Благодаря испытаниям трехосных автомобилей серийного производства ЗИС-485, БТР-152В и экспериментальных образцов ЗИС-121В, ЗИС-126, ЗИС-128, оборудованных односкатными шинами увеличенного профиля и диаметра со сниженным либо изменяемым с помощью СРДВШ внутренним давлением, становилось очевидным, что на бездорожье колесный движитель может оказаться достойным соперником для гусеничного. Это не означало, что все вопросы, связанные с проектированием колесного вездехода с необычайными доселе характеристиками, были исчерпаны, на многие из них наука еще не имела ответов. Предстояло определить влияние отдельных конструктивных и габаритно-весовых параметров на сопротивление движению, тяговое усилие, плавность хода, управляемость, скорость движения, расход топлива и т. п.
В. А. Грачев и его соратники прекрасно понимали: для того, чтобы успешно конкурировать с гусеничными тягачами, которые разделялись на легкую, среднюю и тяжелую категории, необходимо прибегнуть к нестандартным решениям, пересматривая многие представления о такого рода объектах. Для получения максимальной проходимости придется пойти по наиболее сложному и трудоемкому пути, который предусматривал минимальную конструктивную преемственность с серийными дорожными автомобилями. С другой стороны, частичная унификация с изделиями действующего производства не могла не сказаться на сокращении средств разработки и изготовления машины.
Общую компоновку изделия, которому присвоили индекс ЗИС-Э134, он же макетный образец № 1, предопределило его назначение. Необходимость сочетания прицепной системы и тягача, размещения груза на платформе и наблюдения за буксируемым объектом или прицепом во время движения обусловили выполнение требования переднего расположения двигателя и кабины. Грузоподъемность в основном была задана, исходя из необходимости обеспечения работы буксируемых систем, размещения на грузовой платформе боевого расчета или другого военного снаряжения. Не менее важным являлось и то, чтобы масса буксируемого прицепа была не менее половины полной массы самого тягача.
Для того, чтобы совместить хорошие тяговые качества с высокой проходимостью и универсальностью применения, в конструкции ЗЙС-Э134 использовали немало оригинальных технических решений, ранее не встречавшихся на отечественных полноприводных автомобилях. Прежде всего это относилось к расположенным равномерно, на расстоянии 1500 мм один от другого, ведущим мостам. Такая схема позволяла не только оптимально распределить весовые нагрузки на колеса, но также обеспечивала возможность преодоления рвов и окопов шириной до 1,5 м и движение по местности, насыщенной пнями, поваленными деревьями, крупными камнями.
Равномерное расположение колес по длине автомобиля позволяло двигаться по пересеченной местности. Высокие тяговые и сцепные свойства — брать крутые склоны, широкие рвы, канавы, ямы
Тесное сотрудничество СКБ ЗИЛ с Научно-исследовательским институтом шинной промышленности (НИИ ШП) привело к появлению 8-слойных шин 14.00-18 (модель И-113) диаметром более 1200 мм, к особенностям которых можно отнести широкий диапазон изменения внутреннего давления воздуха от 3,5 кг/см до 0,2 кг/см, способность к длительной работе и возможность большой деформации (до 35 %) высоты профиля при минимальном давлении. В последнем случае площадь контакта колеса с грунтом возрастала почти в 5 раз, а удельное давление, наоборот, снижалось до величины, вполне сопоставимой с аналогичным показателем у гусеничных тягачей. Нельзя не отметить и то, что шины типа «вездеход», имевшие рисунок протектора в виде косой расчлененной елки с хорошо развитыми грунтозацепами серьезно улучшали сцепные качества автомобиля на мягких грунтах, что в совокупности с вышеуказанными мероприятиями заметно снизило сопротивление качению, благоприятно сказалось на увеличении тягового усилия и скорости при движении по рыхлым, заболоченным и другим тяжелым грунтам. Новые шины позволили довести дорожный просвет до 370 мм.
Большой интерес и первостепенное значение для эксплуатационных параметров ЗИС-Э134 имели характеристики энергетической установки и силовой диапазон трансмиссии.
Мощность расположенного перед кабиной рядного 6-цилиндрового карбюраторного двигателя ЗИС-120ВК рабочим объемом 5,66 за счет коренного изменения головки блока цилиндров, клапанного и газораспределительного механизмов была увеличена до 130 л. с. (96 кВт).
Крутящий момент от двигателя к колесам передавался посредством последовательно соединенных гидротрансформатора, коробки передач, раздаточной коробки, передней и задней коробок отбора мощности, а также ведущих мостов. Между собой упомянутые агрегаты (кроме двигателя и гидротрансформатора) связаны с помощью карданных валов.
