Analizatorul cutanat.Pielea(Biologie)

                                 Analizatorul cutanat

Pielea (cutis) constituie un înveliș neîntrerupt care se continuă la nivelul marilor orificii (gură, nas, etc.) cu o semimucoasă (parțial keratinizată) și care, în interiorul cavităților respective, devine o mucoasă propriu-zisă. Pielea reprezintă o suprafață receptorie extrem de vastă, care asigură o sensibilitate diversă, protejează corpul de leziuni mecanice și microorganisme, participă la secretarea unor produse finale ale metabolismului și îndeplinește de asemenea un important rol de termoregulație, execută funcțiile de respirație, conține rezerve energetice, leagă mediul înconjurător cu tot organismul.

Suprafața

Suprafața pielii nu e uniformă, pe ea fiind prezente orificii, cute și proeminențe.

Orificiile sunt de 2 tipuri: unele sunt mari, conducând în cavitățile naturale (gură, nas etc.) iar altele sunt mici, de-abia vizibile cu ochiul liber, dar bine vizibile cu lupa. Ultimele răspund fie foliculilor piloși (din acestea răsar fire de păr), fie glandelor sudoripare ecrine (porii). Toate orificiile, dar mai ales cele mari, precum și cele foliculare, sunt intens populate de microbi, fenomen ce explică frecvența mare a foliculitelor. Orificiile foliculare reprezintă totodată și locul unde absorbția percutanată a apei, electroliților, medicamentelor (unguente, creme etc.) și altor substanțe, este maximă.

Cutele pielii sunt de 2 feluri: congenitale (sau structurale) și funcționale, ultimele apărând odată cu îmbătrânirea și scăderea elasticității.

Cutele structurale sunt fie cute mari (plica axilară, inghinală etc.), fie microcute.

Cutele mari au unele particularități fiziopatologice ca: umiditatea mai mare față de restul pielii, un pH alcalin sau neutru, pilozitate mai accentuată. Datorită acestor caractere, ele pot prezenta unele îmbolnăviri specifice ca: micoze, fisuri, intetrigo etc.

Cutele mici sau microcutele sunt prezente pe toată suprafața pielii reunind orificiile porilor; ele determină astfel mici suprafețe romboidale, care constituie expresia unei elasticități normale. Aceste microcute dispar la nivelul cicatricelor, în stările de atrofie epidermică sau de scleroză dermică (sclerodermice). La nivelul palmelor și plantelor microcutele sunt așezate în linii arcuate dispuse paralel, realizând amprentele, cu caractere transmisibile ereditar, importante pentru identificarea juridică a individului. Crestele dintre cute, dispuse de asemenea în linii paralele, prezintă pe ele orificiile porilor sudoripari.

Cutele funcționale se constituie ca urmare a scăderii elasticității cutanate și a contracțiilor musculare (riduri).

Culoarea pielii depinde de:

• cantitatea de pigment melanic care conferă nuanțe de la pielea albă (lipsa pigmentului), până la cea neagră (excesul de melanină). Cantitatea de melanină este determinată genetic, dar variațiile culorii pielii, după latitudinea geografică (de la pol la ecuator), arată și o adaptare. Melanina variază între anumite limite și în funcție de expunerea la razele ultraviolete.
• gradul de vascularizație capilară determină nuanța roz-roșie. Vascularizația mai abundentă a feții produce și anumite particularități morbide regionale: bolile congestive ale feții sunt mai numeroase. Culoarea pielii depinde și de cantitatea de hemoglobină (paloarea în anemii). Pielea copiilor mici este bogat vascularizată și mai subțire, motiv pentru care e roză.
• grosimea pielii influențează culoarea ei: pielea copiilor mici e mai subțire și e roză, pielea de pe palme și plante are o culoare gălbuie datorită stratului cornos (keratinei) mai ales în condiții de hiperkeratoză. Abundența keratohialinei (strat granulos) conferă pielii o culoare albă.

Mucoasele sunt mai subțiri decât epidermul; keratina, keratohialina și melanina, în mod normal, la acest nivel, lipsesc, astfel că ele sunt transparente, permițând să se perceapă vascularizația din profunzime, de unde culoarea lor roșie.

În stările leucoplazice (leucos=alb) apare keratina și keratohialina și suprafețele morbide devin albe și mai rugoase.

Pigmentogeneza copiilor sub 1 an este deficitară și acomodarea lor la razele solare e deficitară, la ei apărând mai ușor arsurile actinice, după expuneri la soare sau raze ultraviolete.

Suprafața pielii, la un om matur și talie mijlocie, e de 1,5-1,8 m². Greutatea ei totală corespunde la circa 20% (în medie 14-16 kg), din care circa 15% reprezintă hipodermul (cu variații largi în raport cu corpolența), circa 5% de derm și sub 1% de epiderm.

Grosimea pielii variază după regiuni: e subțire pe față, frunte, genitale, este mai groasă pe toracele anterior, abdomen și marile pliuri. Grosimea crește la spate și pe suprefețele extensorice ale membrelor, cea mai groasă e la palme și tălpi. Dintre straturile pielii epidermul e cel mai subțire (între 0,03 și 1 mm), dermul este mai gros (are între 0,5-0,8 mm la față, 2 mm pe torace și 2,5), iar hipodermul are variații mari regionale.

Elasticitatea pielii se datorează, în primul rând sistemului fibrilar dermic și mai ales fibrelor elastice. Datorită lor pielea e depresibilă. La elasticitatea ei contribuie și paniculul adipos, ai cărui lobuli grăsoși, înveliți într-un țesut conjunctivo-elastic, funcționează ca niște mingi minuscule de cauciuc ce se deprimă la apăsare, după care însă revin la forma anterioară. Elasticitatea scade cu vârsta și dispare în stările edematoase sau de scleroză cutanată. Datorită elasticității, plăgile devin mai mari decât suprafața secționată, iar excizatele de piele (grefele) mai mici decât suprafața prelevată.

Mobilitatea pielii este variabilă: față de planurile profunde este ușor mobilizabilă la față, torace, membre, penis și puțin mobilizabilă la nivelul palmelor, tălpilor, pe pavilioanele urechilor și pe aripile nazale. Ea scade în procesele de scleroză (cicatrici, scleroze secundare, sclerodermii esențiale).

Funcțiile pielii

• funcția de apărare, împiedică pătrunderea unor agenți patogeni în organism (bacterii, substanțe toxice, radiații)
• funcția termoregulatoare la menținerea unei temperaturi constante a corpului, pentru evitarea supraîncălzirii reduce temperatura prin exaporarea evaporarea apei din sudoare, la o temperatură scăzută pentru reducerea pierderii temperaturii corporale, firele de păr prin Musculus arrector pili se zbârlesc pielea având aspectul de piele de gâscă.
• funcția de apărare față de razele ultraviolete la animale această funcție e realizată de blană sau pene, la om stratul cornos stratum corneum absoarbe și reflectă cam 50% din radiații, absorbirea radiațiilor se realizează prin pigmentul din piele melanină producând bronzarea pielii, la o expunere extremă la aceste radiații se poate produce cancerul de piele.
• pielea ca rezervor de celule embrionare această funcție este folosită de chirurgie în transplanturi.
• funcția imunologică a pielii este realizată de celulele Langerhans din piele.
• funcția de organ de simț este una din funcțiile de comunicare a pielii cu mediul înconjurător, aceasta fiind îndeplinit de receptorii:
  • de durere (fiind până la 200/cm²),
  • de presiune (corpusculii Vater-Pacini),
  • termoreceptorii (corpusculii Krause),
  • receptorii la întindere (corpusculii Ruffini),
  • receptorii tactili sunt mai deși la buze, degete, limbă, mamelon, organele genitale externe (corpusculii Meissner și celulele Merkel)
    
    Structura microscopică
    
    Pielea este constituită din 3 învelișuri: epidermul de origine ectodermică, dermul și hipodermul (stratul celular subcutanat) de origine mezodermică (mezenchimală).

Epidermul
Epidermul este alcătuit dintr-un epiteliu stratificat și pavimentos, cornificat, celulele sale fiind în permanență regenerare. El este lipsit de vase sangvine, nutriția celulelor are loc prin difuzarea limfei interstițiale din derm, prin intermediul membranei bazale și prin spațiile înguste (de cca 10 milimicroni), care separă între ele celulele vitale ale acestui strat. Epidermul este un protector mecanic contra pierderilor de apă din straturile profunde ale pielii și împiedică pătrunderea microbilor în ele. Celulele epidermului se împart, după origine, aspect microscopic și funcții, în două linii distincte: keratinocitele, care constituie marea majoritate a masei celulare și melanocitele mult mai puțin numeroase.     Keratinocitele provin din celulele stratului bazal, care se divid permanent, celulele fiice fiind împinse spre suprafață. Se realizează astfel o mișcare celulară lentă-ascendentă, în cursul căreia ele se încarcă progresiv cu keratină. Melanocitele elaborează pigmentul melanic, care, eliberat din ele, este stocat atât în celulele epidermice (mai ales în stratul bazal) cât și în macrofagele dermice, care astfel devin melanofore. Embriologic, ele provin din creasta neurală sub forma de metaboliști care în cursul primelor luni de viață fetală migrează spre unele regiuni din sistemul nervos central (tuber cinereum, locus niger etc.), în peritoneu și în piele. În piele se așază între celulele bazale.

Stratul bazal
Stratul bazal (sau generator) este cel mai profund, fiind în contact cu membrana bazală. Celulele sale au un nucleu mare situat apical. La polul apical sunt dispuse granule de melanină, care are un rol fotoprotector, ferind acizii nucleici (mai ales ADN) de razele ultraviolete, cu acțiune inhibantă asupra acestora. Între celulele bazale se găsesc melanocitele și corpusculii senzoriali Merkel-Ranvier.

Stratul spinosStratul spinos este situat imediat deasupra celui bazal, din care provine. În mod normal, el este alcătuit din 6-15 rânduri de celule poliedrice, care pe măsură ce urcă spre suprafață devin tot mai turtite. Ele sunt mai acidofile decât cele bazale, dar sunt intens vitale, acest strat fiind sediul unor transformări importante în eczemă sau în metaplazii, și în alte numeroase afecțiuni. Celulele sunt separate prin spații înguste de cca 10 milimicroni, prin care circulă limfa interstițială nutritivă, rare celule limfocitare și se găsesc terminații nervoase amielinice. Aceste spații reunite constituie "sistemul lacunar epidermic" în care coeziunea celulară e menținută prin punți intercelulare. Citoplasma celulelor se caracterizează pe lângă formațiunile obișnuite, prin filamente dispuse în mănunchiuri, numite tonofibrile. Ele au un rol important în sinteza keratinei (precursori).

Stratul granulosStratul granulos este situat deasupra celui precedent, fiind compus din 1-5 rânduri de celule turtite. Caracteristica lor e abundența granulațiilor citoplasmatice de keratohialină. Formează o barieră care împiedică pierderea apei. Această barieră este însă penetrată de gaze, lipide, vitamine, enzime, hormoni sexuali, radiații, glucoză, dar și de substanțe nocive (ex. nicotina).

Stratul lucidStratul lucid numit și stratul cornos bazal e format din celule bogate în glicogen, eleidină și grăsimi. Prezența glicogenului atestă existența unor procese vitale necesare etapelor finale în sinteza keratinei. Acest strat este ultimul strat vital al epidermului, care împreună cu stratul cornos profund constituie așa-numita "bariera epidermică" (barieră față de apă, substanțele chimice și microorganisme).

Stratul cornos
Stratul cornos este cel mai superficial. El este alcătuit din două straturi: stratul cornos profund sau conjunct și cel superficial sau disjunct numit și exfoliator. În cel profund celulele cornoase sunt alipite, în cel superficial celulele au conexiuni laxe, desprinzându-se la suprafață. Celulele cornoase normale au formă de solzi, nucleul este dispărut ca și organitele celulare, iar celula apare ca un sac format dintr-un înveliș de keratină și un conținut bogat în grăsimi osmiofile (lipoide de colesterol). Deasupra stratului cornos și amestecat cu celulele stratului disjunct, se găsește un strat funcțional (fiziologic) rezultat din prelingerea secreției sudoripare și sebacee, și din debriurile celulelor cornoase și a substanței intercelulare. Acest strat numit filmul sau mantaua (pelicula) lipo-proteică acidă a pielii (pH=4,5-5,5), conferă o protecție față de microorganisme și față de substanțele chimice. Pe suprafața pielii și între celulele stratului disjunct, se găsesc microorganisme din flora saprofită. Numărul acestor germeni scade treptat spre profunzime, ei fiind opriți la nivelul stratului conjunctiv.

Dermul
Dermul constituie scheletul nerezistent conjunctivo-fibros al pielii. El este separat (și totodată reunit) de epiderm prin membrana bazală.

Membrana bazalăMembrana bazală este alcătuită dintr-o împletire de fibre epidermice și dermice. Ea îndeplinește o funcție de filtru selectiv, pentru substanțele provenite din derm și care servesc la nutriția epidermului, dar constituie și a doua „barieră" pentru substanțele ce ar putea pătrunde din epiderm.

StraturileDermul este compus din două straturi. Stratul superficial subepidermic cuprinde papilele dermice și o zonă subțire situată sub ele. El este denumit strat subpapilar și se caracterizează prin elemente fibrilare gracile, elemente celulare mai numeroase, substanța fundamentală mai abundentă și o vascularizație și inervație bogată (plexuri subpapilare). Stratul profund numit dermul propriu-zis sau corionul este mult mai gros, este mult mai rezistent și e compus preponderent din fibre colagenice, elastice și reticulare.Pielea este 7% din greutatea corporala.

CeluleleCelulele sunt prezentate de fibroblaști, fibrociți, histocite, mastocite, limfocite și plasmocite cu specificul lor funcțional.

Substanța fundamentalăSubstanța fundamentală afară de mucopolizaharide acide e bogată în apă, conține săruri (mai ales sodiu și calciu), proteine, glicoproteine și lipoproteine, glucoză (care la acest nivel are o concentrație identică cu cea din plasmă, în timp ce în epiderm este redusă la 1/3).

Hipodermul
Hipodermul este stratul care separă pielea de straturile subiacente. El este alcătuit din lobuli de celule grase (lipocite) conținând trigliceride, cu rol de rezervă nutritivă și de izolator termic și mecanic. Acești lobuli sunt separați prin septe conjunctive, în care se găsesc vase și nervi. O structură tegumentară mai deosebită este linia apocrină. Ea se întinde de la axilă, în regiunea mamelonară și coboară convergent lateral spre perineu. Este alcătuită din aglomerări celulare clare ce, structural, se apropie de celulele glandulare mamare. În această accepțiune glanda mamară poate fi privită ca o glandă apocrină enormă cu o structură corelată cu funcția sa secretorie. Între modalitatea secretorie a glandei mamare și glandele apocrine sunt relații apropiate, în sensul că:

• • 
    • celulele secretă un conținut bogat de proteine;
    • tipul celular secretor se caracterizează prin „decapitarea" polului secretor al celulelor glandulare.

Anexele pielii
Anexele cutanate sunt reprezenate de fanerele și glandele pielii.

Fanerele
Fanerele sunt organe anexe ale pielii diferențiate la suprafața ei, cu funcție de apărare a organismului, fiind prezente la om sub forma unghiilor și a părului.

Unghia
Unghia (unguis) este formată dintr-o lamă cornoasă dură, distală, numită corpul unghiei (corpus unguis), alcătuit din limbul și patul unghial și o rădăcină (radix unguis), situată proximal, corespunzând părții acoperite de un repliu cutanat, numit plica supraunghială, care se prelungește pe laturile unghiei. Plica acoperă lunula, porțiunea roză, palidă semilunară a corpului, care în profunzime, se continuă cu rădăcina.  Lama unghială e formată dintr-o porțiune superficială dură și un strat profund moale. Stratul dur este regenerat de matricea unghială (porțiunea cea mai profundă a rădăcinei), în timp ce stratul moale ia naștere prin cornificarea celulelor patului unghial, pe care zace unghia. Sub marginea liberă a unghiei se găsește șanțul subunghial, la nivelul căruia epidermul, cu stratul său cornos, se continuă cu unghia, formând hiponichium-ul. Limbul unghiei este unghia propriu-zisă și este format din celule solzoase, cheratinizate. Cele de la suprafața limbului se continuă la nivelul plicii supraunghiale cu stratul cornos al epidermului formând eponichium (perionix).

Părul
Firul de păr este alcătuit din două părți: una externă, vizibilă, liberă, numită tulpină sau tijă și o parte ascunsă profund în derm, numită folicul pilosebaceu sau rădăcină (radix pili). Ultima se termină printr-o parte umflată ca o măciucă, numită bulb al părului (bulbi pili) creșterea părului se produce în regiunea bulbului. Bulbul, în partea sa cea mai profundă, prezintă o scobitură în care pătrunde papila dermică nutritivă a părului, intens vascularizată. Culoarea firelor de păr este diferită: blondă, roșie, castanie, neagră. Ea este determinată de un pigment brun-grăunțos sau roșiatic, care se formează în bulb. Părul alb al senectuții se datorește pătrunderii aerului în tijă.

Tija
Tija se dezvoltă din epiderm și este cornoasă, flexibilă, elastică, groasă între 0,006-0,6 mm, cu lungimea care variază între câțiva milimetri, până la peste un metru. Lungimea și densitatea variază regional și este legată de sex, pilozitatea fiind mai accentuată în regiunea capului, pe față la bărbat, în axile, în regiunea pubiană, pe torace și abdomen (la bărbat).

Foliculul pilosebaceu
Foliculul pilosebaceu reprezintă o invaginație în profunzime a pielii, care prin vârful său ajunge până în hipoderm. El conține firul de păr și are anexate glanda sebacee și un o fibră musculară netedă, mușchiul piloerector.

Glandele pielii

Glanda sebacee
Glanda sebacee este glanda acinoasă (în ciorchină). Ea o holocrină, sebumul secretat luând naștere prin degenerescența groasă a celulelor care căptușesc pereții glandei. În regiunile numite seboreice (nas, frunte, menton, ureche, mediosternal etc.) aceste glande sunt hipertrofiate, conferind regiunilor respective o onctuozitate și o reactivitate particulară. Funcția acestor glande este endocrino-dependentă (sistemul hipofizo-steroidic cortico-suprarenal și sexual). Ele secretă grăsimea pielii, care unge stratul cornificat al epidermusului și părul, îi apără de apă, microorganisme, înmoaie pielea. Canalele glandelor sebacee se deschid de obicei în sacii pieloși.

Glandele sudoripare
Glandele sudoripare sunt tubulare, fiind terminate cu un glomerul secretor. Ele sunt de două tipuri: glandele ecrine mai mici, dispuse aproape toată suprafața corpului și care se deschid direct la suprafața epidermului prin pori și glandele apocrine, mult mai mari, dispuse numai la nivelul axelor, în jurul mamelonului și la perineu. Glandele ecrine elimină produsul fără a modifica structura celulelor, ce rămân intacte: sudoarea elaborată de ele e apoasă și bogată în săruri, cu un pH acid, fără conținut proteic sau părți din celulele secretante. Glandele apocrine sunt merocrine: secreția lor rezultă în parte din eliminarea unei părți din celulele secretante. Ele intră în funcție după pubertate, fapt ce arată endocrino-dependența lor. Ele se varsă în infundibulul folicular, sudoarea lor este mai viscoasă, mai bogată în proteine și are un pH neutru, ceea ce explică infecția lor frecventă. Glandele sudoripare secretă sudoarea, care conține mari cantități de apă și, evaporând-o reglează astfel temperatura corpului. În afară de apă sudoarea conține produsele metabolismului azotat (ureea) și diferite săruri.

Analizatrul auditiv(Biologie)

Analizatorul auditiv - anatomie si fiziologie

1. Undele  sonore

-fregvenţa  este  măsurată  in  herz.

-Intensitatea este  măsurată  in  decibeli.

2.  structura  urechii 

a. Urechea externă

            -direcţionează  valurile  sonore  în  canalul  auditiv 

b.Urechea  mijlocie 

- Este  umplută  de  aer

- Conţine  membrana  timpanică  şi  osişoarele  auditive  (ciocănaşul, nicovala şi  scăriţa).  Scăriţa  este  înserată  în  fereastra  ovală, o membrană  dintre  urechea  mijlocie  şi  urechea  internă. 

- Undele  sonore  fac  ca  membrana  timpanică  să  vibreze,  la  rândul  lor  oscilaţiile  vibrante  împing  scăriţa  în  fereastra  ovală  şi  fac  o  deplasare  a fluidului  în  urechea  internă. 

- Energia  sonoră  este  amplificată  de  acţiunea de pârghie a osişoarelor auditive  şi  concentrarea  undelor sonore  de  la  membrana  timpanică  mare  pînă la  fereastra  ovală  mică.

c)  Urechea  internă 

- este  umplută  cu  lichid

     - consistă  dintr-un  labirint  (canale  semicirculare,  cohlea  şi  vestibulul)  şi  o  serie  de  ducturi  numite  labirintul  membranar.

Partea  fluidă  externă  a  ductului  este  perilimfă. 

Partea  fluidă  internă  a  ductului  este  endolimfă.

  

 Structura  cohleei: 3  canale  tubulare.

a)   Scala  vestibuli  şi  scala  timpani  conţin  perilimfă  care  are  un  nivel  înalt  de  (Na+).

b)             Scala  media  conţine  endolimf , care  are  un  nivel  înalt  de  (K+).  Scala  medie  este  mărginită  de  membrana  bazilară  pe care se află organul  Corti.

Structura  organului  Corti

a. Este  localizat  pe  membrana  bazală

b. Conţine  celule  receptoare (celulele  ciliate interne  şi  celulele  ciliate externe,  p/u  stimuli  audutivi.  Cilii  acestor celule  ies  în  endolimfă).

c. Celulele  ciliate  interne  sunt  aranjate  într-un  singur  rând  şi  sunt  puţine  la  nr. Celulele  ciliate externe  sunt  aranjate  în  rânduri  paralele  şi  sunt  în  nr.  mai  mare  decât  celulele  ciliate interne.

Ganglionul  spiralat  conţine  corpul celulelor   ce formează nervul  auditiv  (nervul  cranian  CN  VIII  face  sinapsă  cu  celulele  ciliate).

Paşii  în  transmiterea  auditivă  de  către  organul  Corti  

           Oscileţiile de la  Scala  vestibulară → Scala  media → Membrana  tectorială →  Membrana  bazilară →  Scala  timpani (cilii  celulelor  ciliate sunt  orientate spre membrana  tectorială).

                       Organul  Corti  şi  transmiterea  auditivă.

a)          Undele  sonore  cauzează  vibraţia  organului  Corti,  deoarece  membrana  bazilară este  mult  mai  elastică  decât  membrana  tectorială,  vibraţia  membranei  bazilare  cauzează  înclinarea  cililor celulelor  ciliate  întrucât  ele  împing  membrana  tectorială.

b)         Înclinarea  cililor  cauzează  schimbări  în  conducerea  K+  în  membrana  celulei  ciliate.  Înclinarea  într-o  direcţie  cauzează  depolarizarea,  în  direcţie opusă  cauzează  hiperpolarizarea.  Potenţialul  oscilator  care  rezultă  este  numit  potenţialul  microfonic  cohlear.

c)          Potenţialul  oscilator  al  celulelor  ciliate  generează  stimuli  în fibrele nervilor  cohlear. 

Cum  sunt  codate  sunetele. 

1. Frecvenţa  care  activează  anumite  celule  ciliate depind  de  plasarea  acestora de-a  lungul  membranei  bazilare.
2. Baza  membranei  bazilare  (lângă  fereastra  ovală  şi  rotundă)  este  îngustă  şi  rigidă.  Ea  răspunde  cel  mai  bine  la  frecvenţa  înaltă.
3. Apexul  membranei  bazilare  (lângă helicotremă)  este  larg  şi  compliant.  Răspunde  cel  mai  bine  la frecvenţe  scăzute. 

Căile  auditorii  centrale 

1. fibrele  se  ridică  prin  lemniscus  lateral  la  coliculul  inferior urmează  nucleul  geniculat  medical  al  talamusului  apoi  cortexului  auditiv.
2. Fibrele  pot  fi  încrucişate  şi  neîncrucişate  rezultînd  cu  un  amestec  al  fibrelor  auditive  ascendente  de la ambele  urechi,  la  toate  nivelurile  înalte.  Totuşi  leziunea  cohleei  unei  urechi  cauzează  asurzirea  unilaterală  şi  atât. 
3. Este  o  reprezentare  tonotopică  a  frecvenţei  la  toate  nivelele  căilor  auditorii  centrale. 
4. Discriminarea  trăsăturilor  complexe  (aşa  ca  abilitatea  de  a  recunoaşte  o  secvenţă  model,  este  o  proprietate  a  cortexului  cerebral.

Analizatorii:Organele de simț(Biologie)

Anatomia limbii(Biologie)

Limba (lat.: Lingua, grec.: Glossa) este un organ musculos, acoperit de mucoasă, foarte mobil, cu sensibilitate tactilă mare, aflat în cavitatea bucală a animalelor și omului. Are rol în prehensiunea alimentelor, în masticație, deglutiție. Prin faptul că este dotată cu un tip special de chemoreceptori (mugurii gustativi), este considerată "organul simțului gustativ", dar are un rol imporatant și în olfacție. La om și primate are rol și în fonație.

Anatomia limbii
Partea dorsală a limbii Dorsum linguae este ușor bombată, partea anterioară fiind liberă cu un șanț medianSeptum linguae fiind locul de inserție a mușchilor limbii (care sunt bogat vascularizați și inervați), în partea posterioară mucoasa limbii prezintă deschiderea glandelor salivare, partea ventrală (inferioară), median este legat de planșeul cavității bucale prin frâul limbii (Frenulum linguae), astfel încât numai vârful limbii este liber.
Baza limbii (Radix linguae) este prin mușchi și ligamente fixat de laringe.

Mucoasa limbii
Mucoasa dezvoltată care acoperă limba este continuarea mucoasei cavității bucale pe care se află papilele linguale (Papillae linguales), prelungiri cu forme diferite Papillae filiformes, Papillae conicae, Papillae lentiformes cu rol mecanic (la rumegătoare aceste papile sunt acoperite cu strat cornos ceea ce determină aspectul aspru al limbii),
Papilele gustative (Papillae gustatoriae) ce au forma de ciupercă (Papillae fungiformes) care sunt terminațiile nervilor glosofaringian și facial au rol senzitiv: tactil, termic și gustativ.
Pe marginea limbii se află papilele Papillae vallatae ce sunt înconjurate de un brâu de glande salivare, pe când Papillae foliatae (papilele lamelare) dezvoltate la cabaline, nu sunt prezente la toate mamiferele.
Mucoasa limbii conține mai ales la baza limbii numeroase glande salivare.
Mai demult s-a căutat zonarea limbii după simțul gustativ (sărat, acru, dulce,amar) teoria lui David Hänig (1901) teorie ce azi este considerată falsă.

Rolul limbii
Limba are rolul de prehensiune (la unele animale) transport, amestec cu saliva și ajutor în masticația și deglutiția hranei la nivelul faringelui.
La om are un rol important în vorbire, formarea sunetelor articulate.
De asemenea joacă un rol important ca organ gustativ (a gustului dulce, acru, amar, sărat, gras) aceste papile gustative fiind uniform repartizate pe suprafața limbii, cu excepția gustului amar care este mai bine reprezentat la baza limbii.

Analizatorul olfactiv și gustativ la om(Biologie)

Nasul (lat.nasus) în anatomie înseamnă un organ al vertebratelor care este compus din orificiul nărilor și cavitatea nazală.

La om ca și la celelalte mamifere, nasul este situat în centrul feței sau în vârful botului, după cavitatea nazală urmândfaringele unde se întâlnește calea respiratorie cu calea digestivă.

IgienaSimțul mirosului și cel al gustului pot fi afectate sub acțiunea unor factori de risc, dacă nu sunt respectate anumite reguli de igienă. Bunaoară, consumul frecvent de alimente fierbinți duce la distrugerea papilelor gustative.
 
Funcțiile nasului

• funcția respiratorie, prin nas se inspiră și expiră aerul necesar respirației, nasul având și un rol de filtrare a impurităților din curentul de aer inspirat prin perișorii și mucoasa nazală umedă.
  La om prin inspirație sunt folosite nările alternativ (la un interval de 20 -30 de minute), astfel există posibilitatea de regenerare a mucoasei nazale.
• funcția mirosului este îndeplinit de Regio olfactoria din nas.Fosele comunica cu exteriorul prin nari si cu faringele prin coane.Este captusit cu mucoasa nazala prevazuta cu perisori si glande ce secreta mucus.
  
  

  Calea de conducere a analizorului olfactiv

  • protoneuronul caii olfactive este reprezentat de celulele bipolare din mucoasa olfactiva. Acestea, au o dendrita scurta si groasa prevazuta la capat cu mici vezicule constituind butonul olfactiv care contin cili. Axonii celulelor (neuronilor) bipolare strabat lama ciuruita a osului etmoid si patrund in craniu, cu traseu pana la bulbul olfactiv. Aici face sinapsa cu cel de-al II-lea neuron al caii olfactive si anume neuronii mitrali. Axonii neuronilor mitrali ajung in paleocortex (pe fata mediala a lobului temporal-aria olfactiva girul hipocampic si nucleul amigdalian) unde este perceput mirosul.
    

    Bolile nasului

    • Rhinitis inflamația mucoasei din cavitatea nazală;la răceală cu guturai sau rinită alergică,
    • (Epistaxis) - hemoragie nazală
    • Eczema nazală
    • Devierea septumului nazal
    • Furuncull
    • Rhinophym
    • Tumori: Bazaliom, Spinaliom, rar Sarkom și Melanom
      
      
      

Analizatorul Vizual(Biologie)

Fiziologia analizatorului vizual

Cea mai mare parte a informatiilor din mediul exterior este receptionata prin vaz.Vederea are un rol esential in adaptarea la mediu,orientarea spatiala,in mentinerea echilibrului si in activitatile specific umane.
Anatomie
a)Segmentul receptor este inclus in globul ocular. Globul ocular este constituit din : invelisuri,aparatul optic si receptorul
invelisurile globului ocular:
· tunica fibroasa,sclerotica,este o formatiune conjunctiva,alba la exterior ,cu rol protector.pe ea se insera musculatura extrinseca a globului ocular(drept-superior,inferior si intern,oblic inferior,drept lateral,oblic superior).
· tunica vasculara,coroida,este pigmentata si vascularizata.Are functii trofice si confera interiorului globului ocular calitatea de camera obscura.Din ea se constituie in partea anterioara a globului ocular irisul si corpul ciliar (musculatura intrinseca a globului ocular)cu fibre circulare si radiare.
· tunica nervoasa,retina,cuprinde celulele fotoreceptoare.

b)Aparatul optic cuprinde mediile transparente:
· corneea transparenta este nevascularizata,bogat inervata prin terminatii nervoase libere.
· umoarea apoasa din camera anterioara este un lichid transparent,secretat permanent de procesele ciliare si drenat prin sistemul venos.
· cristalinul este o lentila biconvexa,transparenta,invelita intr-o capsula-cristaloida.Este situat in spatele irisului si legat de corpul ciliar prin ligamentul suspensor.Nu este vascularizat si nici inervat
· corpul vitros este un gel transparent.El umple cavitatea posterioara a globului ocular intre cristalin si retina.

c)Receptorul sau retina,constituita din zece straturicelulare.Stratul profund,format din celule pigmentare,are functii de protectie si metabolice,asigurand sinteza pigmentilor fotosensibili.Al doilea strat cuprinde celulele fotosensibile cu conuri si bastonase.
Celulele cu conuri , aproximativ 7 mil/retina,predomina in pata galbena (macula lutea) si constituie in exclusuvitate fovea centralis,zona cu acuitate vizuala maxima.Pigmentul fotosensibil este iodopsina.Celulele cu conuri au rol important in vederea diurna,in perceperea culorilor si a formelor.
Celulele cu bastonase , aproximativ 130 mil/retina,sunt mai numeroase la periferie,mai putine in pata galbena si lipsesc din foveea centralis.Pigmentul fotosensibil este rodopsina.Celulele cu bastonas asigura vederea la lumina slaba,vederea nocturna.
La nivelul stratului de neuroni bipolari si al stratului neuronilor multipolari din retina se manifesta procesul de convergenta.La nivelul foveei centralis nu se manifesta convergenta.
Un neuron multipolar impreuna cu neuronii bipolari care converg la acesta si cu celulele fotoreceptoare care converg la neuronul bipolar formeaza o unitate functionala.Acuitatea vizuala depinde de structura unitatilor functionale asupra carora actioneaza lumina

d)Segmentul de conducere Primul neuron al caii optice este reprazentat de celulele bipolare din retina.dendrriteleacestora sunt conectate cu celulele fotoreceptoare.Al doilea neuron al caii il constituie celulele multipolare retiniene.axonii lor formeaza nervii optici.Fibrele acestora se incruciseaza partial in chiasma optica,apoi continua sub numele de tracturi optice pana la corpii geniculati laterali metatalamici unde fac sinapsa cu al treilea neuron.Axonii neuronilor metatalamici de releu au proiectie corticala.
Din corpii geniculati se desprind colaterale spre nucleii nervilor cranieni III,IV,VI spre maduva cervico-dorsala,spre coliculii cvadrigemeni superiori si spre SAA.Acestea constituie caile reflexelor optice de orientare,adaptare si acomodare.

e)Segmentul central este localizat in lobii occipitali ai emisferelor cerebrale,de o parte si de alta a scizurii calcarine,unde se afla aria optica primara.In jurul acesteia exista zona de asociatia vizuala care determina realizarea notiunii de spatiu necesara in orientare si recunoastere si asigura memoria vizuala.

Rezolvarea problemelor la Chimie

Motorul termic(Fizică)

Un motor termic este o mașină termică motoare, care transformă căldura în lucru mecanic.

Un motor termic lucrează pe baza unui ciclu termodinamic realizat cu ajutorul unui fluid.

Întrucât, conform principiului al doilea al termodinamicii, entropia unui sistem nu poate decât să crească, doar o parte a căldurii preluate de la sursa de căldură (numită și sursa caldă) este transformată în lucru mecanic. Restul de căldură este transferat unui sistem cu temperatură mai mică, numit sursă rece.

Motorul cu abur este un motor termic cu ardere externă, care transformă energia termică a aburului în lucru mecanic. Aburul sub presiune este produs într-un generator de abur prin fierbere și se destinde într-un agregat cu cilindri, în care expansiunea aburului produce lucru mecanic prin deplasarea liniară a unui piston, mișcare care de cele mai multe ori este transformată în mișcare de rotație cu ajutorul unui mecanism bielă-manivelă. Căldura necesară producerii aburului se obține din arderea unui combustibil sau prin fisiune nucleară.

Motoarele cu abur au dominat industria și mijloacele de transport din timpul Revoluției industriale până în prima parte asecolului al XX-lea, fiind utilizate la acționarea locomotivelor, vapoarelor, pompelor, generatoarelor electrice, mașinilordin fabrici, utilajelor pentru construcții (excavatoare) și a altor utilaje. A fost înlocuit în majoritatea acestor aplicații demotorul cu ardere internă și de cel electric.

Prima mașină cu aburi a fost inventată în secolul I e.n. de către inginerul grec Heron din Alexandria. O sferă goală pe dinăuntru era pivotată pe două tuburi prin care trecea aburul dintr-un mic fierbător. Aburul umplea sfera și ieșea prin țevi dispuse în părți opuse ale acesteia. Jeturile de abur care țîșneau determinau sfera să se rotească. Totuși, în ciuda faptului că era o invenție interesantă, mașina nu servea unui scop util.

Primul om care a avut ideea de a transforma pompa cu piston în mașină termică, a fost francezul Denis Papin în anul1679. Din păcate nu a putut să o pună în practică din lipsă de fonduri. El a murit în sărăcie, în 1714.

Primul motor cu abur a fost proiectat în 1698 de Thomas Savery, un inginer englez. Acest motor era conceput să pompeze apa din mine, dar singura lui întrebuințare a fost să pompeze apa în casele înalte din Londra.

Primul motor performant a fost construit în 1712 de inginerul Thomas Newcomen, din Cornwall. Acest motor avea un braț mare care pompa apa cu o frecvență de 16 mișcări de du-te-vino pe minut. În 1776, James Watt, un constructor scoțian de mecanisme, a adus înbunătățiri motorului lui Newcomen.

Nicolas Cugnot a fost primul care, în 1769, a folosit motorul cu abur la un vehicul. Acest vehicul putea transporta 4 persoane, dar a fost folosit la transportul armamentului greu. Viteza maximă care a fost atinsă cu acest vehicul a fost de 5 km/h.

Motoarele termice sunt motoarele ce consuma un combustibil (benzina, motorina, alcool, etc) si transforma caldura dezvoltata in lucru mecanic.

Scurt istoric
Inca din veacul al doilea i.e.n. Heron din Alexandria cunostea forta de expansiune a vaporilor si a construit chiar o turbina cu reactie. Inventia lui a cazut uitare datorita faptului ca relatiile de productie nu erau favorabile unei aplicatii mai largi in practica.
Abia in 1707 Demis Papiu reactualizeaza problema si construieste o masina cu vapori pe care o instaleaza pe o corabie. Principiul de functionare era urmatorul: apa fierbea intr-un cazan inchis si vaporii treceau intr-un cilindru care impingea un piston; miscarea alternativa a psitonului era comandata manual prin deschiderea si inchiderea unor robinete.
Mai tarziu, in anul 1765, scotianul James Watt perfectioneaza masina cu vapori, dandu-I forma definitiva sub care functioneaza si astazi.
De-alungul timpului turbinele cu vapori s-au dezvoltat foarte mult, extinzandu-se pe o scara tot mai larga. Vaporii de abur au o masa specifica mult mai mica decat a apei si de aceea trebuie sa intre in paletele turbinei cu o viteza mult mai mare. Aceasta viteza ajunge uneori la 1 km/s iar presiunea la 200 at.
Motoarele cu ardere interna sunt motoarele termice de cea mai larga raspndire. Ele au inceput sa evolueze mult mai tarziu datorita temperaturilor dezvoltate (cca 2000 °C) in corpul motorului. Din acest motiv dezvoltarea lor a avut loc odata cu dezvoltarea metalurgiei care a ajuns sa produca oteluri si aliaje suficient de rezistente. Avantajul acestora fata de turbinele cu abur este in principal ca au gabarite mult mai reduse si pot fi puse in functine imediat. Astazi se construiestc asemenea masini cu puteri de 2500 CP la o greutate de numai 500g/CP.
O alta masina termica este motorul Diesel. El a aparut la inceputul anului 1900 in Germania si a fost inventat de Rudolf Diesel. La aceste motoare aerul este comprimat rapid in cilindru pana la 25-30 at. Aceasta comprimare ridica temperatura pana la 7-800 °C, producand astfel aprinderea combustibilului sub forma de mici picaturi produse de un vaporizator. Motorul Diesel este mult mai robust decat motoarele cu explozie si are avantajul ca foloseste combustibil ieftin: motorina, titei sau chiar praf de carbune.
Se fabrica pe scara larga in industrie, pe locomotive, automobile, autocamioane. In prezent puterea dezvoltata de aceste motoare poate ajunge pana la 20 000 CP.

Legile de baza ale functionalitatii masinilor termice
Masinile termice au la baza lor de functionare principiile I si II ale termodinamicii.
Principiul I stabileste legatura dintre cantitatea de caldura produsa si energia mecanica absorbita sau invers. Intre o cantitate de caldura Q si lucru mecanic L din care a provenit vom avea relatia de echivalenta:
L = f * Q
unde f este numit echivalentul mecanic al caloriei.
Principiul I al termodinamicii se enunta astfel: Intr-un sistem perfect izolat, suma energiilor de orice fel pe care le contine ramane constanta.
Bazandu-ne pe aceasta afirmatie pentru a deduce ca daca dam un corp o cantiate de caldura DQ peste cea pe care o avea initial, aceasta energie suplimentara poate sa aibe urmatoarele manifestari:
sa oblige corpul sa execute un lucru mecanic L exterior
sa ridice temperatura corpului
sa modifice structura interna a corpului
In concluzie, din caldura DQ data corpului o parte se va transforma in DL care se manifesta ca lucru mecanic exterior, o parte DU se absoarbe si produce o variatie a energiei interne. Expunerea matematica este urmatoarea:
DQ = DU + DL
Principiul I stabileste numai cantitativ cat lucru mecanic se poate obtine dintr-o cantitate de caldura.
Principiul al II-lea este si calitativ, deoarece se ocupa de calitatea energiilor, adica de posibilitatea unei transformari a lor in lucru mecanic util si arata ca aceasta transformare nu este integral posibila pentru caldura.
Acest principiu a fost descoperit de Carnot in 1824 si se enunta astfel:
Toate masinile termice care functioneaza intre aceleasi limite de temperatura au acelasi randament maxim, adica acelasi coeficient economic ideal.
Coeficientul economic ideal se mai numeste si randament si are urmatoarea expresie matematica:
h = 1 – T2/T1 sau h = DT / T1
unde: T1 este sursa calda, T2 este sursa rece iar DT este diferenta intre cele doua.
Randamentul unei masini termice este cu atat mai mare cu cat diferenta de temperatura dintre sursa calda si sursa rece este mai mare.
De aceea masinila cu abur moderne folosesc supraincalzirea aburului de la intrare si condensarea lui la iesire.
Principiul al II-lea al termodinamicii ne arata ca pentru ca o masina termica sa poata functiona este absolut nevoie de doua surse de caldura.
Prin urmare, in orice masina termica avem un rezervor de caldura, la temperatura mai inalta, care o cedeaza unui organ de transformare. Acesta retine si transforma o parte din ea si transmite ...

Rotorul unei turbine cu abur instalată într-o termocentrală. Direcția de curgere a aburului este de la paletele scurte la cele lungi.

Turbina cu abur este o mașină termică rotativă motoare, care transformă entalpia aburului în energie mecanică disponibilă la cupla turbinei. Transformarea se face cu ajutorul unor palete montate pe un rotor cu care se rotesc solidar.

În prezent, turbinele cu abur înlocuiesc complet motoarele cu aburdatorită randamentului termic superior și unui raport putere/greutate mai bun. De asemenea, mișcarea de rotație a turbinelor se obține fără un mecanism cu părți în translație, de genul mecanismului bielă-manivelă, fiind optimă pentru acționareageneratoarelor electrice — cca. 86 % din puterea electrică produsă în lume este generată cu ajutorul turbinelor cu abur.

                                                                   Motor Stirling
În familia mașinilor termice, motorul Stirling definește o mașină termică cu aer cald cu ciclu închis regenerativ, cu toate că incorect, termenul deseori este utilizat pentru a se face referire la o gamă mai largă de mașini. În acest context, "ciclu închis" înseamnă că fluidul de lucru este într-un spațiu închis numit sistem termodinamic, pe când la mașinile cu "ciclu deschis" cum este motorul cu ardere internă și anumite motoare cu abur, se produce un permanent schimb de fluid de lucru cu sistemul termodinamic înconjurător ca parte a ciclului termodinamic; "regenerativ" se referă la utilizarea unui schimbător de căldură intern care mărește semnificativ randamentul potențial al motorului Stirling. Există mai multe variante constructive ale motorului Stirling din care majoritatea aparțin categoriei mașinilor cu piston alternativ. În mod obișnuit motorul Stirling este încadrat în categoria motoarelor cu ardere externă cu toate că sursa de energie termică poate fi nu numaiarderea unui combustibil ci și energia solară sau energia nucleară. Un motor Stirling funcționează prin utilizarea unei surse de căldură externe și a unui radiator de căldură, fiecare din acestea fiind menținut în limite de temperatură prestabilite și o diferență de temperatură suficient de mare între ele.
În procesul de transformare a energiei termice în lucru mecanic, dintre mașinile termice motorul Stirling poate atinge cel mai mare randament, teoretic până la randamentul maxim al ciclului Carnot, cu toate că în practică acesta este redus de proprietățile gazului de lucru și a materialelor utilizate cum ar fi coeficientul de frecare, conductivitatea termică, punctul de topire,rezistența la rupere, deformarea plastică etc. Acest tip de motor poate funcționa pe baza unei surse de căldură indiferent de calitatea acesteia, fie ea energie solară, chimică sau nucleară.
Spre deosebire de motoarele cu ardere internă, motoarele Stirling pot fi mai economice, mai silențioase, mai sigure în funcționare și cu cerințe de întreținere mai scăzute. Ele sunt preferate în aplicații specifice unde se valorifică aceste avantaje, în special în cazul în care obiectivul principal nu este minimizarea cheltuielilor de investiții pe unitate de putere (RON/kW) ci a celor raportate la unitatea de energie (RON/kWh). În comparație cu motoarele cu ardere internă de o putere dată, motoarele Stirling necesită cheltuieli de capital mai mari, sunt de dimensiuni mai mari și mai grele, din care motiv, privită din acest punct de vedere această tehnologie este necompetitivă. Pentru unele aplicații însă, o analiză temeinică a raportului cheltuieli-câștiguri poate avantaja motoarele Stirling față de cele cu ardere internă.
Mai nou avantajele motorului Stirling au devenit vizibile în comparație cu creșterea costului energiei, lipsei resurselor energetice și problemelor ecologice cum ar fi schimbările climatice. Creșterea interesului față de tehnologia motoarelor Stirling a impulsionat cercetările și dezvoltările în acest domeniu. Utilizările se extind de la instalații de pompare a apei la astronautică și producerea de energie electrică pe bază de surse bogate de energie incompatibile cu motoarele de ardere internă cum sunt energia solară, resturi vegetale și animaliere.
O altă caracteristică a motoarelor Stirling este reversibiltatea. Acționate mecanic, pot funcționa ca pompe de căldură. S-au efectuat încercări utilizând energia eoliană pentru acționarea unei pompe de căldură pe bază de ciclu Stirling în scopul încălzirii și condiționării aerului pentru locuințe.

Secţiune prin schema unui motor de tip Beta Stirling cu mecanism de bielă rombic
1 (roz) – peretele fierbinte al cilindrului, 2 (cenuşiu închis) - peretele rece al cilindrului (cu 3 (galben) racorduri de răcire), 4 (verde închis) – izolaţie termică ce separă capetele celor doi cilindri, 5 (verde deschis) – piston de refulare, 6 (albastru închis) – piston de presiune, 7 (albastru deschis) - volanţi,
Nereprezentate: sursa exterioară de energie şi radiatorele de răcire. În acest desen pistonul de refulare este utilizat fără

regenerator.

                                                                                     Motorul Otto

Nikolaus August Otto (n. 14 iunie 1832, Holzhausen an der Haide, Nassau; d. 26 ianuarie 1891,Köln) este un inventator german, născut în Nassau. Locuiește în Franța unde este interesat de mașinile cu gaz a inginerului francez Etienne Lenoir.

Nikolaus August Otto a fost inventatorul german al primului motor cu combustie internă care ardea în mod eficient combustibilul direct într-un piston de cameră. Deși alte motoarele cu combustie internă fuseseră inventate (de exemplu, de către Etienne Lenoir), acestea nu s-au bazat pe patru timpi separați. Conceptul de patru timpi este posibil să fi fost deja discutat la data invenției lui Otto, dar el a fost primul care l-a pus în practică.

Ciclul Otto

Motorul Otto a fost conceput ca un motor de staționare și în acțiunea motorului, timpul este mișcare în sus sau jos a unui piston într-un cilindru. Utilizat mai târziu, într-o formă adaptată, ca un motor de automobil, sunt implicați patru timpi sus-jos:

1. Admisie descendentă - cărbune, gaz și aer intră în camera pistonului
2. Compresie adiabatică în sens ascendent - pistonul comprimă amestecul
3. Ardere și destindere adiabatică descendentă - arde amestecul de combustibile cu scânteie electrică
4. Evacuarea ascendentă – degajă gaze de eșapament din camera pistonului. Otto l-a vândut doar ca pe un motor staționar.

Brevete anterioare

Potrivit recentelor studii istorice, inventatorii italieni Eugenio Barsanti și Felice Matteucci au brevetat o primă versiune care mergea eficient a unui motor cu combustie internă în 1854 în Londra (pt. Num. 1072). Se susține că motorul Otto este în multe părți, cel puțin, inspirat din precedentele invenții ale acestuia, dar, deocamdată nu există nici o documentație despre motorul italian creat de Otto.

                                                                     Motorul diesel 

Motorul diesel este un motor cu ardere internă în care combustibilul se aprinde datorită temperaturii ridicate create de comprimarea aerului necesar arderii, și nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, așa cum ar fi bujia în cazul motorului cu aprindere prin scânteie.

Comprimarea unui gaz conduce la creșterea temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul în motoarele diesel. Aerul este aspirat în cilindri și este comprimat de către piston până la un raport de 25:1, mai ridicat decât cel al motoarelor cu aprindere prin scânteie. Spre sfârșitul cursei de comprimare motorina (combustibilul) este pulverizată în camera de ardere cu ajutorul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul deja încălzit prin comprimare până la o temperatura de circa 700-900 °C. Arderea combustibilului duce la creșterea temperaturii și presiunii, care acționează pistonul. În continuare, ca la motoarele obișnuite, biela transmite forța pistonului către arborele cotit, transformând mișcarea liniară în mișcare de rotație. Aspirarea aerului în cilindri se face prin intermediul supapelor, dispuse la capul cilindrilor. Pentru mărirea puterii, majoritatea motoarelor diesel moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mări cantitatea de aer introdusă în cilindri. Folosirea unui răcitor intermediar pentru aerul introdus în cilindri crește densitatea aerului și conduce la un randament mai bun.

În timpul iernii, când afară este frig, motoarele diesel pornesc mai greu deoarece masa metalică masivă a blocului motor {format din cilindri și chiulasă) absoarbe o mare parte din căldura produsă prin comprimare, reducând temperatura și împiedicând aprinderea. Unele motoare diesel folosesc dispozitive electrice de încălzire, de exemplu bujii cu incandescență, ajutând la aprinderea motorinei la pornirea motorului diesel. Alte motoare folosesc rezistențe electrice dispuse în galeria de admisie, pentru a încălzi aerul. Sunt folosite și rezistențe electrice montate în blocul motor, tot pentru a ușura pornirea și a micșora uzura. Motorina are un grad mare de vîscozitate, mai ales la temperaturi scăzute, ducând la formarea de cristale în combustibil, în special în filtre, împiedicând astfel alimentarea corectă a motorului. Montarea de mici dispozitive electrice care să încălzească motorina, mai ales în zona rezervorului și a filtrelor a rezolvat această problemă.

De asemenea, sistemul de injecție al multor motoare trimite înapoi în rezervor motorina deja încălzită, care nu a fost injectată, prevenind astfel cristalizarea combustibilului din rezervor. În prezent, folosirea aditivilor moderni a rezolvat și această problemă.

O componentă vitală a motoarelor diesel este regulatorul de turație, mecanic sau electronic, care reglează turația motorului prin dozarea corectă a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scânteie (Otto), cantitatea de aer aspirată nu este controlată, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme în funcție de sarcină și viteză. Regulatoarele motoarelor moderne, controlate electronic, comandă injecția de combustibil și limitează turația motorului prin intermediul unei unități centrale de control care primește permanent semnale de la senzori, dozând corect cantitatea de motorină injectată.

Controlul precis al timpilor de injecție este secretul reducerii consumului și al emisiilor poluante. Timpii de injecție sunt măsurați în unghiuri de rotație ai arborelui cotit înainte de punctul mort superior. De exemplu, dacă unitatea centrală de control inițiază injecția cu 10 grade înainte de punctul mort superior, vorbim despre un avans la injecție de 10 grade. Avansul la injecție optim este dat de construcția, turația și sarcina motorului respectiv.

Avansând momentul injecției (injecția are loc înainte ca pistonul să ajungă la punctul mort interior) arderea este completă, la presiune și temperatură mare, dar cresc și emisiile de oxizi de azot. La cealalată extremă, o injecție întârziată conduce la ardere incompletă și emisii vizibile de particule de fum.

Primele sisteme de injecție

Motorul diesel modern este o îmbinare a creațiilor a doi inventatori. În mare, rămâne fidel conceptului original al lui Rudolf Diesel, adică combustibilul este aprins prin comprimarea aerului din cilindru. Însă, aproape toate motoarele diesel de azi folosesc așa-numitul sistem de injecție solidă, inventat de Herbert Akroyd Stuart, pentru motorul său cu cap incandescent (un motor cu aprindere prin comprimare care precedase motorul diesel, dar funcționează oarecum diferit). În cazul injecției solide, combustibilul este adus la o presiune extremă cu ajutorul unor pompe și introdus în camera de ardere prin intermediul unor injectoare și a aerului comprimat, într-o stare aproape solidă. La început, combustibilul era injectat în motorul diesel cu ajutorul aerului comprimat care îl pulveriza în cilindru. Mărimea compresorului de aer era atât de mare, încât primele motoare diesel erau foarte grele și voluminoase în raport cu puterea produsă, mai ales datorită antrenării unor astfel de compresoare. Primele motoare montate pe nave aveau un motor auxiliar dedicat antrenării compresorului de injecție. Sistemul era prea mare și greoi pentru a fi folosit în industria auto.

Injecția controlată mecanic și electronic

Motoarele din vechile generații utilizau o pompă mecanică și un mecanism cu supape antrenate de arborele cotit, de obicei prin intermediul unui lanț sau curea dințată. Aceste motoare foloseau injectoare simple, cu supapă și arc, care se deschideau/închideau la o anumită presiune a combustibilului. Pompa consta dintr-un cilindru care comprima motorina și o supapă sub formă de disc care se rotea la jumătate din turația arborelui cotit. Supapa avea o singură deschidere pe o parte, pentru combustibilul sub presiune și o alta pentru fiecare injector. Pe măsură ce se rotea, discul supapei distribuia fiecărui injector o cantitate precisă de combustibil la mare presiune. Supapa injectorului era acționată de presiunea motorinei injectate atât timp cât discul debita combustibil cilindrului respectiv. Regimul motorului era controlat de un al treilea disc care se rotea doar câteva grade și era acționat de o pârghie. Acest disc controla deschiderea prin care trecea combustibilul, dozînd astfel cantitatea de motorină injectată.

Vechile motoare diesel puteau fi pornite, din greșeală, și în sens invers, deși funcționau ineficient datorită ordinii de aprindere dereglate. Aceasta era de obicei consecința pornirii mașinii într-o treaptă de viteză greșită.

Motoarele moderne au o pompă de injecție care asigură presiunea necesară injecției. Fiecare injector este acționat electromagnetic prin intermediul unei unități centrale de control, fapt ce permite controlul precis al injecției în funcție de turație și sarcină, având ca rezultat performanțe mărite și un consum scăzut. Soluția tehnică mai simplă a ansamblului pompă-injector a condus la construcția de motoare mai fiabile și mai silențioase.

Injecția indirectă În cazul motorului diesel cu injecție indirectă, motorina nu este injectată direct în camera de ardere, ci într-o antecameră unde arderea este inițiată și se extinde apoi în camera de ardere principală, antrenată de turbulența creată. Sistemul permite o funcționare liniștită, și, deoarece arderea este favorizată de turbulență, presiunea de injecție poate fi mai scăzută, deci sunt permise viteze de rotație mari (până la 4000 rpm), mult mai potrivite autoturismelor. Antecamera avea dezavantajul pierderilor mari de căldură, ce trebuiau suportate de către sistemul de răcire și a unei eficiențe scăzute a arderii, cu până la 5-10% mai scăzută față de motoarele cu injecție directă. Aproape toate motoarele trebuiau să aibă un sistem de pornire la rece, ca de exemplu bujii incandescente. Motoarele cu injecție indirectă au fost folosite pe scară mare în industria auto și navală începând din anii timpurii 1950 până în anii 1980, când injecția directă a progresat semnificativ. Motoarele cu injecție indirectă sunt mai ieftine și mai ușor de construit pentru domeniile de activitate unde emisiile poluante nu sunt o prioritate. Chiar și în cazul noilor sisteme de injecție controlate electronic, motoarele cu injecție indirectă sunt încet înlocuite de cele dotate cu injecție directă, care sunt mult mai eficiente.

În perioada de dezvoltare a motoarelor diesel din anii 1930, diferiți constructori au pus la punct propriile tipuri de antecamere de ardere. Unii constructori, precum Mercedes-Benz, aveau forme complexe. Alții, precum Lanova, utilizau un sistem mecanic de modificare a formei antecamerei, în funcție de condițiile de funcționare. Însă, cea mai folosită metodă a fost cea în formă de spirală, concepută de Harry Ricardo ce folosea un design special pentru a crea turbulențe. Majoritatea producătorilor europeni au folosit acest tip de antecamere sau și-au dezvoltat propriile modele (Mercedes Benz și-a menținut propriul design mulți ani).

Injecția directă

Motoarele moderne folosesc una din următoarele metode de injecție directă.