Двигатель ЗИМ - карбюраторный, четырехтактный, шестицилиндровый - представляет собой модернизацию двигателя ГАЗ-51. Увеличение мощности двигателя ЗИМ по сравнению с двигателем ГАЗ-51, на 20 л.с. достигнуто благодаря следующим мероприятиям:
- снят ограничитель оборотов,
- увеличена степень сжатии с 6.2 до 6,7;
- применен новый сдвоенный (с двумя смесительными камерами) карбюратор, в котором каждая смесительная камера работает на три цилиндра, благодаря чему улучшается наполнение цилиндров горючей смесью;
- увеличены сечения впускных каналов блока цилиндров:
- применен новый впускной трубопровод, обеспечивающий лучшее распределение горючей смеси по цилиндрам;
- изменена конструкция выпускного трубопровода в целях обеспечения лучшей очистки цилиндров от отработавших газов.