Блок циліндрів двигуна та його головка виконані з легкого сплаву на основі алюмінію. Блок циліндрів мають сухі тонкостінні чавунні гільзи, що вставляють у процесі виготовлення (заливання) блоку. Головка блоку циліндрів 4-х клапанна, що розташовані під кутом 39,5°. Система охолодження – закрита, рідинна, примусова. Система змащення комбінована - під тиском та розбризкуванням. Система живлення - інжекторна (уприскування), з електронним керуванням. Колінчастий вал семи опорний і обертається у підшипниках ковзання.
На двигуні застосовано верхньоклапанний розподільний механізм з двома розподільними валами, розташованими в головці блоку циліндрів (система DOHC) та гідравлічними циліндричними штовхачами. Привід випускного розподільного валу здійснюється метою від зірочки колінчастого валу двигуна. Між собою випускний та впускний розподільні вали пов'язані ланцюгом. Двигун має регульований привід газорозподілу, який автоматично змінює момент відкриття та закриття впускних та випускних клапанів за рахунок зміни початкового положення розподільних валів. Така система має фірмове найменування - "Doppe/-VANOS" (Doppel Variable Nockenwe Hensteuerung), скорочено "D-VANOS".
Зміна положення впускного та випускного валу здійснюється за сигналами з ЕБУ-КСУД, за рахунок відкриття та закриття клапана подачі тиску олії в регулювальному механізмі системи. Особливістю двигуна є система резонансного наддуву, що регулюється, за рахунок зміни довжини впускних каналів повітря. Завдяки гідравлічним штовхачам (гідроштовхачам), необхідність регулювання зазорів у клапанах у процесі експлуатації відсутня.
Подачу масла під тиском двигун забезпечує механічний масляний насос з шестернями внутрішнього зачеплення. Масляний насос має ланцюговий привід від колінчастого валу та розташований у масляному піддоні картера. Олія забирається з піддону картера приймачем насоса і каналами і трубопроводами подається до підшипників колінчастого і розподільних валів, гідроштовхачів, а також до робочих поверхонь циліндрів з розташованих форсунок.
Насос рідинної системи охолодження відцентрового типу змонтований на передній стінці блоку циліндрів двигуна. Його привід здійснюється клиновим ременем від шківа колінчастого валу двигуна. Цей же ремінь використовується як привод для генератора і насоса гідропідсилювача рульового управління. На валу насоса встановлена муфта в'язка, яка забезпечує включення вентилятора в залежності від температури охолоджуючої рідини. Система охолодження герметична і має бути постійно заповнена антифризом.
Електронною системою управління двигуном забезпечується приготування паливоповітряної суміші та її займання, а також низка інших функцій з управління. На двигуни «М54» використовується модифікація системи упорскування палива та запалення моделі «MS.45» фірми Siemens (Німеччина), що має індексацію DME («Digital Motor-Elektronik» – Motronic – цифрова електронна система управління двигуном). Надалі вона буде називати коротко - "DME" або "Motronic" (рис. 3.2). Система запалення повністю електронна з індивідуальними котушками запалювання та управляється від єдиного ЕБУ-КСУД зі складу DME.
1 - бачок з активованим кутам; 2 - клапан впуску повітря; 3 - продувний клапан; 4 – регулятор тиску палива; 5 – форсунка; 6 – регулятор тиску; 7 – котушка запалювання; 8 – датчик розподільного валу; 9 – насос додаткового повітря; 10 – повітряний затвор; 11 – ІРВ; 12 - ЕБУ; 13 - датчик дросельної заслінки; 14 – клапан холостого ходу; 15 – датчик температури повітря; 16 - клапан EGR; 17 – паливний фільтр; 18 – датчик детонації; 19 - датчик частоти обертання валу двигуна; 20-датчик температури двигуна; 21 - датчик вмісту кисню в ОР, 22 - АБ; 23 – LUC діагностики; 24 - індикатор САТ; 25 - датчик перепаду тиску; 26 - паливний насос з електроприводом; 27 - нейтралізатор
Як паливо на бензинових двигунах використовується паливо з октановим числом ROZ-95, проте можливість гасіння детонації за окремими циліндрами дозволяє використовувати палива з октановими числами від ROZ-91 до ROZ-98. При цьому, у першому випадку збільшується витрата палива через втрату потужності, у другому випадку є економія палива та підвищення потужності. Трансмісія - повнопривідна (4x4), з ручним або автоматичним керуванням КПП, закріплена на задній стінці (торці) двигуна та виконана у варіанті приводу на всі колеса.
Таблиця 3.1 Технічні характеристики двигуна моделі «М54»
| Початок випуску двигуна | січень 1999 | ||
| Індекс моделі | М54В22 | М54В25 | М54В30 |
| Розташування циліндрів | Рядне, 6 | ||
| Діаметр циліндра, мм | 80.0 | 84.0 | 84,0 |
| Хід поршня, мм | 72,0 | 75,0 | 89,6 |
| Робочий об'єм, см3 | 2171 | 2494 | 2979 |
| Ступінь стиснення | 10,8 | 10,5 | 10,2 |
| Тиск стиснення, кг/см2 | 10—11 | ||
| Номінальна потужність, | |||
| за стандартом ЄЕС, кВт | 125 | 141 | 170 |
| за стандартом DIN, л.с. | 170 | 192 | 231 |
| Частота обертання, мін-1 | 6100 | 6000 | 5900 |
| Максимальний крутний момент | |||
| за стандартом ЄЕС, Нм | 210 | 245 | 300 |
| за стандартом DIN, кгс. | 21,4 | 25,0 | 30,6 |
| Частота обертання, мін*1 | 3500 | 3500 | 3500 |
| Максимальна частота, хв*1 | 6500 | ||
| Модель сумішоутворення | MS 45 фірми Siemens | ||
| Порядок роботи циліндрів | 1 — 5 — 3 — 6 — 2 — 4 | ||