Все двигатели Горьковского автозавода имеют чугунные цилиндры.

Цилиндры двигателей, диаметром 82 мм, выполнены в одной чугунной отливке с верхней частью картера двигателя, образуя блок цилиндров.

Блок цилиндров является остовом двигателя. В нем располагаются цилиндры, окруженные водяной рубашкой, опоры (подшипники) коленчатого и распределительного валов, впускные и выпускные каналы, направляющие отверстия толкателей, направляющие втулки и седла клапанов, масляный насос и основные каналы масляной магистрали. К блоку прикрепляются основные узлы и агрегаты двигателя: головка цилиндров, газопровод, водяной насос, масляный картер, картер сцепления, агрегаты электрооборудования.

Все блоки цилиндров первого семейства изготовляются    из    высокопрочного    чугуна.

На шестицилиндровых двигателях ГАЗ-51 и ГАЗ-12 водяная рубашка окружает цилиндры по всей высоте их. Протоки имеются между цилиндрами и всеми стенками водяной рубашки, а также между вторым и третьим, четвертым и пятым цилиндрами.  Первый и второй, третий и четвертый,  пятый и шестой цилиндры попарно слиты.

Четырехцилиндровый двигатель М-20 и его модификации имеют водяную рубашку до низа цилиндров и протоки между всеми цилиндрами. Наличие протоков между всеми цилиндрами, т. е. полное окружение цилиндров водяной рубашкой, обеспечивает более равномерный износ цилиндров по окружности.

Для обеспечения высокой износостойкости выпускных седел клапанов, подвергающихся ударной нагрузке при высоких температурах, на двигателях применяются вставные седла выпускных клапанов из специального жаростойкого сплава.

Для уменьшения износа верхней части цилиндров вследствие интенсивного окисления под воздействием горячих газов, содержащих кислоты, двигатели ГАЗ снабжены короткими аустенитовыми кислотоупорными гильзами из специального сплава. Гильзы длиной 50 мм имеют стенки толщиной 2 мм. Этой длины вполне достаточно, так как повышенный износ цилиндров наблюдается на длине 25— 40 мм.

Блоки цилиндров двигателей М-21 и восьмицилиндрового V-образного ГАЗ-13 литые из алюминиевого сплава, со вставными чугунными мокрыми гильзами (наружные поверхности стенок гильз непосредственно омываются водой). В верхнюю часть цилиндров запрессовываются тонкостенные короткие аустенитовые вставки, как и на других двигателях ГАЗ.

Гильзы уплотняются внизу резиновыми (на М-21) и медными (на ГАЗ-13) кольцами, вверху — прокладкой головки цилиндров.

Вставные гильзы упрощают ремонт цилиндров. Вместо сложной операции расточки цилиндров на цельном блоке есть возможность растачивать отдельные цилиндры. Кроме того, можно заранее подготовить гильзы с подобранными к ним поршнями для быстрой смены изношенных, в результате чего сокращаются простои из-за ремонта двигателей.

Клапаны и газовые каналы (впускные и выпускные) этих двигателей располагаются в головках цилиндров. Блоки цилиндров верхнеклапанных двигателей значительно проще блоков нижнеклапанных двигателей, так как их цилиндры не составляют одного целого с блоком и в блоках отсутствуют впускные и выпускные газовые каналы.

В блоках нижнеклапанных двигателей ГАЗ имеется целый ряд полостей, изолированных друг от друга: полость картера, водяная рубашка, впускные каналы, выпускные каналы. В блоках верхнеклапанных   двигателей лишь одна общая полость — картера и водяной рубашки, которая разделяется гильзами цилиндров при установке последних.

В блоке такой конструкции почти нет трущихся и изнашивающихся поверхностей, он практически не нуждается ни в каком ремонте и может служить очень долго.

Для придания большей жесткости блоку восьмицилиндрового двигателя плоскость разъема картера ниже оси коленчатого вала на 75 мм (фиг. 27).