คลัตช์เป็นอุปกรณ์เชิงกลที่ช่วยให้เพลา ส่งออก สามารถแยกออกจากเพลาป้อนเข้าที่หมุนได้^{[ 1 ]}โดยทั่วไปเพลาป้อนเข้าของคลัตช์จะติดอยู่กับมอเตอร์ในขณะที่เพลาส่งออกของคลัตช์จะเชื่อมต่อกับกลไกที่ ทำงาน

ในรถยนต์คลัตช์ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมเชิงกลระหว่างเครื่องยนต์และระบบส่งกำลังเมื่อปลดคลัตช์แล้ว ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ (RPM) จะไม่ถูกกำหนดโดยความเร็วของล้อขับเคลื่อนอีกต่อไป

อีกตัวอย่างหนึ่งของการใช้คลัตช์คือในสว่านไฟฟ้า^{[ 2 ]}เพลาอินพุตของคลัตช์ถูกขับเคลื่อนโดยมอเตอร์ และเพลาเอาต์พุตเชื่อมต่อกับดอกสว่าน (ผ่านส่วนประกอบกลางหลายชิ้น) คลัตช์ช่วยให้ดอกสว่านหมุนด้วยความเร็วเท่ากับมอเตอร์ (คลัตช์ทำงาน) หมุนด้วยความเร็วต่ำกว่ามอเตอร์ (คลัตช์ลื่น) หรือหยุดนิ่งในขณะที่มอเตอร์กำลังหมุน (คลัตช์ไม่ทำงาน)

คลัตช์แบบแห้งใช้แรงเสียดทานแบบแห้งในการส่งกำลังจากเพลาอินพุตไปยังเพลาเอาต์พุต ตัวอย่างเช่นจานเสียดทาน จะกดกับ ล้อช่วยแรงของเครื่องยนต์รถยนต์ด้วยกลไกสปริง ล้อของรถจะได้รับกำลังก็ต่อเมื่อล้อช่วยแรงสัมผัสกับจานเสียดทานเท่านั้น ในการหยุดการส่งกำลัง จานเสียดทานจะถูกเลื่อนออกจากล้อช่วยแรงโดยใช้กลไกคันโยก คลัตช์ส่วนใหญ่ในรถยนต์เกียร์ธรรมดาเป็นคลัตช์แบบแห้ง^{[ 3 ]}บางครั้งจำเป็นต้องมีการลื่นไถลของคลัตช์เสียดทาน (ซึ่งคลัตช์ทำงานเพียงบางส่วน แต่เพลาหมุนด้วยความเร็วที่ต่างกัน) เช่น เมื่อรถยนต์เร่งความเร็วจากจุดหยุดนิ่ง อย่างไรก็ตาม ควรลดการลื่นไถลให้น้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงอัตราการสึกหรอที่เพิ่มขึ้น

ใน คลัตช์ แบบดึงการเหยียบแป้นคลัตช์จะดึงลูกปืนปลดคลัตช์ออก ใน คลัตช์ แบบกด การเหยียบแป้นคลัตช์จะดันลูกปืนปลดคลัตช์ออก

คลัตช์แบบหลายแผ่นประกอบด้วยแผ่นเสียดทานหลายแผ่นเรียงตัวเป็นวงกลม ในบางกรณี จะใช้แทนคลัตช์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า รถแข่งแดร็กใช้คลัตช์แบบหลายแผ่นเพื่อควบคุมอัตราการส่งกำลังไปยังล้อขณะที่รถเร่งความเร็วจากจุดหยุดนิ่ง

แผ่นคลัตช์บางรุ่นมีสปริงที่ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนความถี่ธรรมชาติของแผ่นคลัตช์ เพื่อลดเสียงและการสั่นสะเทือนภายในรถ นอกจากนี้ คลัตช์สำหรับรถยนต์เกียร์ธรรมดาบางรุ่นยังใช้ลิ้นหน่วงเวลาคลัตช์เพื่อป้องกันการทำงานของคลัตช์อย่างกระทันหัน

ในคลัตช์แบบเปียกวัสดุเสียดทานจะแช่อยู่ในน้ำมัน (หรือมีน้ำมันไหลผ่าน) ซึ่งช่วยระบายความร้อนและหล่อลื่นคลัตช์ สิ่งนี้สามารถทำให้การทำงานของคลัตช์ราบรื่นขึ้นและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น อย่างไรก็ตาม คลัตช์แบบเปียกอาจมีประสิทธิภาพต่ำกว่าเนื่องจากพลังงานบางส่วนถูกถ่ายโอนไปยังน้ำมัน เนื่องจากพื้นผิวของคลัตช์แบบเปียกอาจลื่น (เช่นเดียวกับคลัตช์ของรถจักรยานยนต์ที่แช่ในน้ำมันเครื่อง) การซ้อนแผ่นคลัตช์หลายแผ่นสามารถชดเชยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ที่ต่ำกว่า และช่วยลดการลื่นไถลขณะใช้งานเมื่อคลัตช์ทำงานเต็มที่ได้

คลัตช์เปียกมักใช้วัสดุกระดาษผสม

คลัตช์แบบแรงเหวี่ยงจะทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อความเร็วของเพลาอินพุตเพิ่มขึ้น และจะหยุดทำงานเมื่อความเร็วของเพลาอินพุตลดลง การใช้งานรวมถึงรถจักรยานยนต์ ขนาดเล็ก รถสกูตเตอร์เลื่อยยนต์และรถยนต์ รุ่นเก่าบาง รุ่น

คลัตช์แบบกรวยคล้ายกับคลัตช์แบบแผ่นเสียดทานแห้ง แต่แตกต่างตรงที่วัสดุเสียดทานถูกเคลือบไว้ด้านนอกของวัตถุรูปทรงกรวย รูปทรงกรวยนี้ช่วยให้เกิดการบีบตัวขณะที่คลัตช์ทำงาน การใช้งานทั่วไปของคลัตช์แบบกรวยคือแหวนซิงโครไนเซอร์ในเกียร์ธรรมดา

คลัตช์แบบฟันเฟือง (Dog clutch) เป็นคลัตช์ที่มีการออกแบบป้องกันการลื่นไถล ซึ่งใช้ในระบบส่งกำลังแบบไม่ซิงโครนัส

คลัตช์แบบหมุนรอบเดียวได้รับการพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 19 เพื่อใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องจักร เช่นเครื่องตัดหรือเครื่องอัดโดยการดึงคันโยกควบคุมเพียงครั้งเดียวหรือ (ในภายหลัง) การกดปุ่มเพียงครั้งเดียวจะทำให้กลไกทำงาน โดยคลัตช์จะทำงานระหว่างแหล่งพลังงานและเพลาข้อเหวี่ยง ของเครื่องจักร เป็นเวลาหนึ่งรอบพอดีก่อนที่จะปลดคลัตช์ เมื่อคลัตช์ถูกปลดออก ชิ้นส่วนที่ถูกขับเคลื่อนจะหยุดนิ่ง การออกแบบในยุคแรกๆ มักจะเป็นคลัตช์แบบฟันเฟืองที่มีลูกเบี้ยวบนชิ้นส่วนที่ถูกขับเคลื่อนเพื่อปลดฟันเฟือง ณ จุดที่เหมาะสม^{[ 4 ] [ 5 ]}

คลัตช์แบบหมุนรอบเดียวที่เรียบง่ายกว่ามากได้รับการพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20 ซึ่งต้องการแรงในการทำงานที่น้อยกว่ามาก และในบางรูปแบบ อนุญาตให้หมุนเพียงเศษส่วนคงที่ต่อการทำงานหนึ่งครั้ง^{[ 6 ]}คลัตช์แรงเสียดทานแบบทำงานเร็วเข้ามาแทนที่คลัตช์แบบฟันเฟืองในบางการใช้งาน ซึ่งช่วยขจัดปัญหาการรับแรงกระแทกบนฟันเฟืองทุกครั้งที่คลัตช์ทำงาน^{[ 7 ] [ 8 ]}

นอกจากการใช้งานในอุปกรณ์การผลิตขนาดใหญ่แล้ว คลัตช์แบบหมุนรอบเดียวยังถูกนำไปใช้กับเครื่องจักรขนาดเล็กจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ในเครื่องคำนวณตารางการกดปุ่มใช้งานจะทำให้คลัตช์แบบหมุนรอบเดียวทำงานเพื่อประมวลผลตัวเลขที่ป้อนล่าสุด^{[ 9 ]}ในเครื่องพิมพ์ดีดการกดปุ่มใดๆ จะเลือกอักขระเฉพาะและยังทำให้คลัตช์แบบหมุนรอบเดียวทำงานเพื่อวนรอบกลไกการพิมพ์อักขระนั้น^{[ 10 ]}ในทำนองเดียวกัน ในเครื่องพิมพ์โทรเลขการรับอักขระแต่ละตัวจะทำให้คลัตช์แบบหมุนรอบเดียวทำงานเพื่อวนรอบกลไกการพิมพ์หนึ่งรอบ^{[ 11 ]}

ในปี พ.ศ. 2461 Frederick G. Creed ได้พัฒนา คลัตช์สปริงแบบพันรอบเดียวซึ่งเหมาะอย่างยิ่งกับการทำงานแบบเริ่ม-หยุดซ้ำๆ ที่จำเป็นในเครื่องพิมพ์โทรเลข [ ^{12 ] ใน}ปี พ.ศ. 2485 พนักงานสองคนของบริษัท Pitney Bowes Postage Meterได้พัฒนาคลัตช์สปริงแบบพันรอบเดียวที่ได้รับการปรับปรุง^{[ 13 ]}ในคลัตช์เหล่านี้ สปริงขดจะพันรอบเพลาขับและยึดไว้ในตำแหน่งที่ขยายออกโดยคันโยก เมื่อถูกดึง สปริงจะหดตัวอย่างรวดเร็วรอบเพลาส่งกำลังและเกี่ยวคลัตช์ เมื่อสิ้นสุดการหมุนหนึ่งรอบ หากคันโยกถูกรีเซ็ต มันจะเกี่ยวปลายสปริง (หรือตัวล็อคที่ติดอยู่กับมัน) และโมเมนตัมเชิงมุมของชิ้นส่วนที่ถูกขับจะคลายแรงตึงบนสปริง คลัตช์เหล่านี้มีอายุการใช้งานยาวนาน หลายตัวทำงานมาแล้วหลายสิบล้านรอบและอาจถึงหลายร้อยล้านรอบโดยไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา นอกจากการหล่อลื่นเป็นครั้งคราว

คลัตช์แบบเฟืองเรียงซ้อนหมุนรอบเดียวได้เข้ามาแทนที่คลัตช์แบบสปริงห่อหุ้มหมุนรอบเดียวในเครื่องพิมพ์เอกสาร เช่นเครื่องพิมพ์โทรเลขรวมถึงTeletype Model 28และรุ่นต่อๆ มา โดยใช้หลักการออกแบบเดียวกันเครื่องพิมพ์ดีด IBM Selectricก็ใช้คลัตช์แบบนี้เช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว คลัตช์เหล่านี้จะมีรูปทรงเป็นแผ่นกลม ติดตั้งอยู่บนเพลาขับ ภายในดรัมขับรูปทรงแผ่นกลมกลวงจะมีเฟืองสองหรือสามตัวที่ลอยตัวอย่างอิสระ จัดเรียงไว้เพื่อให้เมื่อคลัตช์ทำงาน เฟืองจะดีดตัวออกไปด้านนอกคล้ายกับผ้าเบรกในดรัมเบรกเมื่อทำงาน แรงบิดที่กระทำต่อเฟืองแต่ละตัวจะถ่ายโอนไปยังตัวอื่นๆ เพื่อให้เฟืองเหล่านั้นทำงานต่อไป คลัตช์เหล่านี้จะไม่ลื่นเมื่อล็อคแล้ว และจะทำงานได้อย่างรวดเร็วมาก ในระดับมิลลิวินาที มีส่วนยื่นออกมาจากชุดประกอบ หากคันโยกทำงานไปสัมผัสกับส่วนยื่นนี้ คลัตช์ก็จะหลุดออก เมื่อคันโยกทำงานปล่อยส่วนยื่นนี้ สปริงภายในและแรงเสียดทานจะทำให้คลัตช์ทำงาน จากนั้นคลัตช์จะหมุนหนึ่งรอบหรือมากกว่านั้น และจะหยุดเมื่อคันโยกทำงานไปสัมผัสกับส่วนยื่นอีกครั้ง

• คลัตช์เบรกแบบย้อนกลับ : พบได้ในนาฬิกาไฟฟ้าแบบซิงโครนัสมอเตอร์บางประเภทที่ผลิตก่อนปี 1940 เพื่อป้องกันไม่ให้นาฬิกาเดินถอยหลัง คลัตช์ประกอบด้วยคลัตช์เบรกแบบสปริงพันรอบที่เชื่อมต่อกับโรเตอร์ด้วยระบบเกียร์ทดรอบหนึ่งหรือสองขั้นตอน คลัตช์เบรกจะล็อกเมื่อหมุนถอยหลัง แต่ก็มีแรงสปริงช่วยด้วย แรงเฉื่อยของโรเตอร์ที่หมุนถอยหลังจะไปเกี่ยวคลัตช์และดึงสปริง เมื่อสปริงคลายตัว มันจะเริ่มหมุนมอเตอร์ไปในทิศทางที่ถูกต้องอีกครั้ง
• คลัตช์แบบสายพาน : ใช้ในอุปกรณ์ทางการเกษตร เช่น เครื่องตัดหญ้า เครื่องไถพรวน และเครื่องเป่าหิมะ กำลังของเครื่องยนต์ถูกส่งผ่านชุดสายพานซึ่งจะหย่อนเมื่อเครื่องยนต์เดินเบา แต่รอกตัวปรับความตึงสามารถดึงสายพานให้ตึงขึ้นเพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างสายพานและรอกได้
• คลัตช์ BMA : คิดค้นโดย Waldo J Kelleigh ในปี พ.ศ. 2492 ^{[ 14 ]}ใช้สำหรับส่งแรงบิดระหว่างเพลาสองเพลา ซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนขับเคลื่อนคงที่ที่ยึดกับเพลาหนึ่ง และชิ้นส่วนขับเคลื่อนเคลื่อนที่ได้ ซึ่งมีพื้นผิวสัมผัสที่มีรอยบุ๋มหลายจุด
• คลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้า : โดยทั่วไปจะทำงานโดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของชุดคลัตช์ อีกประเภทหนึ่งคือคลัตช์อนุภาคแม่เหล็กซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่ได้รับอิทธิพลจากแม่เหล็กในห้องระหว่างชิ้นส่วนขับและชิ้นส่วนตาม การจ่ายกระแสตรงจะทำให้อนุภาคจับตัวกันและยึดติดกับพื้นผิวการทำงาน การทำงานและการลื่นไถลจึงราบรื่นอย่างเห็นได้ชัด
• คลัตช์แบบสปริงพัน : มีสปริงแบบเกลียว โดยทั่วไปจะพันด้วยลวดหน้าตัดสี่เหลี่ยม คลัตช์ประเภทนี้ได้รับการพัฒนาในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 ^{[ 15 ] [ 16 ]}ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด สปริงจะถูกยึดที่ปลายด้านหนึ่งกับชิ้นส่วนที่ถูกขับเคลื่อน ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งไม่ได้ยึดติด สปริงจะพอดีกับชิ้นส่วนขับเคลื่อนทรงกระบอก หากชิ้นส่วนขับเคลื่อนหมุนไปในทิศทางที่จะคลายตัว สปริงจะขยายตัวเล็กน้อยและลื่นไถลได้ แม้ว่าจะมีแรงเสียดทานอยู่บ้างก็ตาม ด้วยเหตุนี้ คลัตช์แบบสปริงจึงต้องหล่อลื่นด้วยน้ำมันเบา การหมุนชิ้นส่วนขับเคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้ามจะทำให้สปริงพันรอบพื้นผิวขับเคลื่อนอย่างแน่นหนา และคลัตช์จะล็อคอย่างรวดเร็ว แรงบิดที่จำเป็นในการทำให้คลัตช์แบบสปริงลื่นไถลจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามจำนวนรอบของสปริง โดยเป็นไปตามสมการของแคปสแตน

รถยนต์และรถบรรทุกส่วนใหญ่ที่มีเกียร์ธรรมดาใช้คลัตช์แบบแห้ง ซึ่งผู้ขับขี่ควบคุมโดยใช้แป้นเหยียบซ้ายสุด การเคลื่อนที่ของแป้นเหยียบจะถูกส่งไปยังคลัตช์โดยใช้กลไกเชื่อมต่อ ระบบไฮดรอลิก (กระบอกสูบหลักและกระบอกสูบรอง) หรือสายเคเบิล คลัตช์จะปลดออกเฉพาะเมื่อผู้ขับขี่เหยียบแป้นคลัตช์เท่านั้น ดังนั้นสถานะเริ่มต้นคือเกียร์เชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ มีตำแหน่งเกียร์ "ว่าง" เพื่อให้สามารถปล่อยแป้นคลัตช์ได้โดยที่รถยังคงจอดนิ่งอยู่

คลัตช์มีความจำเป็นสำหรับการออกตัวจากจุดหยุดนิ่ง และในรถยนต์ที่มีระบบส่งกำลังที่ไม่มีกลไกช่วยในการปรับความเร็วของเครื่องยนต์และระบบส่งกำลังให้ตรงกันระหว่างการเปลี่ยนเกียร์ เพื่อหลีกเลี่ยงการ "กระแทก" ของเกียร์ ซึ่งอาจทำให้ฟันเฟืองเสียหายอย่างร้ายแรง

โดยปกติคลัตช์จะติดตั้งโดยตรงที่หน้าของล้อช่วยแรง ของเครื่องยนต์ เนื่องจากมีแผ่นเหล็กขนาดใหญ่ที่สะดวกอยู่แล้วซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นแผ่นขับเคลื่อนแผ่นหนึ่งของคลัตช์ได้ คลัตช์สำหรับรถแข่งบางรุ่นใช้ชุดแผ่นดิสก์หลายแผ่นขนาดเล็กที่ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของล้อช่วยแรง ทั้งคลัตช์และล้อช่วยแรงถูกห่อหุ้ม ด้วย เรือนเกียร์รูปทรงกรวย วัสดุเสียดทานที่ใช้สำหรับแผ่นคลัตช์นั้นแตกต่างกันไป โดยวัสดุที่ใช้กันทั่วไปคือ เรซิน สารประกอบอินทรีย์ที่มี ลวด ทองแดงอยู่ด้านหน้าหรือวัสดุเซรามิก^{[ 17 ]}

ในระบบเกียร์อัตโนมัติบทบาทของคลัตช์จะถูกแทนที่ด้วยทอร์คคอนเวอร์เตอร์อย่างไรก็ตาม ระบบเกียร์เองมักจะมีคลัตช์ภายใน เช่นคลัตช์ล็อกอัพเพื่อป้องกันการลื่นไถลของทอร์คคอนเวอร์เตอร์ เพื่อลดการสูญเสียพลังงานผ่านระบบเกียร์ และด้วยเหตุนี้จึงช่วยประหยัดเชื้อเพลิง^{[ 18 ]}

พัดลมระบายความร้อนเครื่องยนต์แบบใช้สายพานรุ่นเก่า มักใช้คลัตช์ที่ทำงานด้วยความร้อน ซึ่งมีลักษณะเป็นแถบโลหะสองชนิดเมื่ออุณหภูมิต่ำ สปริงจะม้วนตัวและปิดวาล์ว ทำให้พัดลมหมุนด้วยความเร็วประมาณ 20% ถึง 30% ของ ความเร็ว รอบเพลาข้อเหวี่ยง เมื่ออุณหภูมิของสปริงสูงขึ้น สปริงจะคลายตัวและเปิดวาล์ว ทำให้ของเหลวไหลผ่านวาล์ว ส่งผลให้พัดลมหมุนด้วยความเร็วประมาณ 60% ถึง 90% ของความเร็วรอบเพลาข้อเหวี่ยง

โดยทั่วไปแล้ว คอมเพรสเซอร์แอร์ของรถยนต์จะใช้คลัตช์แม่เหล็กในการเชื่อมต่อคอมเพรสเซอร์กับระบบเมื่อจำเป็น

โดยทั่วไปแล้ว รถจักรยานยนต์จะใช้คลัตช์แบบเปียก ซึ่งคลัตช์จะอยู่ในน้ำมันเดียวกันกับเกียร์ คลัตช์เหล่านี้มักประกอบด้วยแผ่นเสียดทานและแผ่นเหล็กสลับกัน แผ่นเสียดทานมีเดือยอยู่ที่เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเพื่อล็อคเข้ากับตะกร้าที่หมุนโดยเพลาข้อเหวี่ยง ส่วนแผ่นเหล็กมีเดือยอยู่ที่เส้นผ่านศูนย์กลางภายในเพื่อล็อคเข้ากับเพลาอินพุตของเกียร์ เมื่อคลัตช์ทำงาน สปริงขดหรือแผ่นสปริงไดอะแฟรมจะดันแผ่นทั้งสองเข้าหากัน

ในรถจักรยานยนต์คลัตช์จะถูกควบคุมด้วยคันโยกที่อยู่ด้านซ้ายของแฮนด์ การไม่กดคันโยกหมายความว่าแผ่นคลัตช์กำลังทำงาน (ขับเคลื่อน) ในขณะที่การดึงคันโยกกลับไปทางผู้ขับขี่จะปลดแผ่นคลัตช์ออกผ่านการทำงานของสายเคเบิลหรือระบบไฮดรอลิก ทำให้ผู้ขับขี่สามารถเปลี่ยนเกียร์หรือปล่อยให้รถไหลไปเองได้ รถจักรยานยนต์แข่งมักใช้คลัตช์แบบสลิปเปอร์เพื่อลดผลกระทบจากการเบรกด้วยเครื่องยนต์ซึ่งการใช้เบรกเครื่องยนต์กับล้อหลังเพียงอย่างเดียวอาจทำให้เกิดความไม่เสถียรได้

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับคลัตช์ (ข้อต่อ )