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新一代RX350沿用了上代的那台3.5L V6双VVT-i发动机,最大功率203kw/6200rpm、最大扭矩342Nm/4700rpm,参数与上代几无变化,这在车型大换代中是比较罕见的。实际上发动机内部没有改变,只是进排气系统等细节经过一些改良,改善了动力输出曲线。和外形一样,这又从侧面说明这款2006年才首次应用的发动机技术够新、完善可靠,厂方认为还不需要作大幅的技术升级。
动力系统中最大的变化是变速箱从上代的5前速升级为6前速,让RX350的动力系统与ES350完全看齐。厂方资料表示这台6速变速箱非常智能,必要时懂得跳挡kickdown(例如可以从6挡直接跳到3挡),提供更敏捷的油门反应和更加显著的加速推背感。改用6挡自动变速后,新一代RX350的极速达到200Km/h,超越上代的180km/h,车身风阻系数的降低也有一部分功劳。
实际驾驶起来,RX350有令人满意的动力表现,输出特性在灵敏和畅顺之间取得了出色的平衡,起步和加速力度可谓“恰到好处”——既没有任何乏力感,也不会觉得它过于迅猛。对RX350的用户来说,动力够用并且容易控制,其实就是他们想要的感觉,迅猛倒不是他们的主要追求。