高强化柴油机活塞工作环境恶劣且承受很高的热负荷，其冷却问题是影响柴油机可靠性的关键因素之一。为了解决活塞内冷油腔中气液两相流的振荡传热问题，本文设计并搭建了由柴油机改装的往复振荡实验装置，利用高速摄像技术对内冷油腔实验件中气液两相流的振荡流动过程进行了可视化观测实验，分析了在不同转速和液体填充率下实验件中气液两相流在起振阶段和充分振荡阶段的振荡流动形态。结果表明：在起振阶段，气液两相的分界面明显，没有强烈的湍流混合运动，在充分振荡阶段，液体的运动规律及流动形态呈周期性变化；转速主要影响气液两相流的湍流强度，填充率主要影响气液两相流的流动形态。研究结果揭示了内冷油腔中气液两相流的振荡流动规律，也为今后高强化活塞的结构优化设计提供了参考依据。