alternativtext=|mini|300x300px|Zwei TF-Funny Cars bei einem Nightrace. Deutlich sichtbar die so genannten header flames Top Fuel (Klassenkürzel TF) bezeichnet im Drag Racing diejenigen Fahrzeugtypen, deren Motoren mit Nitromethan (CH3NO2) betriebenFIA Drag Racing: Technical Regulations and Race Procedures (Sektion 7) und mit Kompressoren aufgeladen werden. Beim Drag Racing geht es um maximale Beschleunigung. Deshalb ist eine möglichst hohe Motorleistung entscheidend. Unterschieden wird zwischen Top Fuel Dragster mit langem Radstand und Top Fuel Funny Car bzw. Funny Car mit kurzem Radstand und aufgesetzter Kunststoffkarosserie.
Dragster mit Nitromethan-Einspritzung ohne Kompressoraufladung sind als sogenannte „A-Fueler“ in der Klasse Top Methanol eingruppiert. Dort treten sie gegen Fahrzeuge an, die mit dem weniger leistungsfähigen Methanol, aber mit Kompressorunterstützung betrieben werden.
Drag Bikes sind speziell für das Drag Racing konstruierte Motorräder. Die Klassen heißen Top Fuel Bike für Vierzylinder und Top Fuel Supertwin für Zweizylinder.
Der weit verbreitete Begriff „Nitro“ (für Nitromethan) ist nicht zu verwechseln mit „Nitrous“, der englischen Kurzbezeichnung für Nitrous oxide (Summenformel N2O), das bei der Lachgaseinspritzung verwendet wird.
Top Fuel Dragster mini|Technische Basisinformationen zu einem TF-Dragster in „Rear-Engine“ Bauweise. Zum Vergleich ein „Front-Engine“ im selben Maßstab. mini|Zusammenschnitt zweier Top-Fuel-Läufe (Start- und Auslaufzone) bei den Nitrolympx 2022.Teil 1 (Startzone): Antti Horto/FIN (Linke Bahn) 5.515/196.86 besiegt Jndia Erbacher/CH (rechts) 7.856/229.17 Teil 2 (Auslaufzone): Antti Horto/FIN (rechts) 3.955/431.58 besiegt Dennis Nilsson/SWE (links) 4.112/452.81 Top Fuel Dragster sind kompromisslos auf Leistung, Traktion, maximalen Geradeauslauf ausgelegt. Für die Fahrzeuge sind zum Schutz der Fahrer und der Zuschauer umfangreiche Sicherheitsvorschriften festgelegt. In der Anfangszeit des Dragstersports dominierte die Form des Front-Engine-Dragsters. Die Sicherheit der Piloten wurde damals weitgehend außer Acht gelassen. Mit der zunehmenden Leistung und den damit steigenden Gefahren eines „Engine Blow-up“ (dt.: „geplatzter Motor“) für den direkt dahintersetzenden Fahrer wurde diese Konfiguration in den 1960er Jahren zu einem Problem. Don Garlits, einer der führenden Protagonisten dieser Zeit, entwickelte nach einem schweren Unfall mit seinem Front-Engine das neue Konzept des hinter dem Fahrer eingebauten Motors.Robert C. Post: High Performance: The Culture and Technology of Drag Racing, 1950–2000. Überarbeitete Auflage. Johns Hopkins University Press 2001, ISBN 978-0-8018-6664-7, S. 181 Diese Bauweise setzte sich auch wegen der zusätzlichen positiven Auswirkungen auf die Fahrbarkeit durch. Heute sind original erhaltene „Front-Engine-TF“ nur noch bei durchaus beliebten Nostalgia-Veranstaltungen zu sehen. Es gibt in den USA aber eine Serie, die das Front-Engine-Konzept bei den Dragstern beibehält und die Fahrzeuge mit modernen Motoren, aerodynamischen Komponenten und aktuellen Sicherheitssystemen ausrüstet.
Top Fuel Funny Car mini|Top Fuel Funny Car mit hochgeklappter Karosserie (ca. 2008) Top Fuel Funny Cars (Klassen Kürzel FC oder TFFC) haben einen deutlich kürzeren Radstand als die TF-Dragster (3175 mm gegenüber 7620 mm).FIA Drag Racing: Technical Regulations and Race Procedures (Sektion 6 / 4.9) Die Karosserie ist ein einteiliger Kunststoffabguss (heutzutage hauptsächlich Carbon), der häufig auf einem US-Serienfahrzeug basiert. Gängige Vorbilder sind zum Beispiel Chevy Camaro Z 28, Chevy Monte Carlo, Ford Mustang oder der Dodge Charger.Quelle: Programmheft "NitrOlympX" 2017, Starterlisten, S. 32 Diese „Bodys“ werden zum Ein- und Aussteigen des Fahrers komplett nach oben geklappt und sind aerodynamisch soweit modifiziert, dass sie nur noch entfernt an das zugrunde liegende Serienmodell erinnern. Der Motor ist hier vor dem Fahrer platziert, was zusammen mit dem kurzen Radstand das Handling deutlich erschwert und oft zu spektakulären Ritten über die Quartermile führt; dieser Umstand war für die Klasse letztlich namensgebend.
Die inzwischen vorgeschriebenen Umhüllungen des Motors mit Kevlargewebe (sogenannte „Sprengmatten“), eine massive Schutzplatte zwischen Fahrer und Motor,FIA Drag Racing: Technical Regulations and Race Procedures (Sektion 6 / 7.4) sowie On-Board-FeuerlöschsystemeFIA Drag Racing: Technical Regulations and Race Procedures (Sektion 6 / 9.2) bieten inzwischen ausreichenden Schutz.
Technik mini|Ansichten eines Top Fuel Motors auf Basis eines Ford 427 SOHC V8 mit Roots-Kompressor, wie er in den 1960er- 70er Jahren in Front-Engine-Dragstern und Funny Cars eingesetzt wurde mini|Abgaskrümmer, sog. „Krümmerbrücke“ (rechte Seite) eines Top Fuel Dragsters (mit AA-Bat. zum Größenvergleich). Der Durchmesser eines einzelnen Endrohrs beträgt 5,9 cm mini|Pleuel eines TopFuel Dragsters und eines Ferrari 458
Motoren Motoren benötigen zur Verbrennung des Treibstoffes Sauerstoff, der in der Luft enthalten ist (Luftbedarf). Bei freisaugenden Motoren wird die Luft angesaugt, indem durch die Kolbenbewegung ein Unterdruck im Ansaugrohr erzeugt wird. Aufgeladene Motoren haben einen Verdichter, der einen Überdruck im Ansaugrohr erzeugt, also die Luft künstlich in den Motor hineinpumpt. Der Verdichter wird entweder von einer Abgasturbine (Turbolader) oder mechanisch über einen Riemen von der Kurbelwelle (Roots-Gebläse) angetrieben. Top-Fuel-Dragster haben nahezu ausschließlich aufgeladene Motoren mit Roots-Gebläse, weil die Aufladung die Zylinderfüllung verbessert und so eine signifikante Leistungssteigerung möglich ist.
Als Kraftstoff wird Nitromethan verwendet. Bei der Reaktion im Brennraum entsteht gemäß der Reaktionsgleichung 2 CH3NO2 → 2 CO + 2 H2O + H2 + N2 Wasserstoff, der unverbrannt ausgestoßen wird und in der Außenluft verbrennt, weswegen meterlange Auspuffflammen (so genannte „header flames“) auftreten. Nitromethan hat zwar nur einen sehr geringen unteren Heizwert von 11,3 MJ/kg (zum Vergleich: Motorenbenzin hat rund 41,8 MJ/kg,Konrad Reif: Ottomotor-Management: Steuerung, Regelung und Überwachung, 4. Auflage, Springer, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-8348-2102-7, S. 69 Isooktan etwa 44,3 MJ/kg), aber wegen des hohen Sauerstoffgehaltes hat Nitromethan nur einen sehr geringen stöchiometrischen Luftbedarf von 1,7 kg Luft auf 1 kg Kraftstoff. Deswegen hat ein Gemisch aus Nitromethan und Luft einen mehr als doppelt so hohen Gemischheizwert (6647 kJ/kg) wie ein Gemisch aus Isooktan und Luft (2934 kJ/kg), was dazu führt, dass auch eine deutlich größere Energiemenge im Brennraum in mechanische Arbeit umgewandelt werden kann, der Motor also deutlich mehr Leistung als ein benzinbetriebener Ottomotor hat, was durch eine sehr hohe Bauteilbelastung erkauft wird.Michael Trzesniowski (Hrsg.): Handbuch Rennwagentechnik – Antrieb, 2. Auflage, ISBN 978-3-658-26697-4, Springer, Wiesbaden 2019, S. 168f.
Das Reglement begrenzt bei den TF-Dragstern und Funny Cars die Motorengröße auf einen Hubraum von 500 Kubikzoll – das sind 8193 cm³.FIA Drag Racing: Technical Regulations and Race Procedures (Sektion 7 / 1.1) Die Konstruktion der Motoren basiert auf dem Chrysler-Hemi-Aggregat aus den 1960er-Jahren und ist ausgesprochen einfach gehalten – so gibt es nur eine zentrale Nockenwelle, die über Stoßstangen je zwei Ventile pro Zylinder betätigt. Weil die Verdunstungskälte des eingespritzten Kraftstoffs zur Kühlung über die kurze Renndistanz ausreicht, gibt es in Motorblock und Zylinderköpfen keine Wasserkanäle, was die Steifigkeit erhöht. Die maximale Leistung beträgt ca. 6000 kW (ca. 8160 PS), der Antrieb des Roots-Gebläses benötigt ca. 515 kW (700 PS). Es wird Kraftstoff mit einem Mischungsverhältnis von 90 % Nitromethan und 10 % Methanol verwendet. Der Kraftstoffverbrauch beträgt etwa 1,5 US-amerikanische Flüssiggallonen (5,7 Liter) pro Sekunde unter Volllast und ca. 10–12 US-amerikanische Flüssiggallonen (gerundet: 42 Liter) für einen kompletten Rennlauf (inkl. Burn-out). Unter Volllast hat eine Benzinpumpe eine Förderrate von 64 US liq. gal/min (ca. 4 l/s).
Die Motoren verbrauchen die Elektroden ihrer zwei, zum Teil auch drei Zündkerzen pro Brennraum komplett in einem Lauf, was jedoch kein Problem darstellt, weil bedingt durch die hohe Verdichtung und die enorm heißen Auslassventile spätestens nach der Hälfte des Laufes Glühzündungen auftreten, das heißt, dass sich das Gemisch infolge der Hitze an heißen Stellen im Brennraum (vor allem Auslassventile) entzündet. Im Leerlauf sind diese „Nitro Burner“ an dem trockenen, harten Auspuffgeräusch zu erkennen. Ein mit Vollgas startender Top Fueler erzeugt einen Schalldruck von etwa 150 dB, sodass ein Aufenthalt in unmittelbarer Nähe nur mit Gehörschutz möglich ist. Der Kompressor drückt das Kraftstoff-Luft-Gemisch mit einem Überdruck von bis zu 5 bar in die Brennräume. Bei aufgeladenen Straßenautos sind Ladedrücke bis 1 bar oder knapp darüber üblich. Bei Höchstdrehzahl des Motors erzeugen die Abgase aus den offenen Abgaskrümmern bis zu 3,6 kN Anpressdruck. Die speziell entwickelten V8-Motoren werden nach jedem Lauf zerlegt, kontrolliert und einige Teile, z. B. Lager, pauschal ausgetauscht.
Leistungsmessung Durch den energiereichen Kraftstoff Nitromethan und den enormen Ladedruck sind die Motoren in der Lage, für die Dauer von wenigen Sekunden eine sehr hohe spezifische Leistung zu erreichen. Die Dragster der europäischen Teams leisten zwischen 6.000 und 7.000 PS. Die Maximalleistung wird auf die Griffigkeit der Strecke abgestimmt. Die stärksten Dragster stammen aus den USA, dem Ursprungsland des Drag Racings, und erreichen Leistungen von mehr als 8.000 PS, die der Top Teams bis zu 10.000 PS. Aufgrund der kurzen Betriebsdauer wird die Maximalleistung nicht auf einem Motorenprüfstand exakt ermittelt, sondern mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen im Antriebsstrang mit der Formel Leistung = Drehmoment × Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit möglichst genau errechnet.
Reifen Im Rennsport werden an die Reifen hohe Ansprüche gestellt, die Anforderungen im Drag Racing, speziell an die Hinterräder, sind enorm. Zurzeit (Stand 2020) ist nur ein Reifenfabrikat für TF zugelassen: Der „Goodyear Eagle Dragway Special“ Dieser Reifen ist bis 563 km/h zertifiziert.
Die Hinterreifen sind mit 36,0 × 17,5–16 riesig und haben einen Umfang von ca. 3 Metern. Sie sind so konstruiert, dass sie sich in Durchmesser und Breite bei zunehmender Geschwindigkeit verändern. Der statische Durchmesser von etwa 92 cm vergrößert sich auf 150 cm, während die Breite von 46 cm auf circa 26 cm schrumpft. Dieser Effekt führt zu einem „variablen Übersetzungsverhältnis“ bei der Geschwindigkeit (zurückgelegte Strecke pro Reifenumdrehung). Die Flanken der Reifen sind so konstruiert, dass sie sich beim Beschleunigen gewissermaßen „falten“, da sich die Felge des Rades bei der anfänglichen Beschleunigung schneller dreht als der Reifen und die Seitenwände. Die daraus entstehende Verwindung wird als „Wrapping“ bezeichnet. Wenn der Reifen maximal „wrapped“, ist der Kontakt mit der Strecke so lang wie möglich und bietet maximale Traktion. Sobald der TF die Startlinie verlassen hat, werden die Reifen schnell höher und somit schmaler, was zu einem geringeren Kontakt mit der Streckenoberfläche führt. Zu Beginn dieses Prozesses kann es zu einem sogenannten „Tire Shake“ (Reifenrütteln) kommen. Dessen Ursache ist, dass der Reifen sich nicht aus der Verwindung löst, sondern sich in diesem Zustand selbst „überrollt“ und das Auto dabei heftig durchschüttelt.