和大众4.2升自然吸气V8动力不同，奔驰S500的动力核心是4.7升缸内直喷双涡轮增压引擎。最大输出功率320Kw/5250rpm，峰值扭矩700N·m/1800-3500rpm，并匹配了一款7速手自一体变速箱，该车百公里加速时间仅仅为5秒。性能绝对是国内常见豪华品牌中的极致。当然这个价格肯定是中产阶级无法接受的，几乎高出辉腾近一倍的售价。
7速手自一体变速箱与传统纵置式自动变速相同，使用液力变矩器以及串列行星齿轮进行扭矩传动和变速。有别于传统变箱离合器只能在高挡进行锁定不同，7G-Tronic的锁止离合器在一挡就可投入工作，避免打滑而损失动力。除了标准的M手动挡及C自动模式外还提供了S运动模式。6个挡位尺比从4.377至0.782，比上一代5速手自一体变速箱的3.59至0.83更为宽泛，使得百公里加速时间减少0.3秒，油耗百公里降低0.6升。3挡以后的挡位间尺比落差逐渐减小，特别是最后3个挡位齿轮衔接紧密，换挡十分平顺。
奔驰S500自然也少不了4MATIC四轮驱动，其核心技术是4ETS差动限制技术。4ETS就是利用ABS的制动力自动分配功能来实现差动限制。当这种全时四驱的车辆有一个车轮打滑时，车载电脑就通过ABS对打滑车辆制动来限制它的空转。从而差速器就可以把传递给打滑车轮的动力转移到其他未打滑的车轮上。
新开发的驱动系统运用了行星齿轮式桥间差速器。在各种路面上，前后轮之间的全时固定动力分配(45/55)确保了自信和完全可预知的操控性。而在车轮出现打滑情况时，整体式多盘离合器则可以确保附加牵引力和最佳方向稳定性。不难看出，在ESP(电控车辆稳定行驶系统)、ASR(加速防滑系统)和4ETS(四轮驱动电子牵引系统)等全电子行驶安全系统的辅助下，4MATIC即使在路况条件不好的情况下也提供了动态、舒适和更加安全的出行保障。
奔驰S级的这套空气悬挂系统名为“Airmatic”，可以通过车内的“S/C/M”按键设定不同的悬挂模式。目前从最低端的S300L到顶级的S65 AMG都装备了这种悬挂系统，S500也不例外。我们讲到动力自然也避免不了驱动方式以及底盘还有变速箱配套情况介绍，离开这些，在强劲的动力也无从释放出满意效果。
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