本发明一种在线燃料重整可变燃烧模式发动机及控制方法,属于发动机低温燃烧技术领域。其中,合成气作为燃料源利用尾气能量重整制备二甲醚燃料。在冷启动时,采用二甲醚直喷的方式;在中、低负荷下,采用预混压燃二甲醚、合成气的双燃料燃烧模式;在中、高负荷下,采用二甲醚作为引燃燃料点燃合成气的燃烧模式。通过对合成气与二甲醚的燃料控制达到传统扩散燃烧模式、均质混合气压缩着火模式和反应活性可控压燃模式之间的顺畅转换。本发明采用单一燃料源实现了多种燃烧模式的转换实现了高效、清洁的内燃机设计理念,通过对不同工况下的燃烧模式的转换提升了发动机的热效率和能量消耗,同时有效降低了NOx和碳烟的排放。