Головка циліндрів
Відлита з алюмінієвого сплаву та має камери згоряння клиноподібної форми (Мал. 12, а). Кожна камера має різьбовий отвір для свічки запалювання. З лівого боку в передній і задній частині головки 2 циліндрів є канали для стоку олії масляний картер.
У головку циліндрів запресовані сідла 7 клапанів, виготовлені із спеціального чавуну, щоб забезпечити високу міцність при дії ударних навантажень. Робочі фаски сідел обробляються після запресування в зборі з головкою циліндрів, щоб забезпечити точну співвісність фасок з отворами направляючих втулок 3 клапанів.
Напрямні втулки клапанів також виготовляються з чавуну та запресовуються в головку циліндрів з натягом. На зовнішній поверхні направляючих втулок є проточка, куди вставляється кільце стопорне 8. Воно забезпечує точність положення втулок при запресовуванні їх в головку циліндрів і оберігає їх від можливого випадання.
Отвори у втулках обробляються після запресування втулок у головку циліндрів для забезпечення точності діаметра та розташування по відношенню до робочих фаск сідла та клапана. В отворах напрямних втулок є спіральні канавки для мастила. У втулок впускних клапанів канавки нарізані до половини довжини отвору, а втулок випускних клапанів - на всій довжині отвору.
Зверху на напрямні втулки надягають масловідбивні ковпачки 9 з тепломаслостойкой гуми зі сталевим кільцем арматурним 10. Ковпачки охоплюють стрижень клапана і служать для зменшення проникнення масла в камеру згоряння через зазори між напрямною втулкою і стрижнем клапана.
До 1974 на двигуни 2101 встановлювалися головки циліндрів 2101-1003015, що забезпечували ступінь стиснення 8,8. З 1974 р. у цих голівках було збільшено обсяг камер згоряння й у результаті ступінь стиснення знизилася до 8,5. Двигун почав працювати м'якше, збільшилася його довговічність, а потужні характеристики його залишилися практично колишніми.
На перших партіях двигунів 21011 (1974 р.) встановлювалися головки циліндрів 21011-1003015, які у поєднанні з поршнями 21011-1004014, що мали плоске днище, забезпечували ступінь стиснення 8,8. Головка циліндрів 21011-1003015 мала такий самий об'єм (та інші розміри) камери згоряння, як у головки 2101-1003015, доопрацьованої для ступеня стиснення 8,5, і зменшені протоки для проходу рідини, що охолоджує, з блоку в головку циліндрів.
З 1975 р. по сьогодні на всі моделі двигунів ВАЗ встановлюється уніфікована головка циліндрів 21011-1003015-10. Вона має і розміри, і об'єм камери згоряння, як головки циліндрів 2101-1003015, доопрацьованої для ступеня стиснення 8,5, а протоки для охолоджуючої рідини, як головки 21011-1003015.
Одночасно в 1975 р. у двигунів 21011 було знижено ступінь стиснення до 8,5 шляхом встановлення поршнів 21011-1004014-10 з виїмкою на днище діаметром 55 мм і глибиною 1,9 мм.
Клапанний механізм
Клапани 2 (див. рис. 12) приводяться в дію розподільним валом через сталеві важелі, регулювальний болт 5. Болт утримується від самовідвертань контргайкою 6.
Клапан має дві циліндричні пружини: зовнішню та внутрішню, що спираються на дві опорні шайби. Верхня опорна тарілка пружин утримується на стрижні клапана двома сухарями 11, що мають у складеному вигляді форму зрізаного конуса.
Впускний клапан виготовляється з хромонікельмолібденової сталі. Випускний клапан працює за високих температур в агресивному середовищі випускних газів. Тому він зроблений зварюваним го двох частин. Стрижень клапана виготовляється з хромонікельмолібденової сталі, що має хорошу зносостійкість та теплопровідність для ефективного відведення тепла від тарілки клапана до його втулки. Тарілка клапана виготовляється го жароміцної хромонікель марганцовистої сталі. Крім того, для зменшення зносу робочої фаски клапана на неї наплавляється спеціальний жаростійкий сплав.
Для підвищення зносостійкості стрижнів обидва клапани азотуються, а торці стрижнів, на які спираються важелі, загартовані струмами високої частоти.