В 1983 - 1 квартале 1984 гг. разработана и выдана в экспериментальный цех техническая документация на двигатель ЗМЗ-506.10 с мероприятиями по повышению надежности. Разработан блок цилиндров, отливаемый в кокиль, с гильзами по типу ЗМЗ-4022.10, усилены коренные опоры.

В 1978 г. ЗМЗ продолжил начатые на ГАЗе работы по четырехцилиндровому двигателю ЗМЗ-4024.10. Было разработано и утверждено техническое задание, в соответствии с которым двигатель предназначался для автомобиля «Волга».

В связи с тем, что разработка и выпуск автомобилей «Волга» с двигателем ЗМЗ-4024.10 Горьковским автозаводом не планировались, данный двигатель рассматривался только как объект для отработки аппаратуры впрыска, в том числе, в условиях расширенных эксплуатационных испытаний.

В 1980-81 гг. проведены исследовательские работы по системе впуска в ГПИ и в НАМИ, даны рекомендации по конструктивному исполнению системы впуска с учетом реализации газолинами наддува.

В 1982 г. принято решение работы по двигателю ЗМЗ-4024.10 проводить применительно к микроавтобусу РАФ-2203. В связи с этим проведено макетирование двигателя в РАФ-2203, разработаны чертежи оригинальных деталей и изготовлен макетный образец автобуса РАФ 2203 с двигателем ЗМЗ-4024.10.

По результатам макетирования переработана техническая документация и в конце 1982 г. на ЗМЗ изготовлены и переданы на РАФ двигатели ЗМЗ-4024.10 (на базе ЗМЗ-24Д) для эксплуатационных испытаний АВТЭ и двигатели на базе ЗМЗ-402.10 для заводских испытаний в составе автобуса РАФ-22038.

На ЗМЗ в 1983 г. проведены стендовые испытания двигателей. Испытания подтвердили соответствие параметров двигателя требованиям ТЗ.

Самым существенным элементом, определяющим конструктивные особенности двигателя, является аппаратура впрыска топлива (АВТЭ), разработанная ЦНИТА. Схема разделялась на три функциональные системы: подачи воздуха; подачи топлива; управления подачей топлива.

Система подачи воздуха включала в себя дроссельный патрубок, регулятор дополнительного воздуха, обеспечивающий автоматический режим прогрева двигателя и работу на холостом ходу, и электромагнитный клапан подачи дополнительного воздуха при включении автоматической коробки передач (на ЗМЗ-504.10).