一种内燃机气缸高均匀膜层镀膜装置，包括进水管、出水管、电极棒、电解液循环装置、热电化学氧化电源和若干密封端板，密封端板间具有串联叠加的待处理内燃机气缸，电极棒沿待处理内燃机气缸的轴线穿过，电极棒的两端固定于密封端板，电极棒位于上部待处理内燃机气缸内的部分具有导电突出部，导电突出部的横截面为圆形，圆形的圆心位于电极棒的轴线上，导电突出部横截面的直径由上到下依次递减。本实用新型的镀膜装置，通过在电极棒位于待处理内燃机气缸内的部分增加导电突出部，减小电极棒边缘与上部内燃机气缸内壁的距离，减弱上部电解液密度降低的影响，克服了现有内燃机气缸镀膜装置存在的串联叠加时上下气缸间镀膜厚度不均匀的缺陷。