Головка цилиндров
Отлита из алюминиевого сплава и имеет камеры сгорания клиновидной формы (рис. 12, а). В каждой камере имеется резьбовое отверстие для свечи зажигания. С левой стороны в передней и задней части головки 2 цилиндров имеются каналы для стока масла в масляный картер.
В головку цилиндров запрессованы седла 7 клапанов, изготовленные из специального чугуна, чтобы обеспечить высокую прочность при воздействии ударных нагрузок. Рабочие фаски седел обрабатываются после запрессовки в сборе с головкой цилиндров, чтобы обеспечить точную соосность фасок с отверстиями направляющих втулок 3 клапанов.
Направляющие втулки клапанов также изготавливаются из чугуна и запрессовываются в головку цилиндров с натягом. На наружной поверхности направляющих втулок имеется проточка, куда вставляется стопорное кольцо 8. Оно обеспечивает точность положения втулок при запрессовке их в головку цилиндров и предохраняет их от возможного выпадания.
Отверстия во втулках обрабатываются после запрессовки втулок в головку цилиндров для обеспечения точности диаметра и расположения по отношению к рабочим фаскам седла и клапана. В отверстиях направляющих втулок имеются спиральные канавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов — на всей длине отверстия.
Сверху на направляющие втулки надеваются маслоотражательные колпачки 9 из тепломаслостойкой резины со стальным арматурным кольцом 10. Колпачки охватывают стержень клапана и служат для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между направляющей втулкой и стержнем клапана.
До 1974 г. на двигатели 2101 устанавливались головки цилиндров 2101-1003015, обеспечивавшие степень сжатия 8,8. С 1974 г. в этих головках был увеличен объем камер сгорания и в результате степень сжатия понизилась до 8,5. Двигатель стал работать мягче, увеличилась его долговечность, а мощностные характеристики его остались практически прежними.
На первых партиях двигателей 21011 (в 1974 г.) устанавливались головки цилиндров 21011-1003015, которые в сочетании с поршнями 21011-1004014, имевшими плоское днище, обеспечивали степень сжатия 8,8. Головка цилиндров 21011-1003015 имела такой же объем (но другие размеры) камеры сгорания, как у головки 2101-1003015, доработанной для степени сжатия 8,5, и уменьшенные протоки для прохода охлаждающей жидкости из блока в головку цилиндров.
С 1975 г. по настоящее время на все модели двигателей ВАЗ устанавливается унифицированная головка цилиндров 21011-1003015-10. Она имеет и размеры, и объем камеры сгорания, как у головки цилиндров 2101-1003015, доработанной для степени сжатия 8,5, а протоки для охлаждающей жидкости, как у головки 21011-1003015.
Одновременно в 1975 г. у двигателей 21011 была понижена степень сжатия до 8,5 путем установки поршней 21011-1004014-10 с выемкой на днище диаметром 55 мм и глубиной 1,9 мм.
Клапанный механизм
Клапаны 2 (см. рис. 12) приводятся в действие распределительным валом через стальные рычаги, регулировочный болт 5. Болт удерживается от самоотвертываний контргайкой 6.
Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную и внутреннюю, опирающиеся на две опорные шайбы. Верхняя опорная тарелка пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 11, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса.
Впускной клапан изготавливается из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан работает при высоких температурах в агрессивной среде выпускных газов. Поэтому он сделан свариваемым го двух частей. Стержень клапана изготавливается из хромоникельмолибденовой стали, имеющей хорошую износостойкость и теплопроводность для эффективного отвода тепла от тарелки клапана к его направляющей втулке. Тарелка клапана изготавливается го жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали. Кроме того, для уменьшения износа рабочей фаски клапана на нее наплавляется специальный жаростойкий сплав.
Для повышения износостойкости стержней оба клапана азотируются, а торцы стержней, на которые опираются рычаги, закалены токами высокой частоты.