Основными конструктивными размерами головок цилиндров являются их высота и ширина, толщина стенок и масса.

Высота головок цилиндров карбюраторных двигателей с жидкостным охлаждением зависит от типа камеры сгорания: Нг = = (1,0 — т — 1,2) D, достигая в двигателях с полусферическими камерами сгорания (1,6 — 2,0)/).

У карбюраторных двигателей с воздушным охлаждением высота головок цилиндров, которые крепятся шпильками или болтами, IIе — (1,25 — т — 1,80) D, а высота головок на резьбе II.. == (1,4 -=—г — 1,5) D. Высота головок цилиндров дизелей также зависит от типа камеры сгорания и, кроме того, от угла наклона и размеров форсунки. В дизелях с жидкостным охлаждением Пг = (0,8 — г—i-1,2) D, в дизелях с воздушным охлаждением IIг= (1,0 — t — 1,7) D.

В головках цилиндров из алюминиевых сплавов опорную стенку делают примерно на 2 мм толще, чем в чугунных головках. Толщина стенок камер сгорания чугунных головок цилиндров не превышает 9—10 мм, головок из алюминиевых сплавов 10—12 мм (часто делается равной толщине нижней опорной стенки). В двигателях с воздушным охлаждением высота охлаждающих ребер головок достигает 50—60 мм. В кованых головках высота ребер не превосходит 80 мм, а толщина их может быть доведена до 1,5 мм при шаге до 3,5—4,0 мм.

Минимальная ширина водяной полости между стенками колеблется в пределах 10—15 мм, а толщина стенок каналов составляет около 5 мм.

При применении тонкостенного чугунного литья толщина стенок водяной рубашки может достигать 3,2—4,0 мм. При этом необходимая жесткость блок-картера может быть обеспечена путем усиления перегородок и оребрения его нижней части.

Масса чугунных головок цилиндров при нижнем расположении клапанов не превышает 8—9% от массы двигателя, при верхнем расположении клапанов 12—13%. Масса, приходящаяся на единицу длины для головок цилиндров карбюраторных двигателей, при нижнем расположении клапанов равна 0,25—0,30 кг/см, а при верхнем расположении клапанов 0,4—0,5 нг/см.