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寶馬745Li采用了全新的前置V型8缸32氣門雙頂置凸輪軸可變氣門正時多點式電噴汽油機，采取了前置后驅(qū)的驅(qū)動模式。發(fā)動機總排量4398cc，最大功率245kw/6000rpm，最大扭矩450Nm/3600rpm。 由于一系列新技術(shù)的應(yīng)用，該V8發(fā)動機的最大輸出功率增加約14%，與此同時油耗降低14%。在獲得最大功率的同時降低油耗得益于創(chuàng)新的Valvetronic(電子氣門)寶馬專利技術(shù)，其應(yīng)用使油門直接作用于發(fā)動機管理系統(tǒng)，而摒棄了傳統(tǒng)的主節(jié)氣門。這種全變量氣門升程控制可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷情況，為汽缸提供最佳進氣量。
和這臺強勁發(fā)動機相匹配的，是寶馬獨創(chuàng)的Steptronic智慧型六速手自排兩用變速箱。該變速箱體積比舊款5前速自動變速器小，短了5毫米，輕了14公斤，應(yīng)用Shift－By－Wire技術(shù)，可用按鈕及撥桿方式變擋位。強勁的發(fā)動機和智慧型變速箱的完美結(jié)合，使745Li擁有了驚人的加速性能，從靜止加速到100Km/h，只要短短的6.3秒，而最高極速則達(dá)250Km/h。
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