冷却风扇是乘用车动力总成冷却系统中主动散热的关键零件,其性能的好坏直接影响冷却系统的散热效果。乘用车冷却风扇大部分为轴流式塑料叶型电风扇,其表现出可靠性高、尺寸小易布置等特点。随着冷却系统散热需求的增加,发动机舱空间的限制使得散热器性能的提升很困难,提升冷却风扇性能成为关键。开发大风量、高静压效率的风扇成为重要课题。本文首先介绍了乘用车冷却风扇的工作原理、结构特征参数及性能参数等,然后阐明了乘用车冷却风扇选型的一般方法。分析了冷却风扇仿真分析的基本理论,包括基本控制方程、数值模拟方法和分类、湍流模型及数值模拟方法。其次阐述了冷却风扇气动性能试验台架的构造与原理,同时对台架测试方法及测试数据处理方法做了介绍。随后将仿真和测试结果进行了比较和分析,误差小于5%,确认了仿真方法的准确性。本文研究了冷却风扇主要特征参数:叶片数、叶片安装角、叶片的厚度、风扇与导风罩的轴向间隙及径向间隙的变化对冷却风扇气动性能的影响。保证其余参数相同,只改变所研究的单一参数,通过建立多个风扇模型,对风扇数模进行仿真分析计算,具体分析了此参数和风扇的气动性能的相关性,为优化风扇性能起到支持作用。研究发现,叶片数、叶片安装角对风量和静压效率均有较大影响,轴向间隙及径向间隙对风量有一定影响,主要对静压效率影响较大,而叶片厚度对风扇风量影响较小但对静压效率有较大影响。最后采用正交试验设计的方法,针对某款风扇提出的性能要求,对现有的冷却风扇进行优化设计,选取了叶片数、叶尖安装角、扇叶与导风罩的轴向间隙及径向间隙四个因子进行分析,得到了各试验因子组合后多组风扇的气动性能的数据,获得了最优的优化方案。优化后的风扇风量及静压效率分别提高了18.6%及4.4%,满足了冷却系统的冷却需求。