本发明公开了一种缸内喷氧的内燃发动机及其富氧燃烧控制方法，在内燃发动机的每个气缸燃烧室上，增加至少一个富氧进气门，富氧进气门的出口与燃烧室联通，富氧进气门的进口与一个逆止阀的出口相联通，逆止阀的进口连接于一根富氧进气总管上；该富氧进气总管和制氧化设备的富氧气体输出口联通。通过控制所增加的进气门的开、闭，在内燃发动机进气或换气、压缩、燃烧过程中的某一时段内向燃烧室喷射富氧气体，提高燃料利用率，增加动力输出，同时降低NO_x、CH、PM的排放。本发明的缸内喷氧的内燃发动机在缸内达到同样富氧状况下，富氧气体的消耗量仅是现有技术的30%左右，其中的制氧设备体积、重量、能耗、造价低，可在各种二、四冲程内燃发动机应用。