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Der AMG 4,0-Liter-V8-Biturbomotor leistet im E 63 S 4MATIC+ unverändert 450 kW (612 PS) und erreicht ein maximales Drehmoment von 850 Nm. Es steht über ein breites Drehzahlband von 2.500 bis 4.500/min zur Verfügung und vermittelt so bei jeder Gaspedalstellung das Gefühl überlegener Souveränität. Das E 63 4MATIC+ Basismodell verfügt über eine Leistung von 420 kW (571 PS) und 750 Nm Drehmoment. Den Sprint von 0 auf 100 km/h absolviert die Limousine als S-Variante in 3,4 Sekunden und als Basisvariante in 3,5 Sekunden. Die Werte für das T-Modell liegen bei 3,5 Sekunden (S-Variante) beziehungsweise 3,6 Sekunden (Basisvariante).

Um Leistung und Ansprechverhalten des AMG 4,0-Liter-V8-Motor optimal zu gestalten, sind die beiden Turbolader in Twin-Scroll-Technologie ausgeführt. Sie reduzieren den Abgasgegendruck und optimieren den Gaswechsel. Dank der serienmäßigen Zylinderabschaltung und weiterer Maßnahmen sind die Performance Modelle hocheffizient. Die Zylinderabschaltung ist im breiten Drehzahlbereich von 1.000 bis 3.250 U/min verfügbar, wenn der Fahrer das Fahrprogramm „Comfort“ gewählt hat. Eine spezielle Anzeige im Kombi-Instrument informiert darüber, ob die Zylinderabschaltung aktiv ist und der Motor aktuell im Vier- oder Achtzylinderbetrieb läuft. Der Übergang zwischen diesen beiden Betriebszuständen erfolgt spontan, schnell und momentenneutral, so dass die Insassen keinerlei Komforteinbußen hinnehmen müssen.
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