Met een motorgewicht van 59,8 kg is de motor een van de lichtste 1.000 cc 4-cilinders in het segment. Net als de andere krachtbronnen van BMW motorfietsen heeft deze motor een doordacht totaalontwerp en de ruimtebesparende plaatsing van alle nevenaggregaten en de geïntegreerde, klauwengeschakelde 6-versnellingsbak als uitgangspunt.

Met als doel een rasechte supersport-aandrijving te realiseren, ontstond een bijzonder compacte motor met een ideale massaconcentratie rond het zwaartepunt van de motorfiets als geheel. De bouwbreedte ter hoogte van de krukas bedraagt ondanks de grote boring van 80 mm slechts 463 mm. Met 558 mm blijft ook de hoogte van het motorblok zeer beperkt.

De verticale as van de cilinders is 32 graden voorover gekanteld. Dit resulteert zowel in een optimaal zwaartepunt alsook in een voor supersport-motorfietsen noodzakelijke voorwielgerichte gewichtsverdeling voor een absoluut nauwkeurig rijgevoel en maximale feedback van de voorzijde. 

+ Lees verder
De krukas van de S 1000 RR motor is in één stuk gegoten uit edelstaal, gelagerd in glijlagers en kent een traditioneel kruktapverzet van 180 graden voor een gelijkmatige ontstekingsafstand. De op glijlagers lopende drijfstangen zijn als bijzonder lichte, gegoten onderdelen uitgevoerd in edelstaal. Met een lengte van 103 mm maken ze een geringe bouwhoogte van de motor mogelijk – met een gunstig effect op het zwaartepunt van de motorfiets met acceptabele zijwaartse krachten op de zuigers en een rustige draaikarakteristiek. Twee in een hoek van 45 graden ten opzichte van de drijfstang geplaatste smeerboringen in het bovenste drijfstangoog garanderen de olietoevoer naar de zuigerpenlagers. De horizontale deling van de drijfstangen geschiedt met behulp van de crack-techniek (“crack” betekent breken) en maakt extreem nauwkeurige montage mogelijk zonder verdere centrering.

In de van een Nikasil-coating voorziene cilinderbussen werken gegoten lichtmetalen zuigers met een doorsnede van 80 mm en een zeer korte zuigermantel. Met het oog op een optimale wrijvingswaarde zijn ze voorzien van twee smalle zuigerringen en een driedelige olieschraapring. 

De vlakke vormgeving van verbrandingsruimte, zuigerbodem en klepzittingen ondersteunt een thermodynamisch gunstig verbrandingsverloop en maakt een optimaal gewicht van de zuigerbodem mogelijk. Compleet met zuigerpen en ringen bedraagt het zuigergewicht slechts 253 gram. Om de warmte goed af te kunnen voeren worden de thermisch sterk belaste zuigerbodems via oliesproeiers in de krukasbehuizing gericht gekoeld. Zo is een betrouwbare werking – ook onder de zwaarste bedrijfsomstandigheden – gegarandeerd en wordt de levensduur verlengd.

Het ter hoogte van de krukas horizontaal in tweeën gedeelde motorblok is vervaardigd uit zeer sterke aluminiumlegeringen. Daarbij vormt het compacte coquille-gegoten bovendeel een zeer stijve verbinding van de vier cilinders en de bovenste lagerzittingen voor de krukas. Bovendien is in de bovenste helft van de behuizing de lichte en compacte 6-versnellingsbak opgenomen. Het cilinderblok met watermantel is voor een maximale stijfheid uitgevoerd als zogenaamde closed-deck-constructie. 

Cilinderkop en kleppen zijn van wezenlijk belang voor het vermogen, de vermogenskarakteristiek, een efficiënte verbranding en het brandstofverbruik. Bij het ontwerp voor de vierkleps cilinderkop is rekening gehouden met de ideale kanaalgeometrie, compactheid, een optimale thermodynamica en een efficiënte warmtehuishouding. De geringe klephoek maakt ideale, rechte inlaatkanalen mogelijk maar ook een compacte verbrandingsruimte voor een hoge compressie en een optimaal rendement. 
+ Lees verder
Met het oog op een zo hoog mogelijk vermogen en de mogelijkheid om probleemloos hoge toerentallen te draaien maakt de 4-cilinder krachtbron gebruik van klepbediening via slepers en twee bovenliggende nokkenassen. Daarbij spelen de criteria stijfheid, een minimale bewegende massa en optimale kleptiming eveneens een belangrijke rol. Deze klepbediening biedt de perfecte combinatie van een hoogst mogelijke stijfheid, een minimaal gewicht van bewegende klepdelen en tegelijkertijd een zeer compact cilinderkopdesign. 

De klepspelingscompensatie geschiedt door middel van kleine en lichte stelplaatjes die in de veerschotels geplaatst worden. Aan de inlaatzijde zijn de veerschotels vervaardigd uit licht aluminium. De bewegende massa bij klepbediening via sleeptuimelaars is geringer dan bij een vergelijkbare oplossing met een komvormige klepstoter. De geringe oscillerende massa maakt een hoge versnelling van de kleppen mogelijk, voor gevulde nokprofielen en een hoge kleplift.

De voor de productiemotorfiets bepaalde toerentalgrens ligt op 14.200 t/min, de mechanisch toelaatbare grens ligt daar nog ver boven. Mede door de grote cilinderboring van 80 mm was het mogelijk om de grootst mogelijke en daarmee meest prestatievriendelijke klepschoteldiameter toe te passen. Aan de inlaatzijde bedraagt deze 33,5 mm en aan de uitlaatzijde 27,2 mm. Daarmee biedt deze motor de grootst mogelijke vulling van de verbrandingsruimte in het supersportieve 1.000 cc segment.

Voor de smering maakt de motor gebruik van het in dit segment gebruikelijke wet-sump systeem met een Eaton-oliepomp. In plaats van een warmtewisselaar wordt voor de oliekoeling een aparte oliekoeler gebruikt die voor een gunstige stroming onder de radiateur in de onderkuip is geplaatst. Het toepassen van een oliekoeler voorkomt een ongewenste, extra thermische belasting van de koelvloeistof en maakt zo het gebruik van een kleinere en lichtere radiateur, en daarmee een kleinere hoeveelheid koelvloeistof, mogelijk.

Geringe breedte, alsmede een compacte en vooral lichte bouwwijze stonden ook voorop bij de plaatsing van de elektrische nevenaggregaten en hun aandrijving. Zo is de met permanentmagneten uitgeruste driefasengenerator op de linker krukastap geplaatst. Deze levert 434 watt bij 6.000 t/min en is berekend op een maximum toerental van 16.000 t/min. De startmotor die in de bovenste blokhelft links achter de cilinders is geplaatst, levert 800 watt en weegt 1.050 gram. Deze is via een vrijloop gekoppeld en drijft in de verhouding 1:24,61 via een tandwiel met rechte vertanding de buitenste linker krukwang aan. Omwille van gewichtsreductie is het linker zijdeksel voor de dynamo en de startmotor uitgevoerd in licht magnesium.

De injectie functioneert volledig sequentieel, dat wil zeggen dat de brandstof apart en passend bij de aanzuigslag van de desbetreffende cilinder in het inlaatkanaal wordt ingespoten. Ter verbetering van de koppelkromme beschikt de motor over de moderne technologie van variabele inlaatbuizen. Afhankelijk van het toerental wordt via een op de airbox geplaatste stelmotor de lengte van het aanzuigkanaal volgens een bepaald programma in twee stappen aangepast. Met een optimale vulling als doel wordt via vier injectoren op het gasklephuis en aan de bovenkant van het aanzuigkanaal de juiste hoeveelheid benzine aangevoerd. Daarbij worden de injectoren afhankelijk van toerental en het gevraagde vermogen apart of gezamenlijk aangestuurd. 
+ Lees verder