Turbośmigłowe silniki generowały bardzo duży hałas. Poziom hałasu na pokładzie samolotu wahał się od 85 dB w kabinie załogi do 117 dB w pokładowej kuchni. Wybrane do napędu Ił-18 silniki również charakteryzowały się dużą awaryjnością. Producent gwarantował 200 godzin nalotu dla silników, praktyka pokazała jedynie 60. Przychodzące od producenta silniki miały dużą liczbę usterek fabrycznych. Było ich na tyle dużo, iż przekazanie nowych Ił-18 z silnikami NK-4 do użytkowania przez cywilnych operatorów zostało wstrzymane. Nie mogąc zapewnić odpowiedniej jakości jednostek napędowych, podjęto decyzję o ich wymianie na nowe silniki AI-20. Decyzja została sformalizowana uchwałą Rady Ministrów z 15 lipca 1958 roku i zarządzeniem Ministerstwa Przemysłu Lotniczego, wydanym pięć dni później. Nowy napęd otrzymał trzeci wyprodukowany seryjny Ił-18A. Do swojego pierwszego lotu z silnikami AI-20 wzbił się 17 września 1958 roku. W ciągu trzech dni, 14, 15 i 17 listopada 1958 roku, samolot z załogą Władimira Kokkinaki pobił kilka rekordów świata. Ładunek 10 ton wyniesiono na wysokość 13 153 m, 5 ton na wysokość 12 471 m i trzeci rekord, 5 ton wyniesione na wysokość 13 274 m. Dostawy Ił-18A, z nową jednostką napędową, rozpoczęto 1 sierpnia 1958 roku.