В середине 1954 года ведущие предприятия советской автомобильной промышленности получили задание на разработку перспективного колесного автомобиля сверхвысокой проходимости, пригодного для использования в армии. Специальное конструкторское бюро московского Завода им. Сталина прорабатывало облик такой машины в рамках проекта ЗИС-Э134. Сперва был создан и проверен на полигоне опытный образец под названием «Макет №1». За ним последовал второй прототип с похожим обозначением.
Осенью 1955 года начались испытания первой версии вездехода ЗИС-Э134. Это была полноприводная четырехосная машина с колесами большого диаметра, способная перевозить до 3 т груза и буксировать 6-тонный прицеп. Характерной чертой «Макета №1» являлось широчайшее использование готовых узлов и агрегатов, заимствованных у серийной техники В конце 1955 года, получив первые результаты испытаний первого опытного образца, конструкторы СКБ ЗИС во главе с В.А. Грачевым приступили к разработке новой версии перспективного транспортного средства. В новом экспериментальном проекте планировалось использовать некоторые уже опробованные наработки. Их предлагалось соединить с некоторыми новыми идеями. В результате этого второй вариант проекта ЗИС-Э134 должен был самым заметным образом отличаться от первого. При этом, ввиду экспериментального характера работ, новый проект не стали переименовывать и сохранили прежнее название.
В передней части корпуса помещался бензиновый двигатель ЗИС-121А, оснащенный алюминиевой головкой блока цилиндров. Примененный двигатель развивал мощность до 120 л.с. Как и на «Макете №1», с двигателем соединялась трехступенчатая автоматическая гидропередача, изначально разработанная для автобуса ЗИС-155А. Подобная гидропередача / гидротрансформатор должна была решать сразу несколько задач. Она позволяла защитить двигатель от остановки при превышении нагрузки, в несколько раз повышала крутящий момент при начале движения и автоматически переключала передачи, облегчая работу водителя. Наличие встроенного реверса упрощало «раскачку» застрявшего вездехода.
От гидротрансформатора мощность передавалась пятиступенчатой коробке передач, взятой у грузовика ЗИС-150. Далее следовала двухступенчатая (обе передачи понижающие) раздаточная коробка, соединенная с двумя коробками отбора мощности. Эти три устройства были серийными и выпускались для бронетранспортеров БТР-152В. От коробок отбора мощности отходили карданные валы, соединенные с осевыми самоблокирующимися дифференциалами. В ходе одной из последующих доработок в трансмиссии появился отбор мощности для кормового водометного движителя.
На основании испытаний автомобиля ЗИС-Э134 макет №1, проведенных в различных условиях, были сделаны следующие выводы:
- Автомобиль-тягач сверхвысокой проходимости должен иметь колесную формулу 8×8. В крайних случаях допускается колесная формула 6×6 при условии равного расположения осей по базе.
- Шины — максимального поперечного сечения (не менее 14″) с диаметром не менее 1150 мм низкого давления (не более 2-2,5 кг/см² со способностью снижать его до 0,5 кг/см²). Число слоев корда — не более четырех, рисунок протектора — «расчлененная елка».
- Заболоченный луг со слабым покровом (мох, трава), с трясиной глубиной более 1200 мм (нога человека погружается на 500-600 мм) является пределом проходимости по болоту. Наивысшая тяга на крюке достигается при давлении воздуха в шинах 0,2-0,3 кг/см². Необходимо добиваться конструктивными методами снижения среднего удельного давления движения на грунт при движении по болоту до 0,15-0,25 кг/см².
- Мощность двигателя должна быть избыточной с целью получения удельной мощности не менее 15 л.с./т.
- Ограничения по тяговому усилию — не по двигателю («глохнет»), а по движителю, при буксовании колес даже на поверхностях с большим коэффициентом трения (сухой асфальт, бетон и др.). Должна быть обеспечена возможность получения сверхнизкой («ползучей») скорости движения менее 1 км/ч.
- Максимальная скорость движения на шоссе — не менее 65 км/ч.
- Обязательно должен быть обеспечен бесступенчатый и плавный (без разрыва потока мощности) подвод переменного крутящего момента к колесам. Этим условиям лучше отвечает гидромеханическая коробка передач (с гидротрансформатором).
- Управление коробкой передач — автоматическое, без малоквалифицированного участия водителя.
- Межколесные дифференциалы — с блокировкой. Лучше самоблокирующиеся червячно-винтовые.
- При движении по бездорожью (болото, снег, густая грязь и др.) при наличии шин низкого давления большие хода подвески не нужны. В ряде случаев возможна полная ликвидация подвески.
- Обязательно наличие гидроусилителя рулевого управления. Без него поворот двух управляющих пар колес даже на ходу невозможен. Подача насоса должна быть достаточной и при холостых оборотах двигателя.
- Машина должна иметь гладкое днище (без выступающих частей) со въездным наклонным передним листом. Дорожный просвет под днищем — максимально возможный.
- Углы въезда и съезда — не менее 60°.
- Запасное колесо на машине не нужно.
- Лебедка самовытаскивания — не обязательна (не за что зацепиться).