Силовая установка состоит из 8-цилиндрового V-образного четырёхтактного дизеля КамАЗ-740.10. Сцепление КамАЗ-14, двухдисковое сухое. Коробка передач КамАЗ-141, 5-ступенчатая с синхронизаторами на II, III, IV и V передачах. Раздаточная коробка двухступенчатая с межосевым блокируемым дифференциалом. Главная передача двойная: пара конических шестерён со спиральным зубом и пара цилиндрических косозубых шестерён. Передний мост оснащён шарнирами равных угловых скоростей дискового типа «Тракт». Средний мост проходной. Подвеска рессорная с гидравлическими телескопическими амортизаторами. Рабочий тормоз барабанный на все колёса с раздельным пневматическим приводом. Имеется вспомогательный тормоз — моторный замедлитель с пневматическим приводом. Рулевое управление снабжено гидроусилителем. В передней части имеется лебёдка для самовытаскивания с приводом от коробки отбора мощности. Трос лебёдки может выдаваться вперёд и назад.
Дальнейшим развитием КамАЗ-4310 стало семейство унифицированных автомобилей высокой проходимости «Мустанг» (КамАЗ-4350, КамАЗ-5350, КамАЗ-6550).
Автомобиль Урал-4320
С 1961 г. на Уральском автомобильном заводе велось производство полноприводного многоцелевого автомобиля Урал-375. В ходе производства конструкторы завода постоянно работали над совершенствованием конструкции. Постепенно автомобиль приобрёл высокую степень безотказности и долговечности. Единственным крупным недостатком был двигатель, работающий на высокооктановом бензине.
Попытки установить на автомобиле дизель начались ещё в 60-х гг. На заводе был разработан и успешно прошёл испытания дизельный двигатель Урал-640. Но запустить его в производство не удалось, т. к. у завода не оказалось достаточных средств для этого. В 1969 г. было принято решение о строительстве нового автозавода в Набережных Челнах и разработке семейства грузовых автомобилей для производства на нём. Новый завод (точнее комплекс заводов) должен был выпускать двигатели не только для себя, но и для других заводов, в том числе и для УралАЗа.
Рис. 114. Урал-4320
3 апреля 1969 г. вышел приказ Министерства автомобильной промышленности СССР, поручившего разработку двигателя и коробки передач Ярославскому моторному заводу.
Первые образцы нового дизеля были построены и испытаны на стенде в том же 1969 г. В конце года дизель ЯМЗ-7Э641 и коробка передач ЯМЗ-Э141 прибыли в Миасс и были установлена на автомобиле Урал-375Д. Испытания начались в январе 1970 г. и продолжались до июня. За это время пробег опытного автомобиля составил 19553 км. Испытания выявили целый ряд недостатков двигателя, и он был возвращён на доработку в Ярославль. В 1972 г. испытания возобновились. Доработанный двигатель получил обозначение ЯМЗ-740, а прототип автомобиля — Урал-Э4320.
Тем временем на УралАЗе был подготовлен и в апреле 1973 г. утверждён технический проект модернизации Урал-375Д. В марте того же года были построены 3 новых прототипа (из них 2 в варианте седельного тягача Урал-44201), и начались их заводские испытания. По результатам заводских испытаний были выработаны рекомендации для приёмочных испытаний.
17 апреля 1974 г. директор завода подписал приказ № 310, в котором определялся порядок работ по производству автомобилей Урал-4320 с дизелем ЯМЗ-740. Приказ определял очерёдность выпуска новых и модернизированных деталей. В первую очередь вводились изменения, внедрение которых было возможно и на карбюраторном Урал-375Д: усиленные редукторы и картеры мостов, модернизированная раздаточная коробка, вторая трубчатая поперечина рамы, новая поперечина крепления кабины, новые кронштейны подвески раздаточной кабины, колёса 254Г-508 с тороидальными полками, модернизированная кабина, новое оперение, более комфортные сиденья водителя и пассажиров.
Во втором квартале 1974 г. была изготовлена партия прототипов (2 бортовых и 2 тягача). Приёмочные испытания начались в апреле 1974 г. и завершились в феврале 1975 г. Конструкторская документация на подготовку производства была подготовлена в 1975 г. 9 сентября 1975 г., основываясь на успешном завершении испытаний, межведомственная комиссия рекомендовала Урал-4320 в серийное производство. Решение комиссии было утверждено приказом Министерства № 415 от 31 декабря 1975 г. В 1976 г. был пущен в строй КамАЗ. В следующем году с него начали поступать двигатели, и 7 декабря 1977 г. были собраны первые 5 серийных автомобилей. До конца года выпуск составил 25 автомобилей.