在新世代G80 M3與G82 M4的Competition車型中首次配置M xDrive全輪驅動系統，雖然比純後輪驅動車型多了50公斤，但所獲得的駕駛樂趣絕非以往所能比擬的。
與越野專用的全輪驅動系統的不同，新M3與M4的M xDrive全輪驅動系統的特色在於：不保持永久的四輪驅動。BMW設計M xDrive的運作機制以橫向運動傳感器的數據，做為分配前後驅動比例以及後軸限滑差速器作動的主要依據，其每秒可進行100次的運算。
M xDrive和Active M差速器共譜出色的操控動態
對於BMW M GmbH的許多高性能車型，M xDrive系統的經過特殊調整的動力傳動控制系統已經為M Car傳統後輪驅動系統再提供了另一種誘人的新選擇。與全輪驅動系統配合使用的是Active M主動式限滑差速器，它已比上一代M3、M4的差速器再減輕了2.5公斤，並且同樣透過電動馬達以液壓方式驅動多片式離合器以及內部滾珠結構，來根據行駛狀況與駕駛需求確保後輪之間驅動扭力0~100%的完全可變分配。
這有助於在不損失動力的情況下將驅動扭力傳遞到道路上，特別是在用力驅車前進或一側抓地力較小的情況下。M xDrive全輪驅動系統和Active M差速器集成了M專用的牽引力控制系統(M Traction Control)，與DSC動態穩定控制系統相連，以確保針對當前駕駛情況進行精確判斷的交互作用。
M xDrive全輪驅動系統也在中央的分動箱中使用電子液壓控制的多片離合器，以在前輪和後輪之間平穩地調節，完全可變地分配驅動扭力。多片離合器的供油經過優化，即使在賽道上嚴苛駕馭的情況下，也能保持可變動力分配機構的穩定運作，最後將動力傳遞至前後差速器的任務透過專門為新世代M3和M4設計的兩節式傳動軸來完成。
在這一世代為了安裝汽油微粒過濾器，只好取消上一代M3 / M4較粗的碳纖維一體式傳動軸，改以較細的兩截式(保留微粒過濾器空間，前段較細)鋼製傳動軸來解決高速時的震動，並且與後差速器之間的結合，特別採用創新設計的黏合劑接著，以及獨特的膠囊封裝方式輔以改善震動。而傳遞到車輪的傳動軸也同樣是專屬定制產品，為了能有更協調的傳遞，後軸左右兩側傳動軸還特別以不同的直徑來加以對應。
中央分動箱具有定制控制單元和集成式車輪打滑限制功能。這使得它可以非常迅速地補償前後輪之間的轉速差異，而無需涉及中央DSC管理。這導致M xDrive的全輪驅動性能可更進一步增強更為優異的平衡感，這使M Car在高動態駕駛條件下，尤其是透過輕易可控的漂移動態，讓駕駛更充容地作出反打方向盤的操作。
M xDrive和Active M Differential的結合所帶來的牽引力、操控穩定性、敏捷性和動力輸出方面的改進也轉化為比過去更為出色的衝刺能力。配備M xDrive的M3 Competition和M4 Competition都只需3.5秒即可從靜止狀態達加速到100 km/h，比後輪驅動車型再快0.4秒。
重大的技術修改可優化性能特徵
為了對應M xDrive的全輪驅動，還特針對M3 Competition和M4 Competition重新設計了前懸吊的雙接頭彈簧支柱，並具有經過特別調整的懸吊幾何形狀和轉向比。這些針對全輪驅動系統的廣泛定制修改確保了毫不妥協標誌性的M風格轉向特性。而M xDrive全輪驅動車型甚至還有專屬的引擎機油供應系統，能處理側向力極高的動態表現。
三種M xDrive模式可實現自定義的M駕馭感
M xDrive還允許駕駛根據駕駛情況及其個人喜好調整全輪驅動系統的特性和性能。可以直接從Setup選單中選擇所需的設置，可以選擇三種不同的動力傳輸模式。
在預設的4WD設置中，全輪驅動系統提供最大的牽引力和精確可控的操控，同時始終保持明顯的後偏置功率分配，此模式最適合挑戰賽道最速單圈。啟用4WD Sport模式，即使在極度動態的駕駛情況下，也將更大比例的引擎扭力輸往後輪，從而提高了車尾敏捷性。
過去純後驅M Car的特徵以及能使橫向力線性積累顯現的駕馭感，也同樣可透過執行受控漂移而成為可能。駕駛可以完全關閉DSC系統，進入2WD模式，在該模式下，驅動力僅會輸往後輪。如果選配了M Traction Control(Competition車型為標配)，則在此設置中，牽引力可以透過十個階段進行微調。
這種形式的動力傳輸無需底盤控制系統的任何干預即可穩定車輛，使經驗豐富的駕駛能夠享受非凡的純淨駕駛體驗，並藉助選配的M Drift Analyser磨練他們的技能。其1~6段為適合飄移的模式，會有較少的牽引力控制；7~10依段數維持不同的牽引力控制，甚至在第8段以上，可在大腳油門出彎時幾乎不需要反打方向盤，屬於適合挑戰圈速的模式。
M Drift Analyser需與智能手機配合一起使用(包含M Laptimer單圈計時功能)，可顯示飄移運動時的偏移角度、飄移時間與角度、飄移星級評分，以及即時錄像...等等之外，最重要所選的M Traction Control級別也會顯示。若想要拿高分，DSC肯定是必須全關的。
駕駛可以設置和存儲其首選的M xDrive模式，作為兩個單獨的M1和M2快捷配置的一部分，包含了引擎反應、懸吊阻尼、轉向特性、制動系統…等等參數的設置。然後，可以隨時透過按方向盤上的兩個M按鈕之一隨時可切換任一配置。
搭載M xDrive全輪驅動系統地的M3 Competition和M4 Competition Coupe的市場發佈將始於2021年7月。
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