В I квартале 1955 года КМЗ уже начал поставлять сварные рамы «712» на ЧТЗ (там это было узким местом), а 15 марта собрал два первых курганских тягача АТ-С. С 1956 года завод перешел на их выпуск с полным циклом производства (кроме двигателей), в то время как на ЧТЗ оно стало сворачиваться уже с 1955 года и затем было прекращено. На КМЗ АТ-С выпускали до мая 1962 года.

Не все конструктивные решения себя оправдали. Со временем выявилось, что по сравнению с преимуществами недостатки своеобразной ходовой части АТ-С более существенны. В массовой эксплуатации встречались случаи опрокидывания тележек катков («любимое занятие» мелкобалансирных подвесок), особенно при движении по сильно пересеченной местности. Введение ограничителей (упоров) против опрокидывания не всегда помогало. Одновременно отмечался быстрый износ катков, вплоть до их полного заклинивания. Отсутствие резиновых бандажей создавало при движении сильную вибрацию и шум. Двойной дифференциал, несмотря на свою простоту, не обеспечивал устойчивого прямолинейного движения, особенно по кочкам — машина часто сбивалась с курса. Потери мощности при повороте все же были значительны. Невысокий силовой диапазон трансмиссии ограничивал (по двигателю) максимальную силу тяги, хотя хорошие сцепные возможности данного гусеничного движителя позволяли реализовать ее значительно больше. Поэтому уже в 1956 году молодой коллектив СКВ КМЗ начал проектировать новый средний артиллерийский тягач «650» с иными концепциями трансмиссии и ходовой части.

Тем не менее, АТ-С, средний тягач первого послевоенного поколения, внес существенный вклад в дело механизации тяги артиллерии нашей армии в 1950 — 1960 годы и в целом себя вполне оправдал. Он эксплуатировался в частях до конца 1970-х годов и был снят с вооружения только в 1998 году. Успешно использовался АТ-С и в армиях зарубежных стран. Особенно был популярен в финской, где, в частности, ценились его высокая проходимость по глубокому снегу и хорошая приспособленность для работы в суровых зимних условиях.

Тягач АТ-С одного из транспортных подразделений финской армии. 1985 год

Несмотря на успешную эксплуатацию в армии, средний артиллерийский тягач АТ-С к середине 1950-х годов технически устарел и уже не соответствовал возросшим требованиям к мехтяге артиллерии. К тому же он имел более «тракторные», чем транспортные, компоновку машины в целом, конструктивные решения узлов и размещение их по базе. Так, заднее, под грузовой платформой, расположение КП и механизмов поворота затрудняло их управление и обслуживание. Двигатель, находящийся в передней части кабины, также был неудобен для обслуживания и создавал для экипажа экологические трудности — шум, загазованность, вибрации и др. Ряд «экзотических» и в чем-то даже красивых решений АТ-С, в первую очередь по ходовой части и механизмам поворота, не оправдал себя и сдерживал совершенствование тягача.

Поэтому после передачи и освоения производства АТ-С в Кургане, как только был накоплен и проанализирован опыт его эксплуатации, началась работа по созданию нового среднего артиллерийского тягача «650». Назначение машины оставалось прежним: буксировка артсистем и прицепов общей массой до 14 т, перевозка расчета и грузов на платформе с полной массой до 3 т, возможность монтажа на ее шасси специального оборудования.

В компоновку тягача «650», выполненную еще в 1956 году, заложили новые для средней машины, но уже оправдавшие себя на других послевоенных гусеничных тягачах основополагающие принципы: двигатель устанавливался за кабиной, но перед грузовой платформой, и был развернут маховиком вперед, что соответствовало переднему расположению трансмиссии, механизмов поворота и ведущих колес.

АТС-59

Габаритная высота машины при этом значительно уменьшалась, снижалось и положение центра тяжести. В результате повышалась устойчивость движения на косогорах и по скользким дорогам, недостаточная на АТ-С.

Двигатель А-650, того же типа В-2, но с несколько увеличенной мощностью (до 300...350 л.с.), был заметно усовершенствован для повышения надежности и долговечности. Наружное хромирование гильз цилиндров лучше защищало от коррозии и гидравлической аррозии. Введение центробежного фильтра тонкой очистки масла значительно снизило износ высоконагруженных подшипников коленвала. Муфта привода ТНВД получила два фиксируемых положения: «зима» — «лето», что оптимизировало работу топливной системы по сезонам. Была применена регулируемая эжекционная система охлаждения (два радиатора по бокам двигателя), входившая тогда в моду.

Вводились более эффективные двухступенчатые комбинированные воздухоочистители: I ступень — инерционная очистка с эжекционным отсосом пыли, II ступень — очистка в кассетах с проволочной набивкой, смоченной маслом. В связи со стабильной и значительно более высокой степенью очистки, по сравнению с АТ-С, заметно уменьшался износ цилиндро-поршневой группы двигателя, особенно при движении колонной по пыльной дороге. В результате моторесурс двигателя, несмотря на рост его мощности, увеличился и фактически превысил гарантированные 600 ч. Емкость топливных баков довели до 820 л (три основных — 580 л, четыре дополнительных — 240 л).