La KTM X-Box R gagne 60 chevaux par rapport à la X-Bow. Du coup, la sportive monocoque en fibre de carbone affiche 300 ch (220 kW) dans cette version R. C'est toujours un 2 litres TFSI Audi qui anime le tout. En l'occurrence celui des S3 et TT-S. Les ingénieurs KTM ont toutefois gonflé la puissance. Ils ont retravaillé le bloc en intégrant un turbo plus important, en modifiant le système d'injection et en reprogrammant la gestion électronique. Le couple profite aussi des modifications en développant 400 Nm à 3300 tr/min. Le gain de puissance de 25 % impose d'importantes modifications au niveau du châssis. En courbe, le X-BOW R est ainsi capable d'encaisser des accélérations latérales de plus de 1,5 G.
Le bras de liaison a été déplacé pour pouvoir placer le moteur plus bas et abaisser le centre de gravité. En outre, la caisse se trouve 15 mm plus près du sol. Les bras de suspension ont été retravaillés. Des ressorts plus raides et un amortissement sport réglable en compression et en détente assurent un comportement plus ferme et plus direct. De plus, les ingénieurs ont utilisé des rondelles en téflon pour diminuer les frictions entre les différentes parties. Bien qu'utilisable sur route ouverte, cette variante est essentiellement conçue pour les sorties du dimanche sur circuit. Les deux occupants supporteront les sensations fortes bien arrimés à leur siège avec les ceintures à quatre points.
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