La BMW X3 garde son profil et son avant caractéristiques. Les retouches stylistiques de cette seconde génération permettent néanmoins de le distinguer clairement de sa devancière. Le SUV compact hérite d'un nouveau châssis avec essieu avant à jambe de force à double bras et un essieu arrière à cinq bras. La transmission intégrale xDrive est gérée électroniquement en combinaison avec le contrôle de stabilité. En option, le Performance Control peut freiner la roue arrière à l'intérieur d'un virage pour un passage plus dynamique en courbe.
Le nouveau X3 est le premier modèle X de BMW à recevoir une direction à assistance électromécanique variable en fonction de la vitesse. Une variante sportive est proposée en option. Le SUV compact profite aussi d'un amortissement dynamique, en option. Les trois modes disponibles interviennent non seulement sur les amortisseurs mais aussi sur la course de l'accélérateur, la réaction du moteur, l'attitude de la boîte automatique, la direction assistée et le contrôle de stabilité DSC.
Sous le capot, la BMW X3 proposera à son lancement, le 20 novembre 2010, deux motorisations. Le X3 xDrive20d est un Diesel 2 litres quatre-cylindres de 184 ch (135 kW) et 380 Nm. Il affiche une consommation moyenne normalisée de 5,6 l aux 100 km, soit 149 g CO2/km. Le X3 xDrive35i roule avec un 3 litres six-cylindres turbo essence à injection directe de 306 ch (225 kW) et 400 Nm. Avec ce bloc, le SUV passe de 0 à 100 km/h en 5,7 s. Le 35i est équipé d'office avec une boîte automatique à huit rapports, une option pour le 20d de série avec une boîte manuelle à six rapports. Le Start&Stop est monté d'office, peu importe la transmission. D'autres moteurs étofferont l'offre par la suite.
L'habitacle du SUV a également été remanié. En rabattant les places arrière, ce véhicule dispose d'un volume de chargement de 1600 litres alors qu'il est de 550 litres sous le couvre-bagage. Les équipements disponibles sont très nombreux, comme le veut la politique commerciale de BMW. Parmi les accessoires dernier cri, pointons les passages code/phares automatiques, l'affichage tête haute, le système Hi-Fi avec disque dur, l'ouverture/fermeture électrique du hayon, l'attache-remorque électrique, la caméra de recul...
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