Может ли двигатель Жигулей 2101 работать по трассе час на 4000-4500 об/мин?

Великоваты обороты. Главное не перегревать.

50 на 50

Да запросто. Я на своей шохе 1.5л по трассе гонял до 5000 оборотов и ничего. Мой тазик на 5000 оборотов едет примерно 145 КМ/Ч. Температура выше 100 не поднималась. Главное чтобы давление масла сохранялось на уровне не менее 2 кило и температура ОЖ не превышала 105 градусов при условии что залито хорошее масло которое не теряет вязкости на высоких температурах и качественная охлаждайка с температурой кипения не ниже 107 градусов. Вообщем если движок в идеале, то можешь ездить на высоких оборотах. Если есть проблемы по системе охлаждения или с давлением масла, то лучше не крутить больше 3500.
Если движок 1.6 и выше, то они не любят высокие обороты.

Да хоть 10 часов

Нормально сделанный мотор, с нормальным маслом, по ХОРОШЕЙ дороге, с чистым радиатором, на 4-й передаче - может. По средненькой дороге - только на 3-й передаче. По плохой - только на 2-й, и только зимой.
Совсем хорошо сделанная машина, с умелым водителем, может и по средней дороге чесать на 4-й, если выжимать сцепление при проезде колдобин.
Перегон Москва-Львов так и был сделан. Зарплату командировочным возили.

Как 2 пальца об асфальт.

Шатуны пообрывает, цепь или оборвет или перескочит, перегреется, заклинит вкладыши провернет.

Возможно и может. Но где найти того, кто сможет час так ехать?