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Zunächst nur als Limousine erschien 1998 mit dem BMW 3er E46 (bis 2007) der direkte Nachfolger des BMW 3er E36. Ein Jahr später folgten der E46 Touring und das E46 Coupé. Das Design der Karosserie wurde stark abgerundet und an das Design seines großen Bruders, dem BMW E39, angepasst. Er war zwar nicht der erste 3er, dessen Motorhaube nach hinten aufgeklappt wurde, aber er war der erste 3er, dessen Nieren an der Motorhaube befestigt waren.
Zum Marktstart des E46 standen ein Vierzylinder-Reihenmotor und ein Sechszylinder-Reihenmotor zur Auswahl. Im 316i mit 105PS und 318i mit 118PS sorgte der M43TU für den Vortrieb, wobei der Hubraum mit 1,9l bei beiden gleich groß ausfiel und nur von einer unteren Leistungsstufe und oberen Leistungsstufe gesprochen wurde. Für einige europäische Länder verbauten die BMW-Ingenieure noch den alten M43B16 mit einer von 102PS auf 105PS gesteigerten Leistung. Als 320i mit 150PS, 323i mit 170PS und 328i mit 193PS versorgte der M52TU mit unterschiedlichen Hubräumen den 3er mit ausreichend Leistung. Der M47 im 320d mit 136PS war zunächst der einzige im E46 verfügbare Dieselmotor.
1999 folgten neben Touring und Coupé auch noch als 330d mit 184PS der M57 Sechszylinder-Reihenmotor sowie der Alpina B3 3.3 mit 280PS. Ein Jahr später betrat zum ersten Mal das E46 Cabrio und der BMW M3 E46 die Bühne. Der als S54 bezeichneter Sechszylinder des M3 leistete 343PS, basierte aber nicht auf dem M54. Dafür kam der M54 ab 2000 im E46 als 320i mit 150PS, 325i mit 192PS und 330i mit 231PS zum Einsatz.
Ab 2001 standen mit dem E46 Compact und das M3 Cabrio noch 2 Karosserie-Varianten zur Auswahl und ESP wurde zur Serienausstattung. Außerdem unterzogen die BMW-Ingenieuren den E46 und dem E46 Touring einem Facelift, bei dem, neben den optischen Änderungen wie Klarglasblinker und breiteren Nieren, auch die Motorenpalette umfangreich überarbeitet wurde. Während auf anderen Märkten die New-Generation-Motoren auch ohne Valvetronic angeboten wurden, gab es diese in Deutschland nur mit Valvetronic. Der erste seiner Art war der N42, welcher im 316i 116PS und im 318i 143PS zur Verfügung stellte. Sechszylinder mit Valvetronic gab es nicht im E46. Dafür konnten die Sechszylinder-Modelle 325i und 330i sowie der Alpina B3 nun auch mit Allradantrieb bestellt werden. Der Dieselmotor des 320d kam jetzt als leistungsreduzierte Variante im 318d zum Einsatz und der neue 320d erhielt mit dem M47TU die technisch überarbeitete Variante des M47-Motors mit gleicher Leistung.
2002 erhielt der Alpina B3 einen neuen Motor und wurde ab dann als Alpina B3 S mit 305PS verkauft. 2003 gab es ein kleines Facelift für das Cabrio, den Compact und das Coupé sowie nochmals einige Änderungen an der Motorenpalette des E46. Der N42 des 316i und des 318i sowie der M47 des 318d wurden bei gleichbleibender Leistung durch deren Nachfolger N46 und M47TU ersetzt. Der M57 des 330d wurde durch den M57TU ersetzt und erhielt eine Leistungssteigerung auf 204PS. 2005wurde als letzte Änderung die Leistung des 318Ci auf 150PS gesteigert.
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