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第四代宝马M3用的是4.0L V8自然吸气发动机，这一代M3有四门、双门硬顶和双门敞篷三种车型。M3属于宝马M Power高性能系列，而这一代还是唯一用4.0L V8自吸引擎的版本。这台发动机代号S65B40A，最大马力309kW（约420匹），在8300转时爆发最大功率，3900转时输出400牛·米的最大扭矩。技术方面，它用了Double VANOS可变气门正时和Valvetronic可变气门升程，供油方式是多点电喷。缸盖和缸体都是铝合金材质，这样能减轻重量，提升操控性。变速箱匹配的是7速双离合，它的工作原理是两套离合器分别控制奇数挡和偶数挡，换挡速度极快，传动效率也高，开起来能明显感觉到挡位切换干脆利落。底盘方面，前悬架用的是双球节独立悬架，后悬架是多连杆结构。双球节设计能提升转向精准度和操控响应，让车子开起来更灵活好控制。