当樵兄在收集和整理那些曾被吐槽、被抱怨、被忽视的应用时，却惊叹原来发明家被称之为“疯子”是习以为常的刻板印象，而真正福泽后代的技术进步和应用创新，却在时间长河中被人们所喜爱和依赖，回过头再来看哪些发明者，又有几人被人所知，而更多的则是被遗忘。
: b5 W2 y. {, j ]0 P5 d仅以此文向伟大的「攻城狮」致以敬意！
' r2 i% C: z0 ~4 ?( T" O) b' C纵观整个汽车发展史，无数个新鲜的技术和应用被汽车采用，而本文只专注到几个关于交通及人身安全的发明及应用。' s9 V2 D4 ]4 c, V; x. w
汽车[1]9 W9 }$ N9 K0 N- x" T' p& T6 B o
$ j$ Z D/ i$ t7 n真正意义的蒸汽机和蒸汽汽车
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1712年，英国人托马斯·纽科门发明了不依靠人和动物来做功而是靠机械做功的蒸汽机，被称为纽科门蒸汽机。/ f! l) P, P6 X, z; r' X' } G
1757年，英国人詹姆斯·瓦特与马修·博尔顿合作，发明了装有冷凝器的蒸汽机。1774年11月，他俩又合作制造了真正意义的蒸汽机。
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瓦特蒸汽机! d1 v( d' [- n6 x" O
7 o1 p5 E( R1 h9 E( a9 ^- T1769年，法国人N·J·居纽制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮汽车。这辆汽车被命名为“卡布奥雷”，车长 7.32m ，车高 2.2m ，车架上放置着一个像梨一样的大锅炉，前轮直径 1.28米 ，后轮直径 1.50米 ，运行速度3.5～ 3.9km/h。: I1 O( ^4 U# C
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第一辆蒸汽三轮汽车0 F8 s8 c6 w$ @) N& ?
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实用价值的内燃机和汽车
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1866年，德国工程师尼古拉斯·奥托成功地试制出动力史上有划时代意义的立式四冲程内燃机。1876年，又试制出第一台实用的活塞式四冲程煤气内燃机。这台单缸卧式功率为2.9kw的煤气机，压缩比为2.5，转速为250r/min。这台内燃机被称为奥托内燃机而闻名于世。后来，人们一直将四冲程循环称为奥托循环。奥托以内燃机奠基人载入史册，其发明为汽车的发明奠定了基础。- N0 M- T" ^& @, n W7 H
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1 \. F/ T; ^, ^" k6 o1 U) B尼古拉斯·奥托 v, X; m* w6 n) X7 f" w! |- e! Q- n
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$ u& a# M5 o- ~) y, q6 ~3 y奥托内燃机* n5 S S B! |# v! p, a, g9 [; _
Q6 W* g3 @: v9 f( |) U2 z曾和奥托共过事的德国人G．戴姆勒发明了燃烧炼制灯用煤油副产品的汽油蒸气内燃机，于1885年把这种内燃机装在了木制自行车上，翌年又装到了四轮马车上。同年，德国的卡尔·本茨把汽油内燃机装上了三轮车，这些自行推进的车辆，被后人称做是摩托车和汽车的诞生。, a* X$ B# F$ W+ G$ _
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卡尔·本茨和第一辆汽车( X8 q6 r& ?& J; S
9 |! j6 c4 e6 L9 A$ { _汽车诞生时遭遇的“笑话”
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在马车的世界里，对于习惯于马车的静谧安恬的人们来说，汽车的出现，噪音极大、故障极高，使马匹受惊，常遭到行人和马夫的谩骂和威胁，经常抛锚，不是车拉人而是人推车，被断言这个“钢铁怪物”又是“富尔顿的蠢物”[2]。
7 Q; z% V% F1 l) Z; Z |* q7 t创新性的东西，诞生之初总是伴随着质疑与嘲笑，而现在经过100多年的发展，汽车已经成为当今社会必不可少的交通工具，毫无疑问汽车是最伟大的发明之一。" ~2 S4 Z) x5 l
安全气囊[3]0 n4 e$ E& J% p4 v! _7 w9 s3 b; T
; Z5 Z0 j, i, Z3 Q被冷落的汽车缓冲安全装置
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% A2 x, W7 t" n# m安全气囊最早是由美国人约翰·赫特里克于1953年8月提出，并获得了美国“汽车缓冲安全装置“专利。
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赫特里克和安全气囊% L: @ W4 c4 E% F
$ b) g- k3 g1 U% R4 s1952年，约翰·赫特里克（John W. Hetrick）在一个周末带着老婆和7岁的女儿开车去郊游。自驾旅途中，路中间突然出现了一块大石头，赫特里克急打方向盘踩刹车，结果车子还是失控翻到水沟里。副驾上的老婆为了保护怀里抱着的女儿，就用手臂挡在女儿的头部。等到一家人被救出来的时候，约翰发现女儿在老婆的保护下，毫发无损。4 V# C J) p& g
回到家之后，约翰就开始琢磨着要如何设计一个装置来代替手臂，保护车里的乘客，1953年，约翰设计的“汽车缓冲安全装置”获得了专利，这就是安全气囊的雏形。( ]5 y1 M- x7 z8 I3 D. }. u
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$ D0 ~" s: I$ a3 o: O安全气囊专利图, l4 }% W5 I9 C b0 d* Z: z9 }. i8 i9 j
# u( k4 S- ^$ H% {1 s( h, q% E* @与约翰发明安全垫的差不多时间，远在德国的沃尔特·林德也发明了类似的安全气囊。
& N1 y+ u& N& B v/ ]7 t5 V当赫特里克想推销给各大汽车厂商，人家对他根本不屑一顾。* \" g1 ]5 m9 \ W- r1 S2 f
备受冷遇的安全气囊
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面对沃尔沃推出第一辆带有三点式安全带的汽车，美国的福特和通用也非常急切的想要寻求汽车安全领域的突破。. J+ s$ ]1 {* u5 S
赫特里克的“汽车缓冲安全装置”自然在福特和通用的考虑范围之内，不过他们认为赫特里克的设计反应不够迅速，所以最终放弃了赫特里克的设计。& G" j& t& [) a% f1 A
整个60年代，工程师们一直在尝试对安全气囊进行改进和革新，直到1967年的时候，前美国无线电公司的工程师艾伦·布林德（Allen Breed），发明了一个由机电传感器控制的安全气囊，这也被认为是现代安全气囊的真正雏形。4 z! \0 j# g+ V1 `' K) d( n
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2 o1 m: ]1 ]! U/ }艾伦·布林德
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( j, F: [) S+ M5 ?+ M克莱斯勒率先采用了艾伦的安全气囊，但是也不过是精力有限浅尝辄止。整个70年代，美国人沉醉于肌肉车的快感而不在意安全问题，选配安全气囊的不菲成本叠加石油危机，安全气囊再次“销声匿迹”。' Q" v3 d% P! X+ ^+ L
安全气囊的逆袭：德国偷师美国
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奔驰虽然也在进行安全气囊的研究，但是最为先进的技术仍在美国。奔驰打折交流的旗号，开始派工程师去美国学（tou）习（shi），同时借由德国同类产品的既有经验，成功使得安全气囊迎来逆袭。$ \& I X; b. b' D5 ~
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奔驰安全气囊专利书. r. D( D1 u5 u
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1980年12月，奔驰S级配备了安全气囊，成为世界上首家将安全气囊作为标配，安装在量产车型上的汽车厂商。4 Y! S) b4 p1 J/ Q/ X" \
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奔驰S级率先标配安全气囊# U: p) \, k: G& d* L
& K7 l' d. i9 @' m7 \3 U而1987年，保时捷944Turbo成为全世界第一辆标配驾驶座和乘客座安全气囊的汽车。. n6 C! l7 ^% _1 J, ^9 ~
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保时捷944Turbo成为全世界第一辆标配驾驶座和乘客座安全气囊的车型
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被德国人抢了头筹的美国人，直到1984年，才在《联邦汽车安全标准》第208条中，增加安装气囊的要求。1995年才正式经由美国国会通过法案，提供明确的法则及指导方向，要求1995年起新车的标准配备需要有双气囊。" g9 u4 o2 B/ M0 T
1988年克莱斯勒成为美国第一个标配驾驶座安全气囊的公司。5 [( R$ t; f5 D
90年代，安全气囊已是高端车型的标准配置。
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: V9 t/ D+ {0 S8 v4 A. }: p驾驶座安全气囊点爆后
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21世纪以来，安全气囊已经普及至中低档车型。& \; d& v# u/ d+ X( p
时至今日，前排双气囊+膝部气囊，后排气囊，侧气帘，安全带气囊，引擎盖气囊，已经司空见惯。感谢为了座舱乘员安全而坚持和努力的工程师们，虽然安全气囊的发展曾被忽视了几十年，但最终成为保护生命的强大工具。2 W; |- p% n% L& }# V$ O. ^7 N7 N; p6 o
安全带[4]
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- T# j8 l6 n. f& q. ]+ N8 R早于汽车的安全带' p' A. P/ _# X- r0 x
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19世纪初乔治·凯利（George Cayley）发明的滑翔机上，顺便发明了保护人员安全的安全带，这也是近代安全带的雏形。
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& w! A" n2 p; h/ S乔治·凯利
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0 U9 `: A+ e& c4 g) b乔治·凯利发明的滑翔机
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1885年，一名英国工程师发明应用在马车上的安全带，用来防止乘客在颠簸的路面上从马车上摔出去。" d% L' A) W8 r/ }% l
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7 _* x6 H! S F- V4 A! y, }% E, o. J" ^马车与安全带
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! K3 S6 n/ ? J# e1885年2月10日，美国的爱德华·克拉霍恩（Edward J. Claghorn）就第一套用于纽约的士马车的安全带申请专利（编号312 085），目的是保障游客安全。
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1 n$ E% O+ E2 g8 ]$ `5 T爱德华·克拉霍恩
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最早的安全带专利，1885年. P" }, J, m# R
) q/ T3 n) K+ @4 U. y) t6 S2 U2 V安全带在汽车上的应用
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1902年5月20日，在纽约举行的一场汽车赛事上，一名赛车手（工程师沃尔特·贝克）为了防止在高速中被甩出赛车，用几根皮带将自己和同伴牢牢绑在“鱼雷牌”赛车上。比赛中，他们的汽车意外冲入观众群，造成两人丧生数十人受伤，而这名赛车手却由于皮带的缘故死里逃生。% T' D5 o; \( p. Q# c) y
这就是汽车安全带的雏形，首次登场就挽救了生命。! W& ~" x7 G- n3 y. a
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沃尔特·贝克和”鱼雷牌“赛车
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沃尔特·贝克和”鱼雷牌“赛车2 ~ @( T9 v1 {$ i4 i
& z- l- C: x& y: C5 E4 Q& d6 F1907年，两点式安全带获得专利。1 p7 q! S9 `! A! i9 w
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1 `: s# ]* y' t% e两点式安全带+ M2 b Q+ P+ r' @
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1926年，开放式座舱商用飞机要求使用安全带。
0 S7 F* [/ p! V+ F1951年，两名美国飞行员设计了一种Y形的三点式安全带，于1951年申请了专利，但各端点设计不理想，人体在受力状态下仍可移动。同年，罗杰·格利斯沃尔德（Roger Griswold）和休·德·黑文（Hugh De Haven）设计了早期的三点式安全带和惯性回卷系统，并进行了关于撞击的研究，但其发明并没有引起广泛留意。' [" ]1 g- W6 n% b0 d7 P1 ?
各大品牌中，萨博、Nash和福特，算是最早重视安全带的，与此同时，一位名叫C.Hunter Shelden的美国博士统计了20世纪50年代初大量头部受伤的急诊病例，发现安全带与大多数头部受伤致死病例有着很高相关性。
# I+ \7 X8 C) F4 j* kC.亨特·谢尔登（C.Hunter Shelden）博士提出的这一系列概念，如今已经成为当代汽车被动安全乘员保护的主流理念，对汽车被动安全保护产生深远的影响。
9 m: v p8 G% C( x1965年，美国汽车工程师协会(SAE)首次将安全带纳入安全规范。
7 p9 z. x3 N' Q# k/ Z# f1967年，美国汽车安全技术法规(FMVSS)将安全带列为"机动车辆的强制安装配置"。- i4 N% e& V+ D: O7 K( v
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% B8 v; }2 X7 y3 _' IC.亨特·谢尔登博士
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三点式安全带! f+ T+ ?9 P2 o( `0 `2 q/ y4 T8 \4 U
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1958年，尼尔斯·博林（Nils Bohlin）受雇于瑞典沃尔沃汽车公司，成为该公司首席安全工程师，全面负责沃尔沃汽车的安全设计，发明了沿用至今的三点式安全带，并于1959年装备在沃尔沃P120型和PV544型汽车上。1 \+ {& p; P0 F/ V" G. d, y
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尼尔斯在沃尔沃任职期间，发明了三点式安全带。三点式安全带能跨过腹部以下部位并横跨在肩部，从生理角度衡量是很理想的位置，因而成为了名副其实的安全带。6 o6 g- j: t9 t3 T+ c1 }
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三点式安全带专利图0 e* @, ?6 F: P: u3 k, M2 t b
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尼尔斯归纳出4个安全带“黄金定律”：必须包含一段环绕臀部或大腿的部分，一段跨越上半身胸前的对角线部分，构成一个从生理学角度来说十分正确的造型，也就是让安全带跨越骨盆和肋骨部位，并固定在座位旁边低处的定点上；而安全带的几何造型是一个“V”字，交叉点的尖端位于靠近地板的位置，让安全带在承受力量时，必须能够保持在应有的位置上，不会随意移动。
3 n& o" r: C- ]: K/ Y2 L, w% r- g有趣的是，汽车安全带发明者尼尔斯早年在担任飞机设计师时，曾在飞机仓内设计过一种弹射座椅，在危急情况下把驾驶员弹出机舱以保障生命安全，和汽车安全带在紧急时刻把人固定在座位上完全相反。一固一弹，同样是挽救生命的伟大发明。; b4 R" B3 `% ]+ O% x2 w0 _2 [
1959年8月13日，沃尔沃将三点式安全带配备在P120型和PV544型汽车，成为全世界第一家将安全带列为标准配备的车厂。
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4 f" \2 t( N( H2 j; [沃尔沃P120: W* o T2 t) e1 F
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9 a K5 }/ {9 z$ p沃尔沃PV544
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1963年，三点式安全带第一次用于沃尔沃量产车，沃尔沃Amazon 122S（1963量产）成为首款标配三点式安全带的量产车。
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沃尔沃P122S
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; I3 d4 Q2 g3 y% `1 k& e安全带的伟大意义和国内驾乘人员的早期陋习0 \3 D2 X' U( [ F
$ v, m! p0 d* v' G4 V4 k$ e- v+ o1965年，美国汽车工程师协会（SAE）首次将安全带纳入安全规范。& o+ {9 X* V5 a0 a0 e
1967年，沃尔沃在美国的一次交通安全会议上提交了《28000起交通事故报告》，报告表明，安全带不但能挽救生命，还降低了50-60%的受伤几率，引起了极大的关注。
7 [/ f( S! D( X1 w1967年，澳洲维多利亚省强制佩戴安全带。
D/ E( K G M1967年，美国汽车安全技术法规（FMVSS）将安全带列为“机动车强制安装配置”。
: [2 J- z' w4 T% x$ T( |# w; l2 \1968年开始，美国规定轿车面向前方的座位必须配备安全带。
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《28000起交通事故报告》
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1975年，瑞典强制要求佩戴安全带。6 U, t& r* o9 I4 P3 a F
1975年，大众第一代高尔夫配备三点式安全带，并展示带预紧的安全带系统。
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. a! J4 e2 `4 Q* E, d大众第一代高尔夫
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+ H6 v# z8 j) t1981年，预紧式安全带首次配备于第六代奔驰S级轿车。1 Z1 u& O) Z0 [3 i; I8 I* G% d
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" a2 O) j( ^- s/ O& d% g第六代奔驰S级
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1985年，尼尔斯·博林设计的3点式安全带被德国专利发明注册处评选为跨世纪8大发明之一。! L, ]& F# z2 Z; C+ c- o+ ]
1993年，中国对小汽车前排强制使用安全带。& Q$ P9 D, j( i8 g3 v1 i7 q
1996年，TAKATA申请限力式卷收器专利。
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+ v2 W7 x- @' X1 B限力式卷收器专利
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2002年，TRW发明主动电机预紧安全带ACR。
3 s' \; Y0 a A2003年10月28日，《中华人民共和国道路交通安全法》颁布，不系安全带，属于违法需扣分。
% ]7 ~4 }3 v$ m在一百多年的汽车发展史上，安全带无疑是应用最为广泛，最有深远意义的创新。尤其在三点式安全带发明以来，使得汽车撞击事故所造成的伤亡人数减少75%，挽救了百万以上的生命。
, K4 i8 X. `7 d7 B0 @6 X然而，自从50年代以来，安全带的设计都在遵循同样的原则，然而很多人认为佩戴安全带相当不舒服且施展不开手脚，有的人嫌麻烦。在中国汽车市场的早期，不认可安全带的司机和乘客比比皆是，时至今日，网上售卖的安全带插扣的销量高的惊人，这真实害人害己啊。
/ h0 H6 d7 u6 f) ~! \$ w( t如果不系安全带，发生侧翻事故时会被甩出车外；不系安全带导致安全气囊接不住你的头，气囊甚至是”凶器“，整个人处于失控碰撞中。* x/ a" P( l% M3 t/ O
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安全带插扣的销量高的惊人
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充气轮胎[5]: h9 f$ l/ i$ k( n ^# w
' F, H% h& F6 J5 z- l早期轮胎, I9 b# t+ ]5 ]+ F- I
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汽车发明之初，所用的车轮都是木头和铁做的，然后包裹一层橡胶。这种车轮减振效果效果差，噪音大，舒适性低，行驶速度慢。
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/ T! O" l4 v: f2 E3 t& w1 B木制车轮
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. D7 u0 r3 U; l6 ~& K" v* w第一个空心轮子是1845年英国人罗伯特·汤姆逊发明的，将压缩空气充入弹性囊，以缓和运动时的振动与冲击。" U+ ?4 d2 \# z% \5 T+ |# ?3 c
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' f4 `8 i2 r, ^7 }) g% q: p空心轮子
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; Q2 ?5 T& ^ g* Z& X充气轮胎8 P- T3 s2 N( C) \3 G) Q2 m
' G0 B' Z6 {% `6 T R) Z' y. W7 ~8 B19世纪80年代，约翰·邓洛普(John Dunlop)做出了橡胶空心轮胎，用一根通过活门充气的管子，外面涂上橡胶作保护层，做了一个气胎。这种气胎缠在车轮上，要修补内管的的刺孔，必须首先用苯把涂的橡胶泡下来，修好后再涂上橡胶。这种新轮胎一开始受到人们的嘲笑，但他的儿子骑此车参加比赛获得了第一名，因而此项发明受到重视。
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1888年，奔驰发明的第一辆汽油汽车，覆盖有充气橡胶的金属轮胎
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1888年，奔驰发明的第一辆汽油汽车，覆盖有充气橡胶的金属轮胎。
+ x: d' T: t% D" O邓洛普为他的发明申请了专利，建立了世界上第一家轮胎制造厂，开始生产橡胶轮胎，1890年起成立邓洛普橡胶公司。
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约翰·邓洛普
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$ l$ |1 H8 m4 L! J+ |. i# k( i随后托马斯(Thomas)又做出了带气门开关的橡胶空心轮胎，充气轮胎就这样诞生了。
2 m/ N. M) k) Q沦为笑柄的轮胎( p" @0 ~$ A" a+ C
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但是由于当时科技水平的限制，包括材料、制造等，充气轮胎经常爆胎、漏气、不耐磨，不被人们接受，甚至一度成为笑柄。) E+ n& P! f. G7 G6 b, s" U" D+ n
汽车轮胎[6]6 p% u% ?- \. p6 ]
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1895年随着汽车逐渐发展，首批汽车轮胎样品于1895年在法国出现的，这是由平纹帆布制成的单管式轮胎，虽有胎面胶而无花纹。' b N) a( k4 C! P7 Z* E
直到1908年至1912年间，轮胎才有了显著的变化，即胎面胶上有了提高使用性能的花纹，从而开拓了轮胎胎面花纹的历史，并增加了轮胎的断面宽度，允许采用较低的内压，以保证获得较好的缓冲性能。5 [8 C) Y! c0 @ }3 u y4 [
带骨架材料轮胎! Y$ y& {1 u m, Q
1892年英国的伯利密尔发明了帘布，1910年用于生产，这一发明改进了轮胎质量，扩大了轮胎品种，使得外胎具备了模制的可能。随着材料科技的发展，帘布从棉质到人造丝，再到力学特性、耐热性更好的尼龙、聚酯帘线，进而发展到子午线轮胎的钢丝帘线，性能大大提升。
3 c7 V+ n x& ] f2 u炭黑补强橡胶轮胎
! O7 W! ~) h8 B" z% h1904年马特创造了炭黑补强橡胶，胎面中掺用炭黑以前，轮胎大约只行驶6000km就磨光了，掺用炭黑后，轮胎的行驶里程很快就得到显著的提高。现在一组货车轮胎大约可行驶10万km，在好的路面上，甚至可达20万km。; O" G" A7 u/ B4 u, Y3 D4 ]4 b' X
帘线和炭黑轮胎技术的发展，为轮胎工业奠定了基础。! D- {& w/ o% s" y, @
20年代到30年代，汽车轮胎从低压过渡到超低压。( Y0 m8 W4 s' L+ v! O0 U- @# a
40年代末，出现无内胎轮胎。4 _* D- V! z8 \- G9 n: M$ q0 T
法国米其林轮胎公司研究人员马吕斯·米诺尔（Marius Mignol）发明了子午线侧壁，米其林轮胎公司于1946年，试制生产了全世界第一条子午线轮胎。
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子午线轮胎组成
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50年代末，出现低断面轮胎。
: x3 G t8 w' G1979年倍耐力轮胎和宝马汽车一起开发了缺气保用轮胎。9 h. K* g+ g8 B0 j" X* O
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缺气保用轮胎* }+ r: s2 ]" J4 c! \% b0 v
6 b6 j! L8 _( Y# U, Y汽车轮胎是汽车的重要部件，轮胎直接与路面接触，和底盘悬架共同缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证良好的乘座舒适性和行驶静谧性、平顺性；轮胎和路面的良好的附着性，在承重的情况下，提高汽车的牵引性、制动性、通过性。- W+ R, T- w/ I# V, c6 n
后记
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写到这里，我想列举一下，这些在汽车发展过程中，为了人类交通和驾乘安全所作出贡献的每一位来自各行各业的工程师，他们是：托马斯·纽科、詹姆斯·瓦特、马修·博尔顿、N·J·居纽、尼古拉斯·奥托、G．戴姆勒、卡尔·本茨、约翰·赫特里克、沃尔特·林德、艾伦·布林德、乔治·凯利、爱德华·克拉霍恩、沃尔特·贝克、罗杰·格利斯沃尔德、休·德·黑文、C.亨特·谢尔登、尼尔斯·博林、罗伯特·汤姆逊、约翰·邓洛普、托马斯、伯利密尔、马特、马吕斯·米诺尔，这其中还很多人有遗漏，没法一一列举。
# N' |. H. S8 x% P. X) h而樵兄想说的是，我们要为他们的勤奋、坚持、创新而鼓掌，每一项在汽车上乃至汽车本身的创新，都曾遇到冷眼、恶语、不解，饱含曲折，可最终却极大的改善了人类的交通面貌，乃至如此的车水马龙，大大的保护了驾驶的安全性和舒适性。为他们而骄傲！1 E Z& X4 y4 F u7 m
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