内燃机心脏

MECHANISM EXPLAINED

这台心脏怎么工作

1. 一个腔室 = 一台单缸二冲程发动机。燃烧室推燃气活塞，经连杆弹簧和油阻尼推血囊活塞，把血挤出去；燃气和血液永远不接触。这条力的传递链正好对应 Hill 三元件肌肉模型。
2. 点火 = 兴奋–收缩耦联。窦房结是一个飞轮加离心调速器，经两级齿形带（5:1、8:1）减速到心房凸轮轴，一拍转一圈；心房凸轮轴再用一条“房室带”带动心室凸轮轴，心室带轮里的离心相位器给出约 0.1 s 的房室延迟。房室带断了，心房照跳，心室由备用驱动按逸搏节律接管，对应三度阻滞。
3. Frank-Starling 是结构自带的。回心血越多，血囊被撑得越开，拉伸杠杆推油泵齿条喷更多乙醇；血囊撑开也让燃烧室变小、压缩比变高。
4. 不应期是二冲程自带的。点火后缸里只有废气，必须等排气、扫气、关口后才点得着，所以永远不会强直收缩；来得早的火花只能点着一部分混合气。
5. 气门配气，四瓣配血。每缸都有顶置凸轮经摇臂驱动的进排气门：收缩时程一到，排气门先开、进气门随后开，60 ms 换完气一起关。血液侧另有四个透明瓣膜盒，配血凸轮通过弹性连杆与套环助力，压差不合适时离合释放；两种等容期入口和出口都关闭。扫气泵改由干侧附件皮带驱动，窦停时备用驱动接管。
6. 声浪直接读取发动机事件与机械负荷。点击底部“声浪 关”开启：前负荷增加充气与低频厚度，后负荷增大让燃烧音高下降、排气更沉更长（类似车轮离地时负荷变小、声音变高变薄），收缩力则增强点火冲击而非简单降低音高。心率与自主神经同步调节；漏搏、早搏、房颤和窦停如实改变节奏。暂停、后台标签页和静音停止输出。声音由浏览器实时合成，不是录音。

数值来自一个简化的集总参数模型（燃气按多变过程 + Wiebe 放热，循环用两个 Windkessel），只为展示原理，不是工程计算。四瓣助力为机械类比；附件与备用电机输入尚未计入燃烧端热效率。仿真得到的热效率只有约 4%，远低于设计书最初假设的 25%：燃烧室要做大才能让压力平缓下降，代价就是效率低、乙醇用量变大。