Der Motor basiert einem Turbo-Reihen-Sechszylinder mit 2979 cm³ Hubraum. Dieser unterscheidet sich von dem im M3 und M4 verbauten Motor u. a. dadurch, dass er einen Turbolader weniger besitzt und somit eine geringere Leistung von 272 kW (370 PS) und im sog. "Overboost" ein maximales Drehmoment von 500 Nm zwischen 1450 und 4750 min−1 entwickelt.
Das „M Doppelkupplungsgetriebe“ ist ein 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebe mit sogenannter „Drivelogic“, welches laut BMW speziell für die „M Hochdrehzahlmotoren“ ausgelegt ist. Das System verfügt über traktionsoptimierte automatische Gangwahl, Launch Control, „Low Speed Assistance“ sowie eine „Auto Start Stopp“-Funktion. Es ermöglicht sehr schnelle Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung. Dabei leiten zwei Teilgetriebe mit jeweils eigener Kupplung die Motorkraft unvermindert an die Hinterräder weiter. Die Steuerung erfolgt automatisch oder manuell über Schaltpaddles am Lenkrad oder den Schalthebel. Das bedeutet dies: Schalten bei Vollgas, ohne Kupplungspedal, mit durchgehender Kraftübertragung. Die Drivelogic stellt hierfür sowohl im automatisierten (D-Modus) als auch im manuellen Betrieb (S-Modus) jeweils drei Schaltprogramme zur Wahl – von extrem sportlich bis komfortabel oder verbrauchsoptimiert.
Nicht nur das Doppelkupplungsgetriebe, auch Differential mit Lamellensperre und die gesamte Vorder- und Fünf-Lenker-Hinterachse, die teilweise aus Aluminium gefertigt sind, stammen vom M3/ M4. Die Durchmesser der Bremsscheiben betragen vorn 380 und hinten 370 mm.
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