Головки цилиндров современных бензиновых двигателей отливаются из алюминиевых сплавов.
Это определяется необходимостью снижения массы двигателя и уменьшения требований к октановому числу топлива за счет лучшего теплоотвода от стенок камеры сгорания. В головках современных двигателей устанавливаются распределительные валы и другие детали привод клапанов, располагаются каналы для подвода смазки, рубашка системы охлаждения, элементы вентиляции картера, а также свечи зажигания и форсунки. Температура головки цилиндра из алюминиевого сплава двигателя с жидкостным охлаждением обычно не превышает 180 градусов Цельсия. В головки из алюминиевых сплавов приходится запрессовывать седла и направляющие втулки клапанов, так как износостойкость алюминия в условиях работы клапанов не высока.
К числу основных требований к головке цилиндров относится обеспечение герметичности полости с охлаждающей жидкостью, особенно стенок камеры сгорания, впускных и выпускных каналов. При проектировании головки приходится учитывать необходимость эффективного охлаждения направляющих втулок и седел выпускных клапанов, бобышек свечей зажигания, выпускных каналов. Кроме того необходимо предусмотреть отвод пузырьков воздуха и паров охлаждающей жидкости, интенсивную циркуляцию охлаждающей жидкости и по возможности равномерное охлаждение всех зон головки цилиндров.
Головки блока цилиндров могут иметь два, три, четыре и пять клапанов на цилиндр. Чем больше клапанов тем лучшее наполнение цилиндра, при прочих равных условиях, может обеспечить головка блока
Двигатели воздушного охлаждения выполняются преимущественно с индивидуальными головками для каждого цилиндра, отливаемыми из алюминиевого сплава. В качестве материала прокладок используется алюминий и медь. но есть двигатели у которых прокладок головки нет, уплотнение обеспечивается индивидуальной притиркой головки к цилиндру по кольцевому уплотняющему поясу. Температура головок из алюминиевых сплавов двигателей воздушного охлаждения доходит до 250-280 градусов, при высоком градиенте перепада температур. Преимуществом двигателей двигателей с высоким тепловым режимом является снижение потерь в окружающую среду. Но недостатков у них значительно больше: из-за высокой температуры головки повышается требование двигателя к октановому числу топлива и соответственно приходится снижать степень сжатия (на единицу а иногда и более), возникают проблемы с охлаждением отдельных зон головок (у свечей и выпускного клапана). Повышаются требования к калильному числу свечей зажигания, к материалам выпускных клапанов.
