汽車安全帶是誰發明的
汽車安全帶就是在汽車上用于保證乘客以及駕駛員在車身受到猛烈撞擊時減少乘客受傷害的裝置。你知道汽車安全帶是誰發明的嗎?一起來看看小編給大家精心準備的資料，歡迎閱讀!
汽車安全帶的發明
100多年前，在歐美國家的馬車座位上就已經有了安全帶，以防止乘客從馬車上被顛下來。1902年5月20日，美國紐約舉行汽車競賽。參賽選手沃爾特·貝克工程師害怕在激烈的車賽中翻車受傷，他從學步幼兒在童車里被布條系捆防止摔出車外的事例中受到啟發，也在“魚雷牌”賽車上釘上了幾根繩帶，參賽時把自己和同伴馬達技工緊緊系好。
競賽進行中，高速飛馳的“魚雷牌”賽車突然撞上一根垂直地面的鋼軌，騰空跳起，墜入觀眾席，當場壓死2人，傷10人，可是貝克和那位技工卻安然無恙。這便是汽車安全帶的起源。
1922年，賽車場上的跑車開始使用安全帶，1955年，美國福特汽車裝備了安全帶。而大多數使用的三點式安全帶卻是瑞典人尼·波林于1957年發明的，他原來在做saab(薩博)的飛機設計工作，到了美國沃爾沃公司后發明了這個真正廣泛應用的安全帶。
50年前汽車安全帶發明問世以來，挽救了無數人的生命，是對行車安全的一項重要貢獻。為此，美國安全榮譽紀念館于近期接納了三點式安全帶的發明人尼·波林加入安全榮譽行列。
尼·波林原系Saab飛機的一名設計師，1958年來到底特律沃爾沃汽車公司公司工作。他想，當行車遇到緊急剎車或碰撞事故時，如何能使喚司機、乘客牢牢地固定在坐位上，以抵擋住猛烈撞擊不受傷害?他認為，只有用皮帶一邊橫跨胸部，一邊橫跨腰下臀部，從同一固定點由上往下緊扣，方能固牢整個人體。
這即是今日人們早已熟知的三點式汽車安全帶。
具諷刺意味的是，汽車安全帶發明者尼·波林，任Saab飛機設計師時，曾在飛機倉內設計過一種彈射座椅，這種座椅在危急情況下把駕駛員彈出機艙以保障生命安全，這和汽車安全帶在緊急時刻把人固定在座位上完全相反。
一固一彈，同樣是挽救生命的重大發明。 早在1957年，沃爾沃公司曾計劃在自產的汽車上，安裝一種可調長短的兩點式“對角線”安全帶，由于安全不理想，未能實施。1958年以后，尼·波林開始三點式安全帶設計。
1963年，沃爾沃汽車公司開始把尼·波林的三點式汽車安全帶注冊，并在自產的汽車上裝配，將安全帶介紹給當時尚持懷疑態度的美國人。與此同時，沃爾沃公司還把他們的安全帶發明，免費提供給其他汽車制造商使用，以推廣這項保護生命的發明。
直到1967年，美國通過凡駕車、乘車必須扎安全帶的立法后，三點式安全帶才被廣泛接受。 隨后，沃爾沃公司又把裝配安全帶的車輛及設計材料向國外展示。
在瑞典發生的28000次車禍中，配有安全帶的沃爾沃車輛于事故中的死傷人數減少約50%-60%。
拓展：汽車安全帶作用
理想的安全帶作用過程是：首先，及時收緊，在事故發生的第一時刻毫不猶豫地把人"按"在座椅上。然后，適度放松，待沖擊力峰值過去，或人已能受到氣囊的保護時，即適當放松安全帶。避免因拉力過大而使人肋骨受傷。最先進的安全帶都帶有預收緊裝置和拉力限制器，讓我們來看看這兩者的功能原理。
一、安全帶預收緊裝置當事故發生時，人向前，座椅往后，此時如果安全帶過松.則后果很可能是：乘員從安全帶下面滑出去：或者，人已碰到了氣囊，而此時安全帶由于張緊余量過大而未能及時繃緊，即未能像希望的那樣先期吃掉一部分沖力，而是將全部負擔都交給了氣囊。這兩種情況都有可能導致乘員嚴重受傷。但問題是，正確安裝的安全帶。其松動余地來自何方?一是由于乘員的衣服本身有一定的厚度，另外在安全帶裝置中也多少隱藏了部分松動余地，這種余地無法消除，但真遇到事故時，還就應該盡量消除。怎么辦?為此出現了這種安全帶預收緊裝置它負責提供瞬間繃緊的安全帶。其作用過程是：首先由一個探頭負責收集撞車信息，然后釋放出電脈沖，該脈沖傳遞到氣體發生器上，引爆氣體。爆炸產生的氣體在管道內迅速膨脹，壓向所謂的球鏈，使球在管內往前竄，帶動棘瓜盤轉。棘爪盤跟鈾連為一體，安全帶就繞在軸上。簡單地講，就是氣體壓力使球動，球帶動棘爪盤轉，棘爪盤帶動軸轉--瞬間實現了安全帶的預收緊功能。從感知事故到完成安全帶預收緊的全過程僅持續千分之幾秒。管道末端是一截空腔，用于容留滾過來的球。
二、安全帶拉力限制器事故發生后，安全帶在預收緊裝置的作用下，已經繃緊了。但我們希望在受力峰值過去后，安全帶的張緊力度馬上降低，以減小乘員受力，這份特殊任務就由安全帶拉力限制器來完成：在安全帶裝置上，有一個如前所述的預收緊裝置，底下卷繞著安全帶。軸芯里邊是一根鋼質扭轉棒。當負荷達到預定情況時，扭轉棒即開始扭曲，這樣就在一定程度上放松了安全帶，實現了安全帶的拉力限制功能。
在安全帶預收緊裝置和安全帶拉力限制器的共同作用下，安全帶的保護能力幾乎達到了理想狀態。所謂于細微處見精神，先進的安全帶確實能給乘員提供可以信賴的安全保護
安全帶的作用及工作原理解析
理想的安全帶作用過程短暫而有序：首先，及時收緊，在事故發生的第一時刻毫不猶豫地把人“按”在座椅上。然后，適度放松，待沖擊力峰值過去，或人已能受到氣囊的保護時，即適當放松安全帶。避免因拉力過大而使人肋骨受傷。而安全帶的重要性到底有多大是不少人的疑問，我們可以看下面的數據。
據美國公路交通安全局(NHTSA)的一份研究報告顯示，在美國，安全帶平均每年可挽救13000個生命。同時，NHTSA還估計，如果系好安全帶，7000遇難者本可以幸免于難。雖然某些情況下安全帶確實也會造成嚴重傷害或死亡，但幾乎所有安全專家都認為系好安全帶可顯著增加您在事故中的生存機會。據NHTSA估計，安全帶可將前排乘客的死亡風險降低50。
汽車中的一切物體(包括駕駛員和乘客)都有自己的慣性，且獨立于汽車的慣性。汽車將其乘坐者加速到汽車的速度。假設您以約80公里/小時的速度巡航。您的速度和車速幾乎相等，因此，您感覺您與車輛就像是一個整體在一起移動。
但如果汽車撞到電話線桿，顯然您的慣性將與汽車的慣性彼此完全獨立。電話線桿的阻力會使汽車突然停下，但是您的速度仍保持不變。如果沒有安全帶，您將以約80公里/小時的速度撞向方向盤或者飛出擋風玻璃。就像電話線桿會使汽車減速一樣，儀表板、擋風玻璃或路面也會向您施加極大的作用力使您減速。有一點是必然的，即不管在撞擊中發生什么事情，都需要有某些物體在您身上施加作用力才能使您停下來。但是根據施加力的位置和方式，可能會使您立即斃命，也可能讓您毫發無傷地離開。如果您的頭部撞向擋風玻璃，那么這種停止的力量將集中在您身體最脆弱的一個部位上。它也會令您迅速停下來，因為玻璃表面很硬。但這可以輕易地讓一個人受重傷或喪命。
安全帶將停止力施加到人身體能夠較長時間承受壓力的部分。典型的安全帶由一個圍在骨盆處的安全腰帶和一個跨過胸部的肩帶組成。這兩段安全帶緊緊固定在汽車框架上，以便將乘客保持在座椅上。
正確系好安全帶后，它可以將大部分停止作用力施加到胸腔和骨盆，這些身體部位相對來說比較強壯。由于安全帶在身體上跨越的部分較寬，因而作用力不會集中在一個較小區域，所以不會造成過大傷害。此外，安全帶所用的材料比儀表板或擋風玻璃要柔軟得多。它可以略微拉伸，這意味著停止過程不會過于突然。但是，安全帶不應拉伸過長，否則可能會使您撞向方向盤或側窗。安全帶只允許您略微前移。
螺旋形的彈簧會旋轉卷軸以使安全帶保持緊繃
汽車的折皺區是能切實起到緩沖作用的區域。折皺區是汽車前部和后部相對比較容易壓折的區域。汽車在撞到障礙物時不會突然停止，而是通過潰縮(就像空易拉罐一樣)吸收部分撞擊力。汽車的車廂比較堅固，因此不會擠壓在乘客身上。它會繼續短暫移動，使汽車的前部撞向障礙物。當然，只有在您隨汽車車廂一起運動時(也就是說，安全帶將您固定在座椅上時)，折皺區才能為您提供保護。最簡單的安全帶(某些過山車就使用了這種安全帶)由通過螺栓固定在車身上的一條長帶子組成。這種安全帶會始終將您緊緊綁在座椅上，這會很安全，但并不是特別舒適。
汽車的安全帶能夠拉伸和收回?當安全帶拉緊時，您的身體可以輕松地前傾。但是在撞擊中，安全帶會突然收緊并將您緊緊固定好。在典型的安全帶系統中，安全帶與一個卷收器相連，卷收器中的核心元件是卷軸，它與安全帶的一端相連。在卷收器內部，一個彈簧為卷軸提供旋轉作用力(或扭矩)。它會旋轉卷軸，以便卷起任何松弛的安全帶。當您拉出安全帶時，卷軸將逆時針旋轉，并使相連的彈簧也沿相同方向旋轉。這樣，旋轉的卷軸就反扭了彈簧。因為彈簧想要恢復到原狀，因此它會抗拒這一扭轉運動。如果您松開安全帶，彈簧將收緊，并順時針旋轉卷軸，直至使安全帶張緊。卷收器有一個鎖定機構，可在汽車發生碰撞時停止卷軸的旋轉。如今，有兩種常用的鎖定系統：由汽車運動觸發的系統和由安全帶運動觸發的系統。
第一種系統在汽車迅速減速時鎖定卷軸
第一種系統在汽車迅速減速(例如，當汽車撞上某物體)時鎖定卷軸。這種機構中的核心元件是一個加重擺錘。當汽車突然停止時，慣性會導致擺錘向前擺動。擺錘另一端的棘爪會抓住固定在卷軸上的一個帶齒棘輪。由于棘爪卡住了其中一個輪齒，因而齒輪便無法逆時針旋轉，從而使與之相連的卷軸也無法旋轉。當撞擊后再次松開安全帶時，齒輪會順時針旋轉，并與棘輪分開。
第二種系統在猛拉安全帶時鎖定卷軸。多數設計利用卷軸旋轉的速度作為激活動力。這種設計的核心元件是一個離心式離合器，一種安裝在旋轉卷軸上的加重擺桿。當卷軸緩慢旋轉時，擺桿并不擺動。一個彈簧使它保持在原來的位置。但當猛拉安全帶時，卷軸將快速旋轉，離心力驅使擺桿的加重端向外擺動。
第二種系統在猛拉安全帶時鎖定卷軸
伸長的擺桿會推動卷收器殼上的凸輪。凸輪通過滑動銷與一個樞轉棘爪相連。當凸輪移到左側時，滑動銷會沿棘爪的槽口移動。這會將棘爪拖入與卷軸相連的旋轉棘輪。棘爪鎖入輪齒中，禁止逆時針旋轉。
在某些新型安全帶系統中，還會使用預緊器來收緊安全帶。預緊器的設計理念是：在發生碰撞時收緊安全帶的任何松弛部分。 卷收器的傳統鎖定機構使安全帶無法進一步拉伸，而預緊器的作用則是拉回安全帶。 這種拉回力可將乘客移到座位中的最佳撞擊位置。 預緊器通常與傳統鎖定機構一起使用，而不是代替它們。
市場上有多種不同的預緊器系統。 某些預緊器會將整個卷收器向后拉，某些則會旋轉卷軸本身。 通常，預緊器會連接到激活汽車安全氣囊的中央控制處理器。 處理器監控機械或電子運動傳感器，這些傳感器可響應因撞擊產生的突然減速。 當探測到撞擊時，處理器將激活預緊器，然后激活安全氣囊。某些預緊器采用了電動機或螺線管，但當今的多數設計采用點火方式來拉入安全帶。當燃氣點燃時，壓力會推動活塞上行，從而旋轉卷收器。
當燃氣點燃時，壓力會推動活塞上行，從而旋轉卷收器。
這種預緊器中的核心元件是一個燃氣室。在燃氣室內，還有一個包含易爆點火材料的小燃燒室。 這個小燃燒室帶有兩個電極，并連接至中央處理器。當處理器探測到撞擊時，它會立即在電極上施加一個電流。 電極產生的火花將點燃點火材料，從而將燃氣室中的燃氣點燃。 燃燒的氣體會產生很大的外推力。 該壓力推動位于燃氣室內的活塞，使其高速向上運動。活塞的一側固定有一個齒條。 當活塞彈起時，齒條將與一個連接到卷收器卷軸的齒輪嚙合。 高速運動的齒條會快速旋轉卷軸，從而卷起安全帶。
在劇烈撞擊中(如當汽車與某障礙物高速相撞時)，安全帶會造成嚴重的傷害。 隨著乘客慣性速度的增加，需要更大的力才能使乘客停下來。 換言之，撞擊時您的運動速度越快，安全帶對您施加的作用力就越大。
某些安全帶系統使用負載限制器來盡可能減少安全帶造成的傷害。 負載限制器的設計理念[綜述 圖片 論壇]是：當有巨大的作用力施加到安全帶上時，額外釋放更多安全帶。 最簡單的負載限制器是縫制在安全帶中的折疊帶束。 當施加到安全帶上的作用力達到特定值時，用來固定折疊帶束的縫線將會斷裂。 當縫線斷開時，安全帶的折疊部分便隨即展開，從而使安全帶能夠再伸長一些。
更高級的負載限制器在卷收器中采用了一個扭桿。 扭桿就是一個長金屬桿，當向其施加足夠的作用力時會發生扭曲。 在負載限制器中，扭桿的一端固定在鎖定機構上，另一端固定在旋轉的卷軸上。 在輕度事故中，扭桿將保持形狀不變，卷軸將使用鎖定機構進行鎖定。 但是當有巨大的作用力施加到安全帶上時(因而也施加到卷軸上)，扭桿將略微扭曲。 這會使安全帶延伸得更多一些。
從某種意義上說，安全帶的重要性超越了安全氣囊，所以現在大多數汽車都強制要求駕駛員系安全帶，如果安全帶系統有問題的話，被動安全的效果會流失大半，重要性不言而喻。當然真正的安全不能僅靠安全帶，駕駛員也要保持良好的駕駛習慣。