一种大型二冲程涡轮增压单流扫气式内燃发动机及其操作方法。发动机具有多个机械设计约束并包括燃烧室、构造成在BDC与TDC之间往复运动的活塞、气态燃料准许进入阀、构造成向燃烧室正时供给液态燃料以启动点火的液态燃料阀及与发动机关联的控制器，控制器配置成：分别针对每个燃烧室对活塞从BDC向TDC的冲程期间经由气态燃料准许进入阀而准许进入燃烧室的气态燃料的正时和量进行控制；监测每个气缸的燃烧过程并检测燃烧过程何时导致机械设计约束中的一者或多者被超过；当燃烧过程未导致任何预定机械设计约束被超过时进行第一量液态燃料的正时供给；当燃烧过程导致一个或多个预定机械设计约束被超过时进行第二量液态燃料的正时供给，第二量大于第一量。