本发明首先公开了一种缸筒内孔摩擦搅拌强化机构，包括公转空套轴和用于驱动公转空套轴旋转的公转驱动机构，公转空套轴的下部设有用于伸入内孔内的摩擦搅拌段，摩擦搅拌段上环形均布设有与其轴线垂直的挤压轴孔，挤压轴孔内安装有挤压轴；公转空套轴内设有中心通孔Ⅰ，中心通孔Ⅰ内设有用于驱动挤压轴沿其轴线自转的自转驱动机构和用于驱动挤压轴沿其轴向方向移动的压力调节机构。本发明还公开了一种缸筒内孔摩擦搅拌强化装置，包括支撑台和如上的缸筒内孔摩擦搅拌强化机构，支撑台上设有安装通孔，公转空套轴旋转配合安装在安装通孔内。不仅能够对内孔壁实现摩擦挤压和搅拌运动，而且能够调节挤压力，提高被加工内孔的表面性能。