进行冷却。在柴油机的自由端设有二级空气滤清系统（第一级为离心式旋风惯性空气滤清器，第二级为纸质滤芯空气滤清器）、机油热交换器、、冷却水箱等设备。位于机车后部的冷却室内设有冷却水系统和散热装置。ND5型机车的冷却水系统采用封闭加压循环，在正常情况下不和大气相通，因而可通过提高水的沸点来提升冷却性能，柴油机出口冷却水温度可达115℃。同时，ND5型机车亦采用了压风式冷却和干式冷却系统，冷却室顶部为A字形布置的六个散热器单节，下面设有一个直径为72英寸的冷却风扇，冷却风扇由柴油机输出轴经驱动，转速根据冷却水温