Механізм газорозподілу: розподільний вал; штовхач; штанга штовхача; впускний клапан; напрямна втулка; 6 шайба пружин клапана; зовнішня пружина; внутрішня пружина; тарілка пружин клапана; втулка тарілки пружин клапана; сухар; коромисло; гайка регулювального гвинта; регулювальний гвинт; вісь штовхачів; опора; болт кріплення осі коромисла; сідло випускного клапана. Розподільний вал, виготовлений з углеродистой стали, штампований, із загартованими опорами й кулачками.

Він обертається в чотирьох бронзових втулках, запресованих в отвори поперечок блоку циліндрів.
Привод його здійснюється парою косозубых шестірень від переднього кінця колінчатого вала. Взаємне положення шестірень визначається по мітках на зубах. Поздовжній зсув розподільного вала обмежується упорним фланцем. Над розподільним валом розташована розрізна, що складається із трьох частин вісь.

На цій осі підвішені дванадцять хитних роликових штовхачів, що опираються своїми роликами на кулачки вала. Ролик штовхача встановлений на голчастих підшипниках. У верхню частину штовхача для підвищення його довговічності запресована розжарена п'ята з високоякісної сталі. На цю п'яту опирається трубчаста штанга 3 із запресованими на обох кінцях наконечниками зі сферичними головками.

Верхній наконечник штанги впирається в сферичне поглиблення регулювального гвинта, загорненого в коромисло. Коромисла встановлюють на індивідуальні осі, що мають опори, які кріплять до головки циліндрів болтами з контрольованим затягуванням. Обертаючись на осі, коромисло своїм носком давить на торець стрижня клапана й через сухарі й тарілку стискає пружини клапана.

Для нормальної роботи газорозподільного механізму необхідний зазор між носком коромисла й торцем стрижня клапана, що при холодному стані двигуна повинен становити 0,25 0,30 мм. Цей зазор регулюють гвинтом. Клапани, виготовлені з жароміцної сталі, переміщаються в металокерамічних напрямних втулках. Кожний клапан має дві пружини: одна із правим (зовнішня), інша з лівим напрямком витків.

Для підвищення довговічності клапана застосований замок кріплення пружин, що сприяє провертанню клапана при роботі двигуна. По закінченні обкатного періоду й надалі через одне ТЕ-2 варто підтягувати гайки кріплення головок циліндрів на прогрітому двигуні (температура охолодної рідини 80 90°С) тарованим ключем моментом затягування 24 26 кГм.