El Mercedes-Benz S 350 tiene un nuevo V6 de 3,7 litros de cilindrada que desarrolla 245 CV de potencia máxima y 350 Nm a 3.000 rpm de par máximo. Este motor está realizado sobre la base del anterior V6 de 3,2 litros y 224 CV que utilizaba el S 320 al que sustituye. Se ha incrementado el diámetro de los pistones (97,0 mm en lugar de 89,9 mm) para aumentar la cilindrada. Con este motor se ha mejorado las prestaciones y reducido el consumo: acelera de 0 a 100 km/h en 7,6 s y tiene una velocidad máxima de 246 km/h (el S 320 aceleraba en 8,2 s y alcanza 240 km/h. Su consumo medio es de 11,1 l/100 km, un 3,5 por ciento menos del que tenía el anterior S 320. Ficha comparativa del S 350 y S 320
Los motores V8 del S 430 y S 500 no han cambiado. Desarrollan 279 y 306 CV respectivamente y ofrecen un par de 400 Nm y 460 Nm. Ambos tienen la velocidad máxima autolimitada a 250 km/h, una aceleración de 0 a 100 km/h en 7,3 y 6,5 segundos respectivamente y un consumo medio muy parecido (11,5 l/100 km el S 430 y 11,9 l/100 km el S 500).
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