著火是指可燃混合氣的氧化反應速度突然加速，出現火焰的現象。燃燒是燃料和氧化劑進行劇烈氧化反應，產生髮熱發光的現象。燃燒過程中存在著複雜的傳熱、傳質、化學反應和流動現象。
通常，汽油機燃燒是火花點火和火焰傳播，根據氣缸內壓力變化特徵，可以將燃燒過程分為三個階段。
1、著火落後期，又稱為滯燃期、著火延遲期、初燃期、火焰發展期。
著火落後期是從A點火花塞點火開始到B點形成火焰中心，A點是火花塞點火的瞬間，A點到上止點之間的角度也就是點火提前角；形成火焰中心的B點是壓力上升線和純壓縮線分離的點。著火落後期約佔整個燃燒期的10%左右，這時候是火花塞點火三階段（擊穿階段、電弧放電階段、輝光放電階段）發生的時候，火花塞間隙之間的壓力和溫度已經發生了幾次變化，但從整個氣缸看來，氣缸內工質的壓力和溫度沒有明顯升高，只是形成了中間產物，放熱很少。下圖紅圈部分主要是著火落後期。
著火落後期形成了火核，並以層流火焰狀態向周圍擴展。一般汽油機的著火落後角是10-20°CA。
著火落後期影響著整個燃燒，為了著火性能好、保持燃燒穩定、各循環間壓力波動小，應該儘量縮短著火落後期，所以又稱為滯燃期。
影響著火落後期的因素有：
（1）燃科本身分子結構和物理化學性質。辛烷值高的燃料著火落後期短，有的車主說加了95號比92號動力大，原因之一在於此。
（2）點火時缸內混合氣壓力和溫度。 壓縮比越高，壓力和溫度就越高。
（3）點火時缸內混合氣濃度在0.8-0.9時，燃燒的速度最快，著火落後期最短。
（4）混合氣有微尺度的渦流有助於提高點火時活化中心的擴展能力，加快火焰傳播，使著火落後期縮短。
（5）火花點火能量大，著火落後期就縮短。
（6）殘餘廢氣量減少，著火落後期縮短。
2、速燃期，又稱為明顯燃燒期、主燃期、中燃期、快速燃燒期、火焰傳播期。
速燃期是從形成火焰中心的B點到壓力最高點C點，期間大部分燃料（約70-90%）是在這個階段燒完的，燃燒放熱主要是在火焰前鋒面上進行，火焰燒遍整個燃燒室，缸內壓力和溫度急劇升高，壓升率高（通常在0.2~0.4MPa/（CA）），火焰傳播速度快（約50~60m/s）。
形成火焰中心的B點一般出現在上止點前12°-15°比較合適。壓力最高點C點一般被希望出現在上止點後10-15°CA。
速燃期對汽油機性能有決定性影響，速燃期越短，越接近上止點，汽油機的動力性、經濟性也越好。但過高可能會導致噪聲、振動大、工作粗暴、排放不佳。
速燃期的燃燒速度幾乎只取決於強湍流的脈動速度。
壓力最高點C點出現的時刻，一般可通過改變點火提前角調整。火焰傳播速度越快，速燃期的壓升率越高。
3、後燃期，又稱為補燃期，末燃期、燃盡期。
點D是燃料基本燒完的點，總燃料的5-10%左右在後燃期被燃燒掉。由於燃料與空氣的混合並非完全均勻，加上燃燒產物在高溫下可能發生熱分解，因此，在火焰鋒面傳到末端混合氣後，缸內仍有未完全燃燒的燃料存在。後燃期是活塞下行，缸內壓力很快下降，熱能轉化為功的能力減弱，所以要儘量減少後燃期。
後燃和混合氣濃度有關。混合氣過濃（如a<0.8）時，燃燒緩慢，後燃嚴重，甚至在排氣門打開後進入排氣管中燃燒，產生排氣管放炮現象；混合氣過稀（如a>1.3），火焰傳播速度過慢，缸外形成混合氣的汽油機在進氣門開啟時火焰傳到進氣管內，引起進氣管回火現象。
後燃還和點火提前角有關。點火提前角越小，後燃越嚴重。
汽油機燃燒持續期一般為小於60°的曲軸轉角，對應轉速1000-5000轉/分鐘的四衝程汽油機發動機，燃燒的持續時間是2-10ms不等。
還有那些因素會影響燃燒過程呢。
（1）提高壓縮比可以提高發動機的功率和熱效率。
（2）燃燒室的結構、形狀影響燃燒過程的傳播速度、放熱率、傳熱損失、爆燃傾向、充氣效率，從而影響發動機的性能。
（3）缸內氣流合理的運動對提高燃燒速度、加快火焰前鋒傳播、縮短燃燒期都有較大的影響。
（4）多火花塞且靠近燃燒室中心，使燃燒速度加快，持續期縮短。優化的火花塞結構也對火核的形成和成長起較大影響。
（5）若增大氣缸直徑將增大火焰傳播距離，並增加末端混合氣的溫度，增加爆燃傾向，所以缸徑不宜過大，通常小於100mm
（6）鋁合金氣缸蓋和活塞的溫度比鑄鐵低，發動機熱負荷明顯下降，減少爆燃傾向。
（7）燃料的抗爆性（辛烷值）高，可提高壓縮比，改善發動機性能。
（8）過量空氣係數（空燃比）影響傳播速度和燃燒過程。
（9）恰當的點火提前角對應發動機的最大功率和最低油耗率，即最佳點火提前角。
（10）轉速提高時，混合氣進入氣缸的流速增加，氣流增強，改善了燃料和空氣的混合，使得火焰速度加快。
（11）汽油機負荷減小，最佳點火提前角要提前，燃燒室溫度下降，混合氣的焰前反應減慢，著火落後期變長，火焰傳播速度下降。
（12）燃燒室溫度提高1倍，火焰傳播速度約提高4倍。
（13）廢氣再循環率（EGR率）逐步加大到20%左右，淨指示效率達到峰值，之後效率下降；速燃期在試驗範圍內與EGR增加呈線性增加，速燃期在30℃A時，效率達峰值。
《汽車發動機原理》王建昕 帥石金 主編 2011 清華大學出版社
《內燃機原理教程》 主編許鋒 隆武強 大連理工大學出版社 2015
《汽車發動機構造、原理與維修》於增信等編著 2016 機械工業出版社
《內燃機燃燒科學與技術》李向榮等編著 北京航空航天大學出版社 2012
《內燃機學》第4版 主編劉聖華周龍保 機械工業出版社 2017
《車輛內燃機原理》孫軍主編 2012 高等教育出版社
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