Ellennyomás
A folyadék a csővezeték két vége közötti nyomáskülönbség miatt áramlik át egy csövön. A folyadék a magas nyomású végből az alacsony nyomású végbe áramlik. Tekintsünk két rendszert a következő ábrán látható módon. Az áramlást mindkét esetben a P1 és P2 közötti nyomáskülönbség okozza. A 2. csőnek van néhány akadálya (hegesztési maradványok, szűkítő, területváltozások, éles kanyarok stb.), amelyek nyomásesést okoznak, ami kisebb kifolyást és csökkent áramlási sebességet eredményez.
A nyomásveszteséget vagy nyomásesést eredetileg úgy tekintették, hogy az akadályok által az ellenkező irányba kifejtett nyomás eredménye, amely így megszünteti vagy csökkenti az alkalmazott nyomást. Innen ered az ellennyomás kifejezés.
Az ellennyomás gyakori példája a négyütemű gépjárműmotorok kipufogórendszere (amely a kipufogócsőből, a katalizátorból, a kipufogócsőből és a csatlakozócsövekből áll) által okozott ellennyomás, amely negatívan hat a motor hatásfokára, ami a teljesítmény csökkenését eredményezi, amit a növekvő üzemanyag-fogyasztással kell kompenzálni.
Egy dugattyús kétütemű motorban azonban a helyzet bonyolultabb, mivel meg kell akadályozni, hogy az el nem égett üzemanyag-levegő keverék a hengereken keresztül egyenesen a kipufogóba kerüljön. A ciklus kipufogási fázisában az ellennyomás még nem kívánatosabb, mint egy négyütemű motorban, mivel kevesebb idő áll rendelkezésre a kipufogásra, és hiányzik a dugattyú pumpáló hatása, hogy a kipufogógázt kiszorítsa a hengerből. Mivel azonban a kipufogónyílás szükségszerűen nyitva marad egy ideig, miután a takarítás befejeződött, az el nem égett keverék követheti a kipufogógázt a hengerből, ami üzemanyag-pazarlással és a környezetszennyezés növekedésével jár. Ez csak akkor akadályozható meg, ha a kipufogónyílásnál a nyomás nagyobb, mint a hengerben lévő nyomás.
Ezeket az ellentétes követelményeket úgy lehet összeegyeztetni, hogy a kipufogócsövet divergáló és konvergáló kúpos szakaszokkal építik fel, hogy nyomáshullám-visszaverődéseket hozzanak létre, amelyek a csőben visszafelé haladnak, és a kipufogónyílásnál jelennek meg. A kipufogónyílás akkor nyílik meg, amikor még jelentős nyomás van a hengerben, ami a kipufogógáz kezdeti kiáramlását hajtja. Ahogy a kipufogógáz-impulzusból származó nyomáshullám lefelé halad a csőben, egy divergáló kúpos szakaszba ütközik; ez egy negatív nyomású hullám visszaverődését okozza a csőben, amely a kipufogónyíláshoz érkezik a kipufogási fázis vége felé, amikor a hengernyomás már alacsony szintre csökkent, és segít a maradék kipufogógázt kiszívni a hengerből. A kipufogócső további szakaszán a kipufogónyomás-hullám egy konvergáló kúpos szakaszba ütközik, és ez egy pozitív nyomáshullámot ver vissza a csőben. Ez a hullám úgy van időzítve, hogy a kipufogónyíláshoz a tisztítás befejezése után érkezzen, ezáltal “eltömíti” a kipufogónyílást, hogy megakadályozza a friss töltet kiömlését, sőt a már kiömlött töltetet is visszanyomhatja a hengerbe.
Mivel ennek a folyamatnak az időzítését elsősorban a kipufogórendszer geometriája határozza meg, amelyet rendkívül nehéz változtathatóvá tenni, a helyes időzítés és így a motor optimális hatásfoka általában csak a motor működési fordulatszám-tartományának egy kis részén érhető el.
E jelenségek rendkívül részletes leírását lásd: Design and Simulation of Two-Stroke Engines (1996), Prof. Gordon Blair, Queen’s University Belfast, pub. SAE International, ISBN 978-1-56091-685-7.