Los motores Diesel están inclinados 56º hacia delante con relación a la vertical (imagen); es una inclinación menor que la de los motores de gasolina por que los Diesel ocupan más espacio. El diseño del bloque es semejante al de los anteriores Diesel del Clase A; es de hierro y tiene 90 mm de distancia entre cilindros.
Según la cilindrada, en el anterior Clase A había un solo motor (1.689 cm³), que daba dos versiones por potencia (75 ó 95 CV). En el nuevo Clase A hay tres versiones por potencia (82, 109 ó 140 CV), todas ellas con la misma cilindrada (1.991 cm³); en esta tabla se pueden ver los datos de esos tres motores.
Hay dos diferencias principales entre el motor del A 200 CDI y el de los otros dos: una, que tiene turbo variable y los otros dos lo tienen fijo; dos, que la presión máxima de aire de admisión es 1,25 bar, 0,2 bar más que la de los otros.
La diferencia de potencia y par entre el motor del A 160 y el del A 180 CDI se consigue con la programación del motor. El intercooler es el mismo en los tres casos.
La presión máxima en la cámara de combustión que alcanza el motor del A 200 CDI es 180 bar, un valor muy alto. La gama de motores normales del Clase C o el Clase E (200, 220, 270 y 320 CDI, sin contar el AMG) tienen en común una presión máxima de 155 bar; en los motores anteriores del Clase A, la presión máxima era 145 bar. Los otros dos motores Diesel alcanzan una presión máxima entre 150 y 160 bar.
La diferencia de cilindrada entre el anterior y el nuevo motor se debe a que aumentan el diámetro y la carrera. El aumento más grande está en la carrera (de 84 a 92 mm); antes la relación entre diámetro y carrera era 0,96, ahora es 0,90. Esto es normal si tenemos en cuenta que la distancia entre cilindros no ha aumentado y, por tanto, era más fácil ganar cilindrada aumentando la carrera; las bielas miden ahora casi 148 mm.
En la culata hay muchas más diferencias que en el bloque. Como el anterior motor, éste tiene cuatro válvulas por cilindro, pero ahora con doble árbol de levas y un sistema de admisión variable. El árbol de levas de admisión está movido mediante una cadena y engranado al de escape. Las levas mueven a las válvulas a través de balancines de rodillos.
Como en otros motores Diesel, la admisión variable consiste en que, cuando el motor funciona a baja carga, el aire entra por un solo conducto para aumentar la turbulencia y mejorar la carburación. Cuando funciona con carga alta y es necesario todo el aire posible, se utilizan los dos conductos de admisión de cada cilindro, aunque la turbulencia sea menor.
El rendimiento ha aumentado con relación a los anteriores motores. En el mejor de los casos, tienen un consumo específico de 205 g/kWh; es un valor que alcanzan otros motores Diesel modernos.
El aumento de rendimiento se debe principalmente al sistema de inyección de conducto común de segunda generación. La principal ventaja de rendimiento que aporta este tipo de inyección es que la bomba tiene caudal variable. Antes, la bomba daba siempre el caudal necesario para las condiciones de máxima carga y régimen; ahora, se reduce el caudal cuando esas condiciones lo permiten. Esto disminuye la fuerza que requiere la bomba en carga parcial y, además, el calentamiento del gasóleo.
Los inyectores son de tipo electromagnético (no los piezoeléctricos que tienen ya otros Diesel) y con siete orificios (en vez de seis). Con relación a los inyectores anteriores, el tamaño de los orificios es un veinte por ciento menor, lo que pulveriza mejor el combustible. La mayor dificultad del gasóleo para pasar por los orificios más pequeños se compensa con una presión de inyección mayor (1.600 bares en lugar de 1.350).
El sistema de inyección de los nuevos motores puede dar dos preinyecciones antes de la inyección principal, en un intervalo menor de un milisegundo. Además del volumen, presión y el momento de la inyección, la centralita del motor controla el ralentí y el par de cada cilindro, el régimen máximo del motor, el corte de inyección en retención, la presión del compresor y el sistema de admisión variable.
El sistema de descontaminación consta de dos catalizadores de oxidación para eliminar las emisiones gaseosas. Uno mide 2,1 l de volumen y está justo a continuación de la turbina; el otro mide 2,0 l y está bajo el suelo del coche.
Opcionalmente habrá un filtro de partículas para limitar las emisiones sólidas, que tiene un rendimiento del 99 por ciento y una temperatura de funcionamiento inferior a 600º C. Mide 2,5 l de volumen, reemplaza al segundo catalizador de oxidación, no necesita mantenimiento ni aditivos y está desarrollado por Mercedes-Benz.
Todas las versiones tienen recirculación de gas de escape, que se refrigera en un radiador de agua.