Цилиндр с головкой служит камерой, где осуществляется рабочий процесс двигателя; стенки цилиндра направляют движение поршня.
Блоком цилиндров называется общая отливка корпуса двигателя, в которой располагаются цилиндры. Блок цилиндров изготовляется вместе с картером. Эта отливка, называемая блок-бартером, служит для крепления и сборки всех механизмов и устройств двигателя.
Материалом для отливки блок-картера является чугун или алюминиевый сплав. При изготовлении блока из чугуна цилиндры рядного двигателя обычно отлиты вместе с блоком.
Внутренняя рабочая поверхность цилиндров тщательно обработана и отшлифована и называется зеркалом цилиндра. Между стенками цилиндров и наружными стенками отливки блока имеется полость, которая заполняется водой, охлаждающей двигатель, и называется водяной рубашкой.
В случае отливки блок-картера из алюминиевого сплава цилиндры изготовляются в виде отдельных чугунных гильз, устанавливаемых в отверстия верхней и нижней перегородок блока. В блоке гильза закрепляется верхним буртом, входящим в выточку блока и зажимаемым сверху устанавливаемой на блок головкой на прокладке.
Гильза непосредственно соприкасается с водой, циркулирующей в водяной рубашке, и называется «мокрой». В этом случае гильза надежно уплотняется в нижней перегородке блока с помощью медного или резинового кольца. Такая же конструкция цилиндров применяется у V-образных двигателей.
В верхнюю часть цилиндров блока или гильз, наиболее подвергающихся воздействию высокой температуры и разъедающему действию отработавших газов, обычно запрессовывают короткие гильзы из специального износоустойчивого антикоррозионного чугуна, увеличивающие срок службы цилиндров двигателя.
При нижнем расположении клапанов с одной стороны блока имеются впускные и выпускные каналы и гнезда, в которых устанавливаются клапаны. С этой же стороны блока расположена камера, называемая клапанной коробкой, в которой располагаются детали механизма газораспределения. Клапанная коробка закрывается одной или двумя крышками. К передней части блока цилиндров крепится крышка распределительных шестерен. К задней части блока присоединен картер маховика.
Верхняя плоскость блока цилиндров тщательно обработана, и на нее установлена общая головка, закрывающая цилиндры сверху. В головке над цилиндрами сделаны углубления, образующие камеры сгорания, а также имеется водяная рубашка, сообщающаяся с водяной рубашкой блока. При верхнем расположении клапанов в головке, кроме того, расположены гнезда клапанов и отлиты впускные и выпускные каналы. В головке имеются отверстия для завертывания свечей зажигания. Головка у большинства карбюраторных двигателей отливается из алюминиевого сплава.
Такая головка обладает высокой теплопроводностью, вследствие чего снижается температура рабочей смеси в цилиндрах двигателя в конце тактов сжатия. Поэтому представляется возможным повысить степень сжатия двигателя без появления детонационного сгорания топлива при работе двигателя.
Головка крепится к блоку гайками па шпильках или болтами. Между блоком и головкой установлена уплотняющая прокладка, устраняющая пропуск газов из цилиндров и протекание воды из водяной рубашки в месте стыка головки и блока. Прокладку изготовляют из асбестового картона, облицованного тонкой листовой сталью. Снизу к фланцу картера двигателя крепится стальной штампованный поддон.
При нижнем одностороннем вертикальном расположении клапанов камера сгорания двигателя смещена в сторону расположения клапанов. Такая камера сгорания смещенного типа обеспечивает хорошее завихрение смеси при сжатии ее и наилучшие условия ее сгорания.
Для сокращения длины l камеры сгорания и улучшения условий сгорания рабочей смеси, а также для уменьшения сопротивлений потоку смеса при впуске в цилиндр в двигателях часто применяют наклонное к оси цилиндра расположение нижних клапанов.
При верхнем однорядном расположении клапанов камера сгорания в карбюраторных двигателях имеет обычно полусферическую форму или полуклиновую форму.
При всех формах камер сгорания часть ее поверхности (вытеснитель) близко расположена от днища поршня при верхнем его положении. Такие вытеснители способствуют лучшему распределению объема сжатой рабочей смеси и снижают возможность возникновения детонации при сгорании смеси.
При изготовлении блок-картера, головки и других деталей (крышка распределительных шестерен и др.) из алюминиевых сплавов можно снизить общий вес двигателя. В случае применения в блоке съемных гильз легче изготовлять блок-картеры и удобнее ремонтировать цилиндры при их износе.
В дизелях давление газов при сгорании значительно выше, чем в карбюраторных двигателях, поэтому детали таких двигателей испытывают большие нагрузки и выполнены более прочными и жесткими.
Блок цилиндров изготовляют особенно жестким. Это достигается значительной толщиной стенок цилиндров и картера, наличием внутри картера большего количества ребер и смещением плоскости разъема картера значительно ниже оси коленчатого вала.
Цилиндры двигателя снабжаются сухими (т. е. не соприкасающимися непосредственно с водой) или мокрыми вставными гильзами, которые вставлены в расточенные цилиндры блока.
При большой величине степени сжатия для получения возможно малого объема камеры сгорания в дизелях применяют только верхнее расположение клапанов. В двигателях с непосредственным впрыском топлива головка углублений не имеет, а камера сгорания образуется соответствующим углублением в днище поршня.