Поршни двигателей ГАЗ отливаются из алюминиевого сплава и проходят термическую обработку (старение), обеспечивающую стабильность форм и размеров и высокую прочность.

Для обеспечения нормального рабочего зазора между поршнями и цилиндрами при любой температуре двигателя принят ряд мер.

Юбка поршня шлифуется на овал с разностью большего и меньшего размера овала, превышающей 0,3 мм. Больший размер овал имеет в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, т. е. в плоскости движения шатуна.

Поршень имеет горизонтальные прорези между головкой и юбкой, которые уменьшают подвод тепла от головки к юбке. Тем самым температура юбки поддерживается значительно ниже температуры головки. Имеющиеся на поршнях несколько наклонные к вертикали прорези создают возможность некоторого пружинения юбки поршня.

Благодаря неравномерному распределению материала на юбке поршня она при нагревании, расширяясь, приближается по форме к цилиндру, что также способствует сохранению рабочего зазора в плоскости движения и уменьшению зазора только в плоскости, проходящей через ось пальца, который в холодном состоянии превышает 0,3 мм.

Юбке поршня также придана несколько коническая форма с большим размером внизу. Такая форма улучшает условия смазки поверхностей трения поршня. При движении вверх между поршнем и цилиндром образуется смазочный клин, а при движении вниз нижняя кромка поршня снимает с цилиндров лишнюю смазку.

Юбки поршней двигателей М-21 и ГАЗ-13 имеют несколько отличную форму. Их боковые поверхности (перпендикулярные оси поршневого пальца) срезаны плоскостями, а нижняя часть их вырезана для прохода противовесов коленчатого вала.

В головке поршня размещаются два компрессионных и одно маслосъемное кольца (ранее на двигателях М-20 и ГАЗ-51 ставилось по два маслосъемных кольца). В канавках для маслосъемных колец имеются отверстия для отвода в картер масла, снимаемого со стенок цилиндров кольцами.

Поршни имеют приливы для подгонки по весу в пределах 4 г.

Поршни подбираются к цилиндрам с зазором 0,033—0,048 мм   на двигателе ГАЗ-13 и шатуна прикрепляют к шатуну двумя болтами с гайками. Гайки шплинтуют при сборке. Отверстие в нижней головке обрабатывается совместно с крышкой шатуна, и поэтому устанавливать крышку с одного шатуна на другой нельзя. Нельзя также повертывать крышку относительно шатуна на 180°. Для предупреждения этого на крышках и шатунах у плоскости разъема выбиваются порядковые номера цилиндров. Шатуны и крышки при сборке должны устанавливаться номерами в одну сторону и соответствовать номерам цилиндров. На крышке шатуна и на верхней головке имеются специальные бобышки для подгонки шатунов по весу. Шатуны двигателей М-21 и ГАЗ-13 на верхней головке не имеют таких бобышек. Подгонка их производится за счет обточки головки с обеих сторон. Каждая головка шатуна подгоняется по весу в пределах 4 г. Таким образом, вес шатунов колеблется в пределах 8 г. При установке шатунов в двигатель надо следить за тем, чтобы в комплекте не было большей разницы в весе.

На двигатели М-20 и ГАЗ-12 устанавливаются одинаковые симметричные шатуны.

На двигатели ГАЗ-51 устанавливаются асимметричные шатуны со смещенными от стержня нижними головками. Такие шатуны не могут быть установлены на двигатели М-20 и ГАЗ-12 и, наоборот, симметричные шатуны не могут быть установлены на двигатель ГАЗ-51.

Шатуны двигателей ГАЗ-51 устанавливаются короткой стороной нижней головки к коренным подшипникам. Шатуны восьмицилиндрового двигателя также асимметричны. Нижняя головка смещена от оси стержня на 1 мм в сторону, противоположную шатуну, работающему с ним на одной шейке. Шатуны двигателя М-21 симметричны.

На шатунах всех двигателей имеется небольшое отверстие, через которое из шатунного подшипника масло выбрызгивается на толкатели и кулачки распределительного вала, а также на нижнюю часть цилиндра. Так как отверстие в шатунах должно быть обращено в сторону распределительного вала, а короткая часть нижних головок — к коренным подшипникам, шатуны ГАЗ-51 выпускаются двух видов: четные и нечетные.

В нижние головки шатунов устанавливаются тонкостенные стальные вкладыши, залитые антифрикционным сплавом.

На двигатели М-20 и ГАЗ-12 устанавливаются одинаковые вкладыши шириной 28 мм, на двигатели ГАЗ-51—вкладыши шириной 26мм. По внутреннему и наружному диаметрам эти вкладыши не отличаются друг от друга. Вкладыши двигателей М-21 и ГАЗ-13 одинаковы по диаметру, но различны по ширине.

Коленчатые валы двигателей М-20, ГАЗ-12 и ГАЗ-51 стальные, кованые, с противовесами для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил инерции, статически и динамически сбалансированные. Валы вращаются в четырех коренных подшипниках. Шатунные и коренные шейки подвергаются поверхностной закалке токами высокой частоты на глубину 3—5 мм. Этим обеспечивается высокая износостойкость рабочих поверхностей шеек и высокая прочность коленчатых валов. Диаметр коренных шеек 64 мм, диаметр шатунных шеек 51,5 мм.

Для подвода смазки из коренных подшипников в шатунные в коленчатых валах имеются сверления. На коленчатом вале двигателя М-20 имеются специальные тупики для улавливания механических примесей масла—грязеулавливатели, закрытые резьбовыми пробка-. ми (фиг. 31).

Коренные подшипники двигателя М-20 расположены на концах вала и между каждой парой цилиндров, кроме промежутка между вторым и третьим цилиндрами. На шестицилиндровых двигателях коренные подшипники расположены на концах вала и через каждые два цилиндра.

Коленчатый вал двигателя ГАЗ-12 отличается от коленчатого вала двигателя ГАЗ-51 расположением шеек под симметричные шатуны— шатунные шейки придвинуты к коренным на 3 мм за счет уменьшения толщины коротких щек (щек, соединяющих коренные шейки с шатунными) на 2,5 мм и уменьшения буртиков у шеек на 0,25 мм. Для сохранения жесткости вала щеки расширены на 17 мм. Кроме того, этот вал еще отличается расположением фланца и отверстиями в нем. В валах двигателей М-20 и ГАЗ-51 имеется по четыре гладких развернутых отверстия для крепления маховика сквозными шлифованными болтами с   гайками,   а   во   фланце   вала двигателя ГАЗ-12 — восемь нарезных отверстий для шпилек крепления гидромуфты.

Коленчатые валы двигателей М-21 и ГАЗ-51 отливаются из высокопрочного магниевого чугуна и вращаются в пяти коренных подшипниках. На каждой шатунной шейке коленчатого вала двигателя ГАЗ-13 работают расположенные рядом два шатуна от одного цилиндра правого ряда и одного цилиндра левого ряда. С этой целью цилиндры одного ряда сдвинуты относительно другого на 24 мм.

Все шейки этих коленчатых валов имеют литые полости, которые облегчают валы, а полости в шатунных шейках используются как грязеулавливатели. Масло из коренных подшипников подводится в полости шатунных шеек по трубкам, установленным в сверления, через полости коренных шеек. Для фиксации в нужном положении трубки изгибаются в полости шеек (фиг. 32).

Из полости шатунной шейки масло подводится в шатунный подшипник по сверлению в стенке шейки, расположенному несколько ниже оси шейки и направленному перпендикулярно плоскости, проходящей через оси коренной и шатунной шейки.

Взвешенные частицы под действием центробежных сил инерции отбрасываются к самой отдаленной от оси вращения вала точке, а в подшипники подводится очищенное масло. Полости шатунных шеек заглушены с обеих сторон пробками на резьбе.

Коленчатые валы двигателей М-21 и ГАЗ-13 также имеют противовесы, отлитые заодно с валами.

Диаметр шатунных шеек на двигателе М-21 — 58 мм, на двигателе ГАЗ-13 — 60 мм. Диаметр коренных шеек соответственно 64 мм и 70 мм.

Упорными подшипниками коленчатых валов всех двигателей ГАЗ являются передние (фиг. 33 и 34).

С обеих сторон переднего коренного подшипника устанавливаются стальные баббитированные шайбы. По баббитовым поверхностям работают сзади буртик на передней щеке вала, а спереди специальная стальная шайба, упирающаяся в передний торец коренной шейки. При сборке обеспечивается продольный люфт вала в пределах 0,07—0,17 мм подбором передней баббитированной шайбы по толщине.

Передний конец коленчатого вала уплотняется на всех двигателях самоподжимными резиновыми сальниками, запрессованными в передние крышки распределительных шестерен, и штампованными маслосбрасывателями (фиг. 33 и 34). На двигателях М-21 и ГАЗ-13 сальники помещаются в специальные корпуса с отбуртовками, предотвращающими попадание масла, стекающего по стенке крышки распределительных шестерен, на сальник. Сальники работают по ступицам шкивов коленчатых валов, изготовляемых из стальных поковок. Поверхности, по которым работают сальники, подвергаются поверхностной закалке и полировке.

Сзади коленчатые валы уплотняются маслосбрасывающими ножами, изготовленными за одно целое с валами и сальниками из асбестового прографиченного и промасленного шнура. Сальники помещены в специальные штампованные держатели, состоящие из двух половин и прикрепляемые к блоку и крышке заднего коренного подшипника болтами (фиг. 35).

Задний сальник двигателя ГАЗ-13 изготовляется из резины, армирован каркасом и состоит из двух половин, одна из которых устанавливается в блок, а другая — в крышку подшипника. На сальниковой шейке этого вала сделана маслосгонная резьба мелкого профиля (фиг. 36). Такой же маслосгон сделан и на вале двигателя М-21. На остальных валах сальниковые шейки гладкие, цилиндрические.

На двигатели ГАЗ-51, М-20 и двигатели М-21 с механической коробкой передач устанавливаются чугунные плоские маховики со шлифованной и полированной рабочей поверхностью сцепления. На маховики напрессовываются зубчатые венцы, являющиеся ведомыми шестернями стартера. Маховики балансируются статически и прикрепляются болтами к фланцу коленчатого вала.

На двигателях ГАЗ-12 к фланцу коленчатого вала прикрепляется гидромуфта, а на двигателях М-21 с автоматической коробкой и ГАЗ-13—насосное колесо гидротрансформатора. Стартерное кольцо в этих случаях устанавливается на гидромуфту или гидротрансформатор.

Вкладыши коренных подшипников тонкостенные, стальные, залитые антифрикционным сплавом.

Вкладыши всех двигателей, кроме двигателя ГАЗ-13, имеют один внутренний диаметр и толщину и отличаются для разных подшипников и двигателей шириной и расположением смазочных отверстий.

Вкладыши переднего и средних подшипников двигателей М-20, ГАЗ-51 и ГАЗ-12 взаимозаменяемы, вкладыши заднего коренного подшипника двигателей М-20 и ГАЗ-12 короче вкладышей двигателя ГАЗ-51 на 2 мм и невзаимозаменяемы с ними.

На двигатель М-21 устанавливаются в первый, второй и четвертый подшипники одинаковые вкладыши переднего подшипника двигателя ГАЗ-51, в третий—специальные вкладыши без канавок, а в пятый — вкладыш с двумя канавками.

На двигатель ГАЗ-13 во все подшипники устанавливаются одинаковые вкладыши.