Поршневые двигатели остаются преобладающими силовыми установками для многих изделий транспортного машиностроения. Цель данной статьи заключается в исследовании структуры потоков воздуха во впускной системе и цилиндре автомобильного двигателя при разных конструкциях каналов в головке блока цилиндров на основе физико-математического моделирования. Результаты моделирования качественно подтверждаются экспериментальными данными термограмм, полученных с помощью метода тепловизуализирующей съемки. В статье приводится описание математической модели и методики проведения лабораторных опытов. Показано, что применение квадратных и треугольных каналов вызывает существенное изменение газодинамики потока в системе впуска, в частности, происходит формирование вихревых структур в профилированных каналах головки блока. Установлено, что использование профилированных каналов в системе впуска приводит к образованию крупномасштабной турбулентности в цилиндре двигателя. Совместное влияние указанных газодинамических явлений может незначительно снизить гидравлическое сопротивление в системе впуска, а также улучшить процессы смесеобразования и сгорания в цилиндре поршневого двигателя.