Une chemise de cylindre est un dispositif qui est pressé dans un bloc moteur et loge le piston. Il est beaucoup plus dur que le bloc moteur et empêche le piston de s’user à travers l’alésage du cylindre. Généralement utilisée dans les blocs moteurs en aluminium et les moteurs diesel, la chemise de cylindre est soit pressée en position, soit maintenue en place par la culasse. Dans les gros moteurs tels que les moteurs des locomotives diesel, la chemise fait partie d’un ensemble contenant un nouveau piston, des segments de piston et une bielle et est remplacée comme une unité complète lors de l’entretien ou de la réparation programmée.
Dans les blocs moteurs en aluminium, le matériau du bloc est beaucoup trop mou pour loger un piston. Le frottement d’un piston montant et descendant à l’intérieur du bloc d’alliage s’userait rapidement, entraînant une perte de compression et une consommation d’huile importante. La chemise de cylindre en acier est pressée dans le bloc moteur, puis le bloc moteur est usiné pour garantir que la surface de contact de la culasse est lisse et plate. En usinant le bloc moteur pour recevoir une chemise en acier, le moteur est capable de fonctionner pendant de nombreuses années sans panne moteur.
La surface plane résultant de l’usinage du bloc moteur assure une bonne étanchéité du joint de culasse entre la culasse et le bloc moteur. Un joint de culasse mal scellé entraînera une surchauffe du moteur, une perte de puissance et le risque de ruiner le bloc et la culasse. Il faut faire très attention lors de l’installation d’une chemise de cylindre dans un bloc moteur en aluminium, car le bloc en aluminium réagira à la chaleur à un rythme différent de celui de la chemise de cylindre en acier. Un ajustement incorrect lors de l’installation peut entraîner une chemise cassée ou un bloc moteur fissuré.
Il existe également des cas où une chemise de cylindre peut être utilisée pour réparer un bloc moteur en fonte qui a subi une défaillance catastrophique d’une paroi de cylindre. Souvent, lorsqu’un moteur tombe en panne ou «explose», la paroi du cylindre subit le plus gros du traumatisme, le rendant irréparable en étant trop ennuyeux. Dans ce cas, le bloc pourrait être usiné pour recevoir une chemise, puis tous les cylindres pourraient être sur-alésés à la même taille, rendant le moteur utile à nouveau. Pour les véhicules routiers, il s’agit d’une option viable qui offre généralement au propriétaire du véhicule des économies importantes par rapport au coût d’un moteur de remplacement.