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El motor del Twingo RS es atmosférico y tiene 1,6 litros de cilindrada. Da 133 CV de potencia máxima a 6.750 rpm. Este motor está desarrollado por «Renault Sport Tecnologies» a partir del 1,6 litros que tienen otros modelos de Renault, donde da 95 ó 112 CV.
Para que en el Twingo RS dé más potencia, Renault ha cambiado principalmente los conductos de admisión y escape, la distribución, el diseño de las cámaras de combustión y ha aumentado la relación de compresión hasta 11,0:1. El colector es de tipo 4 en 1 (imagen). La caja de cambios del Twingo RS es manual de cinco marchas.
Respecto a un Renault Twingo GT2 TCE 100 CV —ya retirado de la gama—, el Twingo RS tiene una vía delantera y trasera 60 mm y 59 mm mayores, respectivamente. Según Renault, estos cambios favorecen la estabilidad y el agarre lateral.
También los elementos flexibles de la suspensión del Twingo RS son diferentes (muelles, amortiguadores y barras estabilizadoras) y la carrocería va 10 mm más cerca del suelo. El brazo inferior de la suspensión delantera es de aluminio, los muelles un 30% más flexibles y los amortiguadores un 30% más firmes; la estabilizadora trasera es de 24 mm (1,5 mm más gruesa).
 Hay dos tipos de bastidor, uno de serie y otro opcional («Chasis Cup»). Este último tiene unos muelles menos flexibles y unos amortiguadores un 44% más firmes. Respecto al GT2 TCE 100 CV, la carrocería del Twingo con el «Chasis Cup» va 14 mm más cerca del suelo.
Inicialmente, el Twingo RS llevaba de serie unas ruedas de medidas 195/45 R16 y opcionalmente, con el «Chasis Cup» unas 195/40 R17. Éstas son de serie desde mayo de 2011. Con el «Chasis Cup», la dirección tiene una desmultiplicación menor —15,9 a 1 en vez de 17,5 a 1—.
Es el único Twingo que tiene frenos de disco en las cuatro ruedas. Los discos de freno delanteros están tomados de algunas versiones del Mégane y las pinzas, del Laguna.
Todas las versiones del Twingo RS tienen control de estabilidad de serie. Este dispositivo se puede desconectar por completo; cuando se hace, también se elimina la función del sistema de frenado de emergencia («BA»), que aumenta la presión de frenado si se pisa repentinamente el pedal de freno.
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