(guò)先行試驗(yàn)規(guī)范成套制造工藝技術(shù)，建成華中地區(qū)最大的環(huán)戊烷聚氨酯發(fā)泡技術(shù)體系，從而提升冷鏈運(yùn)輸裝備聚氨酯發(fā)泡工藝的環(huán)保水平和經(jīng)濟(jì)性，并為冷鏈運(yùn)輸裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

3 鐵路寬體隔熱保溫箱技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）輕量化技術(shù)針對(duì)鐵路寬體隔熱保溫箱的功能和性能需求，通過(guò)采用新結(jié)構(gòu)和新材料實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)，具體技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括：第一，采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，合理布置箱體外側(cè)板壓筋間距，以提高外側(cè)板剛度；第二，內(nèi)板和防磨板采用非金屬材質(zhì)取代傳統(tǒng)不銹鋼或鋁合金材質(zhì)；第三，角柱結(jié)構(gòu)采用鐵路貨車(chē)通用的Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼材質(zhì)取代傳統(tǒng)的SPA-H耐候鋼材質(zhì)。通過(guò)應(yīng)用輕量化技術(shù)，在保持自身質(zhì)量與海運(yùn)冷藏箱自身質(zhì)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(zhì)量增加3.4%，綜合傳熱系數(shù)下降45.7%。

（2）熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)首次采用非金屬材質(zhì)內(nèi)板，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料內(nèi)板、固貨撐板和下部防磨板一次性整體熱塑成型，從而簡(jiǎn)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(tǒng)分體式不銹鋼內(nèi)板結(jié)構(gòu)質(zhì)量相比，一次性整體熱塑成型內(nèi)板結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕34.9%。

（3）后端嵌入式無(wú)螺栓固定結(jié)構(gòu)創(chuàng)新采用箱體后端嵌入式無(wú)螺栓固定結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)針對(duì)鐵路寬體隔熱保溫箱無(wú)須通風(fēng)的特點(diǎn)，采用倒T型鋁合金地板結(jié)構(gòu)，通過(guò)無(wú)蓋式疏水結(jié)構(gòu)和反向焊接設(shè)計(jì)避免地板表面形成凹槽，從而在提升容積的同時(shí)滿足貨物對(duì)地板表面平整性的要求。

（5）輔助開(kāi)門(mén)技術(shù)設(shè)置內(nèi)外氣壓平衡機(jī)構(gòu)，有效避免因溫差而形成箱內(nèi)負(fù)壓，并在箱門(mén)把手處增設(shè)易開(kāi)門(mén)輔助裝置，為開(kāi)門(mén)時(shí)鎖桿轉(zhuǎn)動(dòng)提供支點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)箱門(mén)快速開(kāi)啟，提高開(kāi)門(mén)操作的安全性和便捷性。

（6）遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù) 為了適應(yīng)鐵路寬體隔熱保溫箱無(wú)人值乘的使用要求，基于STM32硬件技術(shù)開(kāi)發(fā)印制電路板遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，綜合應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)及相關(guān)協(xié)議，采集鐵路寬體隔熱保溫箱的位置、溫度和濕度等數(shù)據(jù)，并上傳至物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸過(guò)程的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在提高運(yùn)輸服務(wù)信息化水平和運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，降低運(yùn)輸企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。

4 鐵路寬體隔熱保溫箱應(yīng)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(chē)運(yùn)輸2 036次，運(yùn)輸貨物約6.05萬(wàn)t，運(yùn)輸里程約499萬(wàn)km，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸收入2 073萬(wàn)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(yùn)輸綠色通道。

從鐵路寬體隔熱保溫箱的市場(chǎng)前景來(lái)看：鐵路冷鏈運(yùn)輸主管單位將加大保溫貨物運(yùn)輸市場(chǎng)開(kāi)拓力度，未來(lái)5年將采購(gòu)6000個(gè)以上鐵路寬體隔熱保溫箱；啤酒、礦泉水和牛奶等生產(chǎn)企業(yè)出于降低運(yùn)輸成本和提高運(yùn)輸質(zhì)量的考慮，對(duì)鐵路寬體隔熱保溫箱的需求也將日益增長(zhǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

鐵路寬體隔熱保溫箱系列產(chǎn)品高度契合現(xiàn)有冷鏈運(yùn)輸貨源分布，適應(yīng)小批量、多批次、門(mén)到門(mén)運(yùn)輸需求，有效解決“最后一公里”運(yùn)輸難題，消除我國(guó)鐵路保溫貨物運(yùn)輸瓶頸，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)保溫貨物多式聯(lián)運(yùn)裝備領(lǐng)域空白，并為打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)及實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和創(chuàng)造良好條件，能夠帶來(lái)較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（編輯：張敏收稿日期：2022-03-09）