;冷却那些与燃气直接接触的零部件、柴油机机油及柴油机的增压空气，使柴油机的各零部件、柴油机机油及增压空气均保持在一定温度范围内，保证柴油机正常工作。冷却水还对空气压缩机及压缩后的空气进行冷却，并通过燃油加热系统对燃油进行加热。;;HXN5型内燃机车的冷却水系统采用全封闭式加压循环型式。
冷却水系统主要由1.膨胀水箱；2.水泵；3.润滑油冷却器；4.中冷器；5.散热器；6.冷却风扇；7.散热器百叶窗；8.流向控制阀；9.空气压缩机；10.燃油加热器；11.排水阀等组成
;;;;中冷器：安装在柴油机前端上，中冷器冷却从增压器流出的压缩空气。;散热器：安装在机车后端的冷却间的顶部，两个散热器（左和右）将冷却水中的热量传给环境空气。有两个散热器，一个安装在冷却间左侧，另一个安装在冷却间右侧。每个散热器由第一流程（主散热器）)，第二流程（子冷却器1），和第三流程（子冷却器2）组成。柴油机停机时，散热器中的水由于重力作用自动流回膨胀水箱。
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散热器风扇：直接安装在散热器下方，两个风扇通过强迫通风，冷却散热器中的冷却水。
;散热器百叶窗：安装在散热器箱体顶部，通过百叶窗的闭合，阻止空气流经散热器以便保持热量，加速发动机升温。
;;空气压缩机：安装在冷却间的后端。空压机利用水保持油和压缩空气处于特定的最优运行温度。
;;手动和自动排水阀：自动排水阀为冷却水系统部件提供防冻保护，当柴油机停机时，如果冷却水温度达到预先设定的40℃，自动排水阀开启，排空冷却水系统中的水。机车上有2个自动排水阀。一个安装在柴油机附近。另一个安装在B侧靠近空气压缩机附近。
手动排水阀：是用人工将冷却系统中的水排掉。
;GEVO16型柴油机设置一台水泵，担负着输送柴油机的冷却水和增压空气、机油的冷却水功能。
高温水从柴油机出水总管经机车管路进入主散热器，进行冷却后分成两路。一路直接经由柴油机水泵进入柴油机；另一路通过管路进入分散热器进行冷却后再次分成两路。一路经由四通换向阀进入冷却器，对机油冷却后进入柴油机水泵，一路再经分散热器进一步冷却后经由四通换向阀进入柴油机中冷器，然后进入柴油机水泵。经水泵提升压力后，冷却水进入柴油机冷却系统。
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从水泵出来的冷却水流经前端盖组件(IFE)后分成两路，一路进入机体V型角内的纵向通长的冷却水腔，通过机体各气缸的出水口经加强套流入气缸水套。冷却气缸套后再向上去冷却气缸盖，然后由各个气缸盖上部的出水口过渡接管汇入柴油机出水总管。另一路进入增压器，对增压器进行冷却后进入柴油机出水总管。由此，返回发动机冷却系统。
;冷却水系统测量装置的检测装置为机车的诊断，控制和/或保护提供反馈信息。
1.柴油机水进口温度传感器（EWIT）
EWIT传感器的作用是测量进入柴油机的冷却水温度。此信息传输至机车控制单元（ECU）。
该传感器安装于连接水泵和柴油机前端盖的水管路上。EWIT传感器靠近机车B侧涡轮增压器下方的水管。
;2.柴油机水出口温度EWOT
柴油机水出口温度传感器的作用是测量柴油机出口水温度。此信息传输至机车控制单元（ECU），可以在EWIT传感器失效时使用。
此传感器安装于柴油机水管出口，进入冷却间前的位置。
;3.柴油机水进口压力传感器（EWIP）
EWIP传感器的作用是测量流向柴油机左侧第六组动力装配的水压力。此信息传输至机车控制单元
（ECU）。
机车管理软件(低水压保护系统)应用此压力信息防止柴油机由于低水压造成的被损毁。如果水压低
于给定柴油机功率档位时的水压极限值，持续10秒，柴油机将降一档工作。第一次降挡后每20秒柴油机降低一档工作，直到惰转。
EWIP传感器安装在柴油机曲轴箱后侧，位于第六组动力装配后。
;4.机车水位传感器（EW1L）
水位传感器的作用是防止机车在系统没有冷却水的情况下运行。它是一种光学传感器，缺水时向机车控制单元发出信息。
此传感器安装于连接柴油机和膨胀水箱之间的水管路上。
;5.环境温度传感器ATT[也当作涡轮增压器进口空气温度传感器]
环境温度传感器的作用是测量进入涡轮增压器的空气温度。此信息传送至机车控制单元（ECU）。
机车管理软件应用此信息计算空气密度。也用来计算负载率。
环境温度传感器安装在位于增压器进气管内的空气过滤器侧壁上。
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6.大气压力（BAP）传感器
大气压力传感器的作用是测量大气压力。此信息传输至机车控制单元（ECU）。
机车管理软件根据此信息计算冷却系统内空气密度，也用来保护柴油机。
大气压力传感器安装于辅助室控制区域2的墙壁上。
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