Lachgas (N2O)

Lachgas, chemisch N2O, ist ein farbloses Gas und gilt im Motorsport- und Tuning-Umfeld als eine der eindrucksvollsten Abkürzungen zu mehr Leistung. Es handelt sich dabei nicht um einen Kraftstoff, und es brennt auch nicht von selbst; vielmehr dient es als Sauerstoffträger. Die Leistung eines Motors ist grundsätzlich dadurch begrenzt, wie viel Kraftstoff er verbrennen kann, und für die Verbrennung von Kraftstoff wird Sauerstoff benötigt. Normalerweise stammt dieser Sauerstoff aus der angesaugten Luft, die jedoch nur rund 21 Volumenprozent Sauerstoff enthält. Lachgas dient genau dazu, diesen Engpass zu überwinden: Indem es im Brennraum zusätzlichen Sauerstoff freisetzt, lässt sich mehr Kraftstoff zuführen und verbrennen, sodass je Arbeitstakt mehr Energie frei wird.

Der Wirkmechanismus beruht darauf, was unter Hitzeeinwirkung mit N2O geschieht. In einer Flasche unter Druck flüssig gespeichert, wird das Gas in den Ansaugtrakt eingespritzt und zerfällt, sobald die Verbrennungstemperaturen etwa 300 Grad Celsius überschreiten, in Stickstoff und Sauerstoff. Dieser Zerfall bewirkt zweierlei zugleich. Zum einen wird freier Sauerstoff freigesetzt, sodass der für die Verbrennung verfügbare Anteil deutlich über die 21 Prozent der Umgebungsluft steigt; zum anderen kühlt das Verdampfen der Flüssigkeit die einströmende Ladung stark ab. Eine dichtere, kältere Ladung bringt mehr Sauerstoffmoleküle in den Zylinder und verstärkt den Effekt zusätzlich. Entscheidend ist, dass Lachgas stets mit zusätzlichem Kraftstoff kombiniert werden muss; eine Einspritzung ohne Anreicherung des Gemischs würde lediglich ein gefährlich mageres, motorzerstörendes Gemisch erzeugen.

Das Ergebnis ist ein dramatischer und nahezu sofortiger Leistungsanstieg, der je nach Auslegung von einem moderaten Schub von 25 PS bis hin zu mehreren Hundert PS bei aufwendig aufgebauten Motoren reichen kann. Da sich das System auf Knopfdruck aktivieren lässt, steht die Mehrleistung auf Abruf bereit, statt mit steigender Drehzahl allmählich aufzubauen. Diese Eigenschaft machte Lachgas zum charakteristischen Kniff des Beschleunigungsrennsports, wo das Gas häufig unter dem Markennamen NOS verkauft und bekannt ist. Ein einzelner, perfekt getimter Leistungsschub über die Viertelmeile ist genau die Anwendung, für die sich Lachgas am besten eignet.

Diese Stärke ist zugleich die wesentliche Begrenzung. Der Vorrat ist endlich und durch die Größe der mitgeführten Flasche begrenzt, sodass ein Lachgasschub eher Sekunden als Minuten anhält und durch Nachfüllen ersetzt werden muss. Anders als die Aufladung bietet Lachgas keinen dauerhaften Gewinn. Grob unterscheidet man Nasssysteme, die Lachgas und Kraftstoff gemeinsam zuführen, und Trockensysteme, die zur Anreicherung des Gemischs auf das motoreigene Kraftstoffsystem setzen; bei Direct-Port-Anlagen wird jeder Zylinder einzeln versorgt, was die höchste und gleichmäßigste Leistung ermöglicht.

Die zusätzlich freigesetzte Energie belastet den Motor erheblich. Stark erhöhte Zylinderdrücke und -temperaturen können zu Klopfen, geschmolzenen Kolben, gebrochenen Pleueln oder verbrannten Ventilen führen, wenn Gemischaufbereitung, Zündzeitpunkt oder Verdichtung nicht auf die Mehrbelastung abgestimmt sind. Aus diesem Grund gilt Lachgas als eigenständiges Leistungsmittel, das sich von Turbolader oder Kompressor unterscheidet, die mehr Luft mechanisch verdichten und einen dauerhaften statt nur kurzzeitigen Schub liefern. Mit Bedacht eingesetzt zählt Lachgas zu den günstigsten Wegen zu viel Mehrleistung; sorglos eingesetzt zu den schnellsten Wegen, einen Motor zu zerstören.