Der Name "Öko-Polo" sagt schon alles: bei diesem Konzeptfahrzeug stehen die ökologischen Aspekte vor den Bedürfnissen sportlich ambitionierter Fahrer. Dass mit einem G-Lader- Motor nicht nur Höchstleistungen im ökonomischen Sinne möglich und die Fremdzündung nicht obligatorisch ist, bewiesen die Ingenieursgesellschaft Auto und Verkehr (IAV GmbH), die Forschung- und Entwicklung von Volkswagen und VW-Projektleiter Dipl. Ing. Uwe Scher mit dem Öko-Polo.

Zielsetzung, Vorüberlegungen und erste Entwicklungsschritte

Ölkrisen und steigende Kraftstoffpreise hatten bereits in den 80er Jahren ein Bewusstsein dafür geschaffen, dass größere Motoren bzw. mehr Leistung nicht immer besser sein müssen. Der Blickwinkel änderte sich, der Begriff "Downsizing" wurde mit praktischen Inhalten gefüllt. Ziel war nun die Entwicklung eines kompakten, alltagstauglichen Fahrzeuges mit einem besonders sparsamen Diesel-Triebwerk, auch für die Autobahn-Fahrt ausreichenden Fahrleistungen sowie geringen Abgas-, Partikel- und Geräuschemissionen. 

Im PKW-Sektor war Volkswagen seinerzeit gerade dabei, den Kleinwagen Polo II (Typ 86C) erstmalig mit einem Dieselmotor auszurüsten. Dieser basierte grundlegend auf dem Vierzylinder-Otto-Modell (EA801) und hatte zunächst 1,3 Liter Hubraum (später im Faceliftmodell 1,4 Liter), war ansonsten ähnlich wie beim Golf I und II mit einer Verteiler-Einspritzpumpe und Wirbelkammern im Zylinderkopf aufgebaut. Die zusätzliche Aufladung bzw. Ladeluftkühlung wie sie später im Golf verfügbar war, blieb dem Polo zunächst vorenthalten. Diese Dieselmotoren zeichneten sich allerdings in den Anfängen nicht unbedingt durch eine angenehme Geräuschkulisse, Leistungsstärke oder Laufkultur aus. Im Polo II galt es sogar, den 1,3 Liter Saugdiesel von thermischen Problemen zu befreien, weswegen der Nachfolger mehr Hubraum und einen wesentlich größeren Wasserkühler erhielt.
In der Forschungs- und Entwicklungs-Abeilung ("F&E") von Volkswagen war man seit den Anfängen der 1980er Jahre daran, ein Aufladungsmedium für Otto- und Dieselmotoren zu entwickeln. Parallel liefen bereits teilweise im gleichen Entwicklungsteam Versuche an "reduzierten Motoren", also abgewandelte Serienmotoren mit ursprünglich 4 Zylindern reduziert auf drei oder sogar zwei. Belege dafür sind noch heute im Versuchsträger Auto 2000 (Otto und Diesel mit Aufladung) sowie Studie Polo E80 im Volkswagen AutoMuseum in Wolfsburg erhalten. Das Ziel dabei: weniger Zylinder und damit weniger bewegliche Teile bedeuten weniger Reibungs- und Abwärmeverluste und somit eine höhere Effizienz, sofern das zwangsläufige Leistungsdefizit durch den geringeren Gesamthubraum durch andere Maßnahmen kompensiert werden kann. Schon in den frühen 1980ern gab es auf dieser Basis die ersten Zweizylinder-Dieselmotoren im Versuch und man erkannte das Optimum, das Leistungsdefizit durch Aufladung mit Ladeluftkühlung auszugleichen. In den Fokus rückte die Diesel-Direkteinspritzung, bei der der Kraftstoff mit höchsten Drücken direkt in den Brennraum "geschossen" wird. Diese Drücke waren anfangs so hoch, dass die Kolben dieser hohen Belastung nicht auf Dauer standhalten konnten. Dieses Problem wurde mit einem ausgeklügelten "Einlassdrallkanal" und einer zusätzlichen Beschichtung des Kolbens gelöst. In diesem Drall-Verfahren beschreibt der Kraftstoff von der 5-strahligen Hochdruckdüse eine helixförmige Bahn in die Kolbenmulde hinein ohne hart auf die Kolbenoberfläche zu prallen. Durch das DI-Verfahren entstanden allerdings auch wie erwartet recht laute, fast "hämmernde" Betriebsgeräusche. Diese waren zu dieser Zeit im LKW-Sektor üblich (z.B. Ford Transit) und akzeptiert, aber für den Einsatz im PKW galten sie als undenkbar. Hier wurde klar, dass man in Sachen Geräuschdämmung erheblich nacharbeiten müsste. 
Als Aufladungsmedium sind verschiedene Varianten in Betracht gezogen und ausprobiert worden: Abgasturbolader, Druckwellenlader (Comprex) und Verdrängerlader - später "G-Lader" genannt. Lange galt der Comprex-Lader als Favorit, aber mit herannahender Serienreife des G-Laders bei Volkswagen und optimaler Ergebnisse im Direktvergleich fiel die Wahl auf die neue, hauseigene Entwicklung.

Nach Aussagen von Entwicklern waren Mitte der 1980er Jahre die ersten Prototypen des Öko-Polo soweit funktionsreif, dass man sie im Alltagsbetrieb auf der Straße testen konnte - während Volkswagen die ersten Neuwagen des Polo 86C mit im Direktvergleich steinzeitlich anmutenden Wirbelkammer-Diesel an die Kunden auslieferte. Es ist überliefert, dass der damalige Entwicklungschef eine Zeit lang jeden Tag die Strecke von seinem Wohnort zur Betriebsstätte mit einem Öko-Polo (Prototyp) zurücklegte.

Als die Ergebnisse und die Zuverlässigkeit der Fahrzeuge weiterhin zufriedenstellend waren, galt es, das Leuchtturmprojekt "Öko-Polo" öffentlich bekannt zu machen. Zumal inzwischen für das Projekt öffentliche Gelder zur Verfügung gestellt wurden vom Berliner Forschungs-Senator sowie vom Bundes-Forschungsministerium.

Die "Rekordfahrt" nach Frankreich

Auf einer Testfahrt von Wolfsburg nach Marignane (bei Marseille, Frankreich; rd. 1.300 km Fahrtstrecke) begnügten sich zwei Öko-Polo mit nur jeweils 1,7 Litern auf 100 km. Bei einem Tankinhalt des VW Polo von rd. 42 Litern muss damit rechnerisch erst auf der Rückfahrt nachgetankt werden. Das Medienecho war damals riesig. Mit diesen Verbrauchswerten ist der Öko-Polo bis heute eines der sparsamsten Automobile aller Zeiten und das ganz ohne Verzicht auf Sitzplätze oder Kofferraum wie bei anderen Studien. Sicher darf man aus heutiger Sicht hinterfragen, ob die Begleitung eines Marathon-Staffellaufes auf einer abgesperrten Strecke mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von rd. 60km/h einen ausreichenden Praxisbezug auf den normalen Straßenverkehr hat, aber auch unter normalen Nutzungsbedingungen im öffentlichen Straßenverkehr gab sich der Öko-Polo immer mit rd. 3 Litern auf 100 km zufrieden.

Der "Flottentestversuch" Sommer 1989 - Frühjahr 1992

Mit einer Auflage von insgesamt 50 Fahrzeugen des Öko-Polo begann Anfang der 1990er Jahre ein groß angelegter Feldversuch in Berlin, wo die Fahrzeuge von "normalen Anwendern" unter Alltagsbedingungen getestet werden sollten. Fünf Fahrzeuge waren außerdem mit einem umfangreichen Datenlogging-System ausgestattet. Fun-Fact: hier mussten alle paar Kilometer die 5 1/4-Zoll-Diskette im Datenlogger (im Kofferraum verbaut) ersetzt werden.

Die Flotte der Fahrzeuge wurde bei VAG Staamann in Berlin mit dem DI-Triebwerk ausgerüstet. Zur besseren Erkennbarkeit verwendete man auch bei den Flottenfahrzeugen die bekannten Regenbogen-Streifen an den Fahrzeugseiten, ein weiterer Aufkleber auf der Heckklappe wies auf das Öko-Antrieb-Projekt hin.
Die meisten Öko-Polo nutzten die Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) zur Kontrolle von Bus-Spuren im Berliner Stadtgebiet. Weitere Fahrzeuge gingen an karitative Einrichtungen zur Verwendung im Alltagsbetrieb, um z.B. Essen an Bedürftige auszuliefern. Alle ca. 180 Fahrer und Fahrerinnen erhielten eine Einweisung in die spezielle Technik des Öko-Polo, um die Vorteile der Stopp-Start-Funktion und der Schwung-Nutz-Automatik optimal und im Sinne der Projektzielsetzung zu verwenden. Diese wurden auch dazu angehalten, entsprechende Berichte über die Erfahrungen mit den Fahrzeugen anzufertigen. 

 

Der Antrieb des Öko-Polo (finaler Entwicklungsstand) im Detail

 

Mit einem Serientriebwerk hat das Mini-Aggregat unter der Motorhaube nicht mehr viel gemeinsam. Der gerade mal 858 cm³ große Hubraum beschränkt sich auf zwei Zylinder. Um den Schwingungen des an sich unruhigen Diesel-Direkteinspritzers entgegenzuwirken, wurde eine Ausgleichswelle mit Gegengewichten hinzugefügt - so gleichen sich die Masseschwingungen gegenseitig aus und der Motorlauf wird deutlich beruhigt. Zum Vergleich: der Motor des Öko-Polo läuft nicht rauer als der ebenfalls zweizylindrige Motor des Citroen 2CV - nur dass beim französischen Pendant der Masseausgleich boxermotortypisch durch die gegenüberliegend angeordneten Zylinder erfolgt. Das Vorbeifahrgeräusch soll laut den Ingenieuren auch nicht lauter sein als beim 7er BWM mit 12-Zylindermotor, dies ist sicher auch dem speziell gedämmten Motorraum des Öko-Polo zu verdanken. Selbst die Kühlluft strömt durch ein Geräuschdämpfendes Labyrinth zum Kühler.

Mit der Schaffung des Öko-Polo schöpften die einzelnen Projektgruppen wahrlich aus dem Vollen. Dass ein Verbrennungsmotor am sparsamsten ist, wenn er gar nicht läuft, liegt auf der Hand. Um diesen Effekt zu nutzen, verfügte der Öko-Polo über eine optional zuschaltbare Schwungnutzautomatik: wird das Gaspedal vom Fahrer losgelassen, stellt der Motor blitzschnell ab und das Fahrzeug rollt frei - beim erneuten Betätigen springt das Aggregat sofort wieder an. Dieses System spart beim Öko-Polo rund zehn Prozent Treibstoff, hat sich in späteren Serienmodellen wie dem VW Golf III Ecomatic aber nicht durchsetzen können, erlebte mit dem VW Lupo 3L allerdings ein Comeback. Das halbautomatische 5-Ganggetriebe ermöglicht ein Schalten ohne zu kuppeln, die Kupplung wird durch einen Schalter am Schalthebel aktiviert. Nur wenn der Fahrer das Gaspedal stärker durchtritt, schaltet eine Magnetkupplung den mechanischen Antrieb des G-Laders hinzu und die Motorleistung steigt von 20 kW (27 PS) auf maximal 29 kW (40 PS). Diese Leistung ist ausreichend für eine maximale Geschwindigkeit von 138 km/h und damit ist der Öko-Polo auch Autobahntauglich.

Ein heute aktuelles Thema wurde in der Entwicklungszeit bereits bedacht - die Rußemissionen. Der Öko-Polo verfügte über eine kennfeldgesteuerte Abgas-Rückführung zur Verminderung von Stickoxiden sowie über einen Rußpartikelfilter. Nur "Filter" ist eigentlich nicht ganz das richtige Wort, vielmehr wird mit der Beimischung von flüssigem Eisenoxid zum Dieseltreibstoff die Verbrennung der Rußpartikel zu ungefährlichen Abgasen ermöglicht, was bei den ansonsten niedrigen Abgastemperaturen nicht möglich wäre und einen Filter innerhalb kurzer Zeit verstopfen würde. "Diese Methode hat sich nach jahrelangen Versuchen als die beste Technik erwiesen, um die Rußfilter während der Fahrt zu reinigen" betonte Bernd Wiedemann, Chef der Wolfsburger Dieselmotoren-Entwicklung. Da die beizumischende Menge Eisenoxid mit 0,0004 Liter auf einen Liter Diesel entsprechend gering ausfällt, reicht der Tankvorrat rd. 80.000 Kilometer. Dr. Herman Oetting, Chef der Motorenversuchsabteilung bei VW wies darauf hin, dass die Beimischung von Eisenoxid unbedenklich ist, wie auch die amerikanische Umweltbehörde EPA mit einer Studie belegt. Nichtsdestotrotz zeigte sich die Beimischung von Eisenoxyd nicht unproblematisch im Praxisversuch.

Karosserie

Während andere Ansätze entsprechender Studien gerne aerodynamisch optimale Prototypen aus Glas- oder Kohlefaser bzw. Leichtmetallen verfolgen um ein besonders sparsames Fahrzeug zu entwickeln, verwendeten Uwe Scher und sein Team eine nahezu serienmäßig belassene Karosserie eines Polo II 86C Steilheck. Die Karosserieform Steilheck wurde auch deswegen gewählt, weil sie im Vergleich mit den anderen Polo-Karosserieformen den besten cW-Wert hat. Lediglich die auffälligen Regenbogen-Seitenstreifen, ein kleiner Frontspoiler und ein vom Sondermodell SP bekannter Heckklappenspoiler sind äußerlich erkennbare Unterschiede zum Serienmodell, obwohl es anfangs durchaus Überlegungen gab, die Front sehr viel umfänglicher aerodynamisch zu optimieren. Mit einer leichteren Kunststoffkarosserie mit noch besserem cW-Wert könne die Technik des Öko-Polo - so die Ingenieure - auch mit einem Liter Diesel je 100 km auskommen. Mit der Studie L1 sollte diese Aussage wenige Jahre später in die Realität umgesetzt werden.

Projektabschluss

Mit Beendigung des Flottentestversuches lagen umfangreiche Erkenntnisse über die Technik, Verbrauchs- und Emissionswerte sowie Nutzererfahrungen vor. Das Zweizylinder-DI-Triebwerk erwies sich als unproblematisch. Die starken Schwingungen des Motors führten vereinzelt zu Getriebeausfällen, außerdem zeigten sich Schwierigkeiten bei der Haltbarkeit des Monoliths im Rußpartikelfilter.

Zu den Messergebnissen:

• Nach §47 StVZO, Anlage XXIII im FTP-75-Zyklus wurden die HC-Grenzwerte unterschritten, die CO-Grenzwerte sogar weit unterschritten. Die Partikelemissionen lagen unter den Vorgaben und der Gesamtdurchschnittsverbrauch unter den gesetzten Zielen. Die NOx-Emissionen lagen leicht über den Grenzwerten, wurden aber auch ohne AGR gemessen.

• Nach der Prüfvorschrift 89/491/EEC wurden die Abgaswerte unterschritten.

• Nach der ab 07/1992 gültigen Gesetzesvorschrift 91/4417EEC im MVEG-A-Zyklus wurden die Grenzwerte für CO- und Partikelemissionen weit unterschritten. Die ermittelten Emissionswerte für Stickoxide (Messung ohne AGR) lagen zu hoch. Diese Auflage könne, nach Aussage des Abschlussberichtes durch einen DI-Motor mit Hochdruckeinspritzung mittels Pumpe-Düse-Elementen  erfüllt werden.

Bei der abschließenden Nutzerbefragung beurteilen mehr als 3/4 der Nutzer das Gesamtkonzept als "sehr gut" oder "gut". Die Motorabschaltung wurde von 10% mit "stört oder verunsichert mich" und zu 79% als "finde ich vorteilhaft" bewertet. Die große Mehrheit von 82% spricht sich dafür aus, das Antriebskonzept auf die "Golf-Klasse" zu übertragen. Allerdings antwortete fast die Hälfte der Befragten auf die Frage, ob sie den Öko-Polo kaufen würden, mit "nein".

Nach dem Öko-Polo

An eine Serienproduktion war laut Projektleiter Uwe Scher nicht zu denken. "Zu teuer" und "zu aufwendig". Wenn man bedenkt, dass man damals - also 1989 - über Benzinpreise von 1,50 DM (rd. 0,77 Euro) klagte wäre es nicht verwunderlich, wenn mit der Entwicklung des VW Lupo 3L sicher Einiges an Unterlagen zu den Forschungen rund um den Öko-Polo aus den Archiven gekramt wurde. Bei der Einführung des späteren Sparmodells Polo "Blue Motion" (Polo 9N) stand übrigens auch der Name "Öko-Polo" zur Debatte. Letztendlich liefen die "Öko-Modelle" wie der Golf III Ecomatic und der Lupo 3L nicht sehr erfolgreich: die Amortisationszeit war bei den damaligen Kraftstoffpreisen noch zu lang - außerdem wollten viele Kunden die Komfort-Einbußen nicht hinnehmen bzw. wurden nervös, wenn das Triebwerk an der Ampel automatisch abgestellt wurde. Entsprechende Studien über die Marktgängigkeit des Öko-Polo belegen, dass das Fahrzeug durch die komplexe Technik auch zu einem Kaufpreis hätte angeboten werden müssen, der die der Nachfrage zu der Zeit völlig verfehlt hätte.

Mit dem exklusiven XL1 fertigte Volkswagen eine Kleinserie eines aerodynamisch idealen Zweisitzers, dessen Zweizylinder Commonrail-Diesel mit Abgasturbolader fast schon erschreckende Parallelen zum Öko-Polo-Motor aufweist. Allerdings verhinderte der sechsstellige Euro-Kaufpreis und die von vorneherein geringe Stückzahl, dass sich der XL1 im alltäglichen Straßenbild etablieren konnte.

Mit Aufkommen der "Diesel-Krise" (Bekanntwerden von illegalen Manipulationen der Motorsoftware) im Spätsommer 2015 verlor der Volkswagen-Dieselmotor viele Sympathiepunkte in der Öffentlichkeit, in der Politik und schlussendlich auch beim Hersteller. Zwar gab es inzwischen Möglichkeiten, die Diesel-Abgase so nachzubereiten, dass sie sauberer waren als die angesaugte Frischluft im innerstädtischen Gebiet, aber diese Systeme sind komplex, teuer und gelegentlich auch reparaturanfällig. In den Folgejahren wurden bei Volkswagen die meisten Weichen auf Elektromobilität umgestellt, außerdem ging der Trend mehr und mehr in Richtung SUV und Kompakt-SUV.

Der Öko-Polo bleibt daher ein unbeerbter Zeitzeuge, wenngleich im Kleinstwagen VW UP! (größer und deutlich schwerer als ein Polo 86C) ein Kleinst-Dieselmotor ganz sicher eine interessante Kombination gewesen wäre. Aktuell sind noch 10 Öko-Polos bekannt, die meisten anderen dürften inzwischen im Wertstoffkreislauf verblieben sein.