Es un ocho cilindros con culata de aluminio y bloque de hierro, distinto del que tenía el anterior V8 de 3,3 litros. El bloque no está hecho con el tipo de fundición de hierro normal en motores (fundición gris), sino con un tipo de fundición con grafito, llamado «vermicular» por su estructura. Este tipo de fundición tiene una relación más favorable entre peso y resistencia que la fundición gris. El peso total del motor es 270 kg; según Audi es «uno de los V8 Diesel más ligeros del mundo» (tampoco hay muchos).

Audi también recalca que es un motor corto; mide 516 mm «casi 150 mm menos que cualquier otro V8 de la misma cilindrada». Para Audi es importante que el motor sea corto, porque los pone colgados por delante del eje delantero.

También como en el anterior motor, el ángulo de la «V» es 90°, el más adecuado para la regularidad de funcionamiento en un ocho cilindros. Sus medidas son 81,0 x 95,5 mm, las mismas que tiene el motor Volkswagen V10 TDI (con el que no coincide en otras cosas, como la distribución, el material del bloque o el diseño de culata). La cilindrada no llega a 4 litros, 3.937 cm³.

Las culatas son de dos árboles de levas movidos por cadena (imagen), el anterior V8 Diesel tenía distribución por correa. Lleva cuatro válvulas por cilindro (paralelas y perpendiculares al cilindro, como todos los Diesel). Las levas empujan a las válvulas a través de balancines de rodillos con ajuste hidráulico (imagen); es otra diferencia con el V8 anterior, en el que las levas resbalaban sobre las válvulas. El paso de uno a otro sistema de distribución tiene un efecto positivo en el rendimiento y en el ruido.

Tiene un sistema de admisión variable con las mismas funciones que en otros Diesel de cuatro válvulas por cilindro (imagen). Cuando el motor funciona en carga parcial (inyecta poco gasóleo) hay aire de sobra. Entonces tapa uno de los dos conductos de admisión y hace entrar todo el aire por un conducto tangencial a la cámara, que crea una gran turbulencia. Aunque hay aire de sobra, cuanto mejor mezclado esté con el gasóleo, mejor es la combustión y menor la emisión de partículas.

Cuando funciona a plena carga o casi (inyecta mucho gasóleo), entonces hace falta todo el aire posible y por eso entra por los dos conductos de admisión de cada cilindro. Como en otros motores que tienen este dispositivo, en éste hay una mariposa en el conducto de admisión para variar el paso de aire (imagen).

El sistema de alimentación es por conducto común de segunda generación. Trabaja a una presión máxima de 1.600 bares y realiza hasta tres inyecciones por ciclo: dos preinyecciones, una inyección principal y una pos inyección. Las preinyecciones sirven para disminuir el ruido y las vibraciones cuando el motor funciona en carga parcial, porque hacen que el proceso de combustión sea más gradual. Los inyectores son de tipo electromagnético y de siete orificios.

Este sistema de inyección está preparado para dar una cuarta inyección, después de la principal. El objeto de esa posinyección sería quemar las partículas almacenadas en un filtro que —de momento— Audi no usa (más información).

Tiene dos turbocompresores variables (imagen) con ajuste mediante un motor eléctrico en cada uno. Cada turbocompresor está unido a su propio intercooler de aire (imagen), en el anterior motor era de agua. Hay un conducto que une los dos colectores de admisión, para asegurar que la presión de alimentación es la misma en las dos bancadas de cilindros.

El sistema de descontaminación que necesita consta de un escape de doble pared (imagen). Además de limitar la pérdida de calor del gas antes de llegar a las turbinas, este tipo de escape aislado sirve para que el catalizador se caliente cuanto antes.

Que el catalizador llegue a su temperatura de funcionamiento lo antes posible es muy importante para cumplir con la normativa de emisiones, sobre todo desde que se ha eliminado la fase de 40 s de calentamiento anterior a la prueba.

Al salir de las turbinas, el gas de escape pasa por dos catalizadores pequeños en el vano motor (que se calientan antes) y, después, por dos más grandes que están bajo el suelo del coche.

Para limitar los óxidos de nitrógeno se recircula gas de escape según el régimen y la carga. Antes de mezclarse con el aire fresco, ese gas de escape pasa por un radiador de agua que está en el centro de la «V».

Tiene una relación de compresión muy baja, menor aún que la de otros motores de conducto común: 17,5 a 1 (el motor anterior tenía 18,5 a 1). Según Audi, una relación de compresión tan baja les permite llenar más la cámara (una ventaja para la potencia), hacer una mezcla mejor (una ventaja para las emisiones) y reducir el ruido. Audi considera que estas ventajas compensan la pérdida de rendimiento que implica una relación de compresión baja.

El par máximo es 650 Nm, constantes entre 1.800 y 2.500 (curvas de potencia y par). La potencia máxima es 275 CV a 3.750 rpm. Por las cifras que ha dado Audi, parece que su intención ha sido hacer un motor que dé mucha fuerza en un margen pequeño de régimen, en lugar de menos fuerza en un margen más amplio. Las cifras de presión media a régimen de potencia y par máximos son más bien altas (1.642 y 2.074 kPa, respectivamente) y muy semejantes a las del motor de cuatro cilindros y 150 CV de BMW.

El margen de funcionamiento, no es amplio. A 3.750 rpm el par disponible ya ha bajado del 80 por ciento del máximo, cuando lo más normal es conservar esa proporción hasta unas 4.000 rpm. Con la caja de cambios que lleva, el régimen del motor no pasa de 4.200 en ningún caso.

El consumo específico mínimo de este motor es 205 g/kWh, lo mismo que tenía el V8 anterior; es decir, el rendimiento térmico del motor en condiciones óptimas de funcionamiento es el mismo.