Цилиндрова глава
Той е отлят от алуминиева сплав и има клиновидна горивна камера (фиг. 12, а). Всяка камера има отвор с резба за запалителна свещ. От лявата страна в предната и задната част на главата на цилиндъра 2 има канали за източване на маслото в масления картер.
7 легла на клапани, изработени от специален чугун, са пресовани в главата на цилиндъра, за да осигурят висока якост при излагане на ударни натоварвания. Работните фаски на седалките се обработват след пресоване в монтаж с главата на цилиндъра, за да се осигури точното подравняване на фаските с отворите на 3-те водещи втулки на клапана.
Водачите на клапаните също са изработени от чугун и са притиснати в главата на цилиндъра с намеса. На външната повърхност на направляващите втулки има жлеб, в който е поставен задържащият пръстен 8. Той осигурява точността на позицията на втулките при натискане в главата на цилиндъра и ги предпазва от евентуално изпадане.
Отворите във втулките се обработват, след като втулките се пресоват в главата на цилиндъра, за да се осигури точността на диаметъра и местоположението по отношение на фасетите на седлото и клапана. Отворите на направляващите втулки имат спираловидни канали за смазване. Втулките на входящия клапан са набраздени до половината от дължината на отвора, а втулките на изпускателния клапан са набраздени по цялата дължина на отвора.
Върху водещите втулки са поставени маслени дефлекторни капачки 9, изработени от топлинно-маслоустойчива гума със стоманен усилващ пръстен 10. Капачките покриват стеблото на клапана и служат за намаляване на проникването на масло в горивната камера през пролуките между водещата втулка и стеблото на клапана.
До 1974 г. цилиндрови глави 2101-1003015 са монтирани на двигатели 2101, осигуряващи съотношение на компресия 8,8. От 1974 г. обемът на горивните камери в тези глави е увеличен и в резултат на това степента на компресия е паднала до 8,5. Двигателят започна да работи по-меко, издръжливостта му се увеличи, а мощностните му характеристики останаха почти същите.
На първите партиди двигатели 21011 (през 1974 г.) са монтирани цилиндрови глави 21011-1003015, които в комбинация с бутала 21011-1004014, които имат плоско дъно, осигуряват степен на компресия 8,8. Цилиндровата глава 21011-1003015 има същия обем (но различни размери) на горивната камера като главата 2101-1003015, модифицирана за съотношение на компресия 8,5 и намалени канали за преминаване на охлаждащата течност от блока към главата на цилиндъра.
От 1975 г. до днес на всички модели двигатели VAZ е монтирана унифицирана цилиндрова глава 21011-1003015-10. Той има както размерите, така и обема на горивната камера, като главата на цилиндъра 2101-1003015, модифицирана за съотношение на компресия 8,5, и каналите за охлаждаща течност, като главата 21011-1003015.
В същото време през 1975 г. степента на компресия на двигателите 21011 е намалена до 8,5 чрез инсталиране на бутала 21011-1004014-10 с вдлъбнатина на дъното с диаметър 55 mm и дълбочина 1,9 mm.
Клапанен механизъм
Клапани 2 (виж фиг. 12) се задействат от разпределителния вал чрез стоманени лостове, регулиращ болт 5. Болтът се предпазва от саморазхлабване от контрагайка 6.
Вентилът има две цилиндрични пружини: външна и вътрешна, базирани на две опорни шайби. Горната опорна плоча на пружините се държи върху стеблото на клапана от две бисквити 11, които, когато са сгънати, имат формата на пресечен конус.
Входящият клапан е изработен от хром-никел-молибденова стомана. Изпускателният клапан работи при високи температури в среда с агресивни отработени газове. Поради това е направен заваряем от две части. Стеблото на клапана е изработено от хром-никел-молибденова стомана, която има добра устойчивост на износване и топлопроводимост за ефективно разсейване на топлината от диска на клапана към водача на клапана. Вентилният диск е изработен от топлоустойчива хром-никел-манганова стомана. Освен това, за да се намали износването на лицето на клапана, върху него е заварена специална топлоустойчива сплав.
За да се увеличи устойчивостта на износване на прътите, и двата клапана са азотирани, а краищата на прътите, върху които лежат лостовете, са закалени с високочестотни токове.