Механизмы газораспределения имеют верхнее расположение клапанов. Распределительный вал 1 (рис. 83) механизма газораспределения дизеля Д-50 имеет три опорные шейки, которые вращаются во втулках, запрессованных в блоке. Вал имеет восемь кулачков: два крайних и два средних — для выпускных клапанов, остальные — для впускных. Профили кулачков для впускных и выпускных клапанов разные, поэтому выпускные клапаны открываются на большее время, чем впускные. Между шестым и седьмым кулачками на валу нарезан однозаходный червяк 2 для привода счетчика мото-часов.
Масло к шейкам вала 1 подводится по каналу вдоль оси вала и радиальным отверстиям. От осевого перемещения вал удерживается ввернутым в крышку распределительных шестерен болтом 10, который одновременно является регулировочным. На переднем конце вала закреплена шестерня 11 шпонкой и болтом с шайбой.
Тарелки впускного 5 и выпускного 6 клапанов разного диаметра. Для плотного закрытия отверстия в головке цилиндров тарелка клапана имеет фаску, выполненную под углом 45°. Впускной клапан изготовлен из хромистой стали, а выпускной — из жароупорной сильхромовой, которая сохраняет прочность и твердость при высокой температуре и хорошо сопротивляется коррозии.
Клапаны подвергают закалке. Они имеют по две пружины.
Чтобы устранить шум при работе, распределительные шестерни 7—9, 11, 12 выполнены со спиральными зубьями. Для
согласования работы кривошипно-шатунного и распределительного механизмов, а также топливного насоса шестерни закрепляют на валах в определенном, положении, а при сборке устанавливают относительно друг друга по меткам.Дизель Д-50 не имеет механизма декомпрессии.