新奥迪A8L的顶级动力为6.3升排量的第三代W12缸FSI燃油直喷发动机。它具有颠覆性的全新设计,与上一代发动机相比,这代W12发动机在缸径扩大2毫米的同时,加入了缸内直喷模块。这款发动机拥有与众不同的汽缸排列形式:4排气缸,每排3个气缸,呈W型排列。从车头向后观看,整个发动机分为左右两侧,每侧的2排气缸呈V型15度夹角,两侧之间又呈72度夹角。这样的布局使W12的结构非常紧凑,发动机整体长度少于50厘米,远远小于传统的V8发动机。而W12的宽度与高度也只有70厘米。6.3升W12发动机的最高功率为368千瓦(500马力),强大的动力被铁面无私的电子限速装置严格控制,新奥迪A8L W12车型的最高车速250公里/小时。另一方面,高达600N·m的超高扭矩起始于1,800转,并在4,750转达到625N·m的峰值。强大的低转速扭矩带来的是超级跑车般的加速性能:0至100公里/小时的加速时间仅为4.7秒。
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