Прежде всего группа тов. Климова решила создать 4-цилиндровый модельный двигатель, отличающийся от американского Либерти Л-4 пониженной с 5.6 до 4.7 единиц степенью сжатия, с целью использования рядового автобензина, имевшего в СССР октановое число порядка 50. Карбюратор усеченной до 4 цилиндров рядной секции был взят от Климовского М-12, имевшего примерно ту же мощность и рассчитанного примерно под те же воздушные и топливные потоки.
Двигатель заработал и показал мощность около 90 лошадиных сил при 1700 оборотах в минуту, однако обычная для 4-цилиндровой конструкции крайне неравномерная нагрузка на коленвал не дала возможность увеличить моторесурс за счет форсирования: трещины в коленчатом валу возникали уже на 120-м часу работы, а ресурс бронзовых вкладышей в коренных и шатунных подшипниках, хотя и увеличился согласно расчетам, все еще оставался недопустимо малым – всего около 180 моточасов.
Тем не менее модельный двигатель был установлен на шасси одного из Я-3 с удлинённым капотом и соединен с ведущим мостом посредством американского сцепления фирмы «Лонг» и коробки передач «Браун-Лайп». Грузовик показал хорошую динамику с грузом 5 тонн, а после перехода с 7-дюймовых в сечении шин на 8-дюймовые (на так же 24-дюймовых в диаметре несколько расширенных по ободу штампованных дисках) – и приемлемую проходимость.
С целью снижения нагрузок на коленчатый вал было решено уменьшить ход поршня с 7 до 6 дюймов; это позволило поднять максимальную частоту вращения коленвала с 1800 до приблизительно 2100 оборотов в минуту. Для безредукторных авиамоторов с винтами постоянного шага это резко снизило бы эффективность винта, но при применении в автомобиле повышенная частота вращения при уменьшенном крутящем моменте, напротив, снижала нагрузку на сцепление и трансмиссию, а крутящий момент на ведущей оси мог быть увеличен за счет передаточного числа главной передачи.
Кроме того, соответствующее уменьшение межцентрового расстояния между опорными и шатунными шейками коленвала на 12.7мм позволили при тех же внешних габаритах картера перейти от алюминиевого литья к чугунному, тем более что вес мотора при автомобильном применении не столь критичен, как при авиационном.
Отдельные цилиндры с индивидуальными рубашками охлаждения также были заменены чугунным блоком с каналами для циркуляции охлаждающей воды по образцу современных на то время зарубежных автомобильных моторов. Это привело к тому, что масса мотора по сравнению с авиационным прототипом увеличилась примерно в 4 раза – до 650кг против 160. Однако предполагаемая американская альтернатива, Hercules-YXC-B, весил ненамного меньше: ок. 600кг при почти той же мощности.
Вероятно, вследствие перехода к литому чугунному блоку цилиндров и влияния немецкой школы, итоговый вариант мотора внешне уже не напоминал бы "Либерти" а получился бы похожим на мотор "КИН" трактора "Коминтерн", созданный на основе немецкого же "Ганомага", хотя и несколько меньше по размерам
Разница в весе была связана с оставшимся от авиационного прототипа приводом распределительного вала через промежуточный вертикальный вал и две пары конических шестерен. При этом вследствие сильного запыления пришлось включить шахту вала в картер и блок цилиндров и закрыть распределительный механизм герметичным клепано-сварным кожухом, что также утяжелило конструкцию. Однако такое превышение веса было сочтено приемлемым.
Одновременно бронзовые вкладыши в опорных и шатунных подшипниках скольжения были заменены на разработанные фирмой «Алиссон» (в рамках модернизации американского парка «Либерти») сталебаббитные. За счет меньших нагрузок в дефорсированном моторе ресурс подшипников вырос даже не до 600 моточасов, как в оригинальных «Либерти-Алиссонах», а до приблизительно 1100, что уже приближалось к наилучшим показателям фирмы «Геркулес» (1300 моточасов) и иных иностранных фирм. При этом не отличающиеся от оригинальных М-5 поршни и клапанные механизмы вполне выдерживали длительные нагрузки, тем более что равномерный прогрев чугунного блока цилиндров и чугунной же головки исключал деформации распределительного вала и необходимость частых регулировок клапанного механизма.
Рабочий объем двигателя «ВК-4» составил 7720 куб.см при мощности 96л.с. (удельная объемная мощность примерно соответствует таковой у двигателя ЗиС-5 при работе на том же рядовом автобензине с поправкой на потери в излишне громоздком газораспределительном механизме), крутящий момент составил 39кгс*мпри 1200 оборотах в минуту. Расход топлива вследствие понижения степени сжатия вырос до ок. 270 грамм на лошадиную силу в час, что было значительно выше, чем 220г/лсч авиационной версии, но оставалось вполне приемлемым показателем.