ระบบ ส่งกำลัง ( Power Take-Off หรือ PTO )เป็นหนึ่งในหลายวิธีในการรับกำลังจากแหล่งพลังงาน เช่นเครื่องยนต์ ที่กำลังทำงาน และส่งกำลังนั้นไปยังอุปกรณ์หรือเครื่องจักรที่เชื่อมต่ออยู่

โดยทั่วไปแล้ว มันคือเพลาขับแบบมีร่อง ที่ติดตั้งบนรถแทรกเตอร์หรือรถบรรทุกซึ่งช่วยให้เครื่องมือที่มีข้อต่อเข้ากันได้สามารถรับกำลังจากเครื่องยนต์ได้โดยตรง

ระบบส่งกำลังแบบติดตั้งกึ่งถาวรยังพบได้ในเครื่องยนต์อุตสาหกรรมและเครื่องยนต์เรือ โดยทั่วไปแล้ว การใช้งานเหล่านี้จะใช้เพลาขับและข้อต่อแบบสลักเกลียวเพื่อส่งกำลังไปยังอุปกรณ์หรือส่วนประกอบเสริม ในกรณีของการใช้งานในเรือ เพลาอาจใช้เพื่อขับเคลื่อนปั๊มดับเพลิง

ใน การใช้งาน ในเครื่องบินระบบขับเคลื่อนอุปกรณ์เสริมดังกล่าวอาจใช้ร่วมกับระบบขับเคลื่อนความเร็วคงที่ เครื่องบินเจ็ทมีหน่วย PTO สี่ประเภท ได้แก่ เกียร์ภายใน เกียร์ภายนอก เพลาขับรัศมี และอากาศอัด ซึ่งใช้ในการขับเคลื่อนอุปกรณ์เสริมของเครื่องยนต์ ในบางกรณี ระบบส่งกำลังขึ้นบินของเครื่องบินยังให้พลังงานแก่เครื่องยนต์ในระหว่างการสตาร์ทเครื่องยนต์ ด้วย ^{[ 1 ]}ดูเพิ่มเติมที่ สตาร์ท เตอร์ Coffman

ก่อนที่ระบบส่งกำลังแบบเพลาส่งกำลัง (PTO) จะแพร่หลาย มีวิธีการส่งกำลังหลายวิธี แต่ก็มีบางการใช้งานที่ได้รับประโยชน์มากกว่าจากคุณสมบัติบางอย่างของ PTO สายพานแบนโดยทั่วไปมีประโยชน์เฉพาะสำหรับการใช้งานที่เครื่องยนต์อยู่กับที่ เช่นเครื่องจักรไอน้ำ ในโรงงาน เครื่องจักรแบบอยู่กับที่แบบพกพาหรือเครื่องจักรลากจูงที่จอดอยู่หน้างาน สำหรับยานพาหนะที่เคลื่อนที่ เช่นเครื่องจักรลากจูงหรือรถแทรกเตอร์ รุ่นแรกๆ ที่ลากอุปกรณ์ทางการเกษตรอุปกรณ์นั้นสามารถรับกำลังหมุนได้โดยรับกำลังจากล้อใดล้อหนึ่งของตัวมันเอง (ซึ่งการหมุนเกิดจากการลากจูง) และกระจายกำลังผ่านโซ่ลูกกลิ้ง (เช่น ไปยัง ข้อเหวี่ยงของ เคียว ) แต่การส่งกำลังแบบนี้จะหยุดลงหากยานพาหนะหยุดเคลื่อนที่ และแรงต้านของภาระงานมีแนวโน้มที่จะทำให้ล้อลื่นไถลแทนที่จะหมุน แม้ว่าจะมีการติดตั้ง แผ่นกันลื่นก็ตาม แนวคิดของระบบขับเคลื่อนด้วยเพลาที่มีข้อต่อที่เชื่อมต่อและถอดออกได้ง่าย และความยืดหยุ่นในการขับเคลื่อนในมุมที่เปลี่ยนแปลง (เช่น เมื่อรถแทรกเตอร์และรถพ่วงแบบข้อต่อเลี้ยว) จึงเป็นเป้าหมายที่ต้องพัฒนา

มีการทดลองใช้ระบบส่งกำลังแบบ PTO ตั้งแต่ปี 1878 และมีการสร้างระบบส่งกำลังแบบทำเองหลายรุ่นในช่วงหลายทศวรรษต่อมา^{[ 2 ]}  บริษัท International Harvester (IHC) เป็นบริษัทแรกที่วางจำหน่าย PTO ในรถแทรกเตอร์ที่ผลิตเพื่อจำหน่าย โดยรุ่น 8-16 เปิดตัวในปี 1918 ^{[ 3 ]} Edward A. Johnston วิศวกรของ IHC ประทับใจกับ PTO แบบทำเองที่เขาเห็นในฝรั่งเศสเมื่อประมาณสิบปีก่อน ซึ่งดัดแปลงโดยเกษตรกรและช่างเครื่องชาวฝรั่งเศสชื่อ Gougis ^{[ 3 ]}เขาและเพื่อนร่วมงานของ IHC ได้นำแนวคิดนี้มาใช้ในรุ่น 8-16 และออกแบบอุปกรณ์เสริมต่างๆ เพื่อใช้ประโยชน์จากคุณสมบัตินี้ IHC ไม่ได้อยู่เพียงลำพังในตลาดเป็นเวลานาน เพราะภายในหนึ่งปี PTO ก็ปรากฏขึ้นในรถแทรกเตอร์ที่ผลิตเพื่อจำหน่ายยี่ห้ออื่นๆ เช่นรุ่นCase บางรุ่น ในปี ค.ศ. 1920 บริษัท IHC ได้นำเสนอระบบส่งกำลังแบบ PTO (Power Take-Off) สำหรับรถแทรกเตอร์รุ่น 15-30 ของตน และเป็นรถแทรกเตอร์ที่ติดตั้งระบบ PTO คันแรกที่เข้ารับการทดสอบในรัฐเนแบรสการะบบ PTO เป็นข้อได้เปรียบในการแข่งขันสำหรับ IHC ในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1920 และในที่สุดบริษัทอื่นๆ ก็เริ่มนำระบบ PTO มาใช้เช่นกัน

ภายในระบบส่งกำลัง จุดตัดกำลัง ที่แน่นอนตาม แนวเฟือง จะเป็นตัวกำหนดว่าเพลาส่งกำลัง (PTO) สามารถทำงานได้อย่างอิสระจากการเคลื่อนที่ของรถ ( ความเร็วภาคพื้นดิน ) หรือไม่ PTO รุ่นแรกๆ มักจะต่อจากเพลาส่งกำลังหลัก ซึ่งหมายความว่ารถต้อง "อยู่ในเกียร์" เพื่อให้ PTO ทำงาน ต่อมาได้มีการปรับปรุงโดยการออกแบบ PTO แบบอิสระ (LPTO) ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการหมุนของ PTO ได้อย่างอิสระจากการเคลื่อนที่ของรถแทรกเตอร์ นี่เป็นข้อดีเมื่อโหลดที่ขับเคลื่อนโดย PTO ต้องการให้การเคลื่อนที่ของรถแทรกเตอร์ช้าลงหรือหยุดลงเพื่อให้เครื่องจักรที่ขับเคลื่อนด้วย PTO ตามทัน นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถทำงานที่รถแทรกเตอร์จอดอยู่กับที่ได้ เช่น การเติมไซโลหรือการขนถ่ายปุ๋ยคอก ไปยังกองหรือบ่อเก็บแทนที่จะ ขน ถ่าย ข้ามทุ่ง ในปี 1945 บริษัท Cockshutt Farm Equipment Ltdแห่งเมืองแบรนต์ฟ อร์ด รัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา ได้เปิดตัวรถแทรกเตอร์ Cockshutt รุ่น 30 พร้อม LPTO ในที่สุด PTO แบบอิสระก็กลายเป็นมาตรฐานที่แพร่หลายสำหรับอุปกรณ์ใหม่ๆ ในรถแทรกเตอร์สมัยใหม่ ระบบ LPTO มักถูกควบคุมด้วยปุ่มกดหรือสวิตช์เลือก ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ปฏิบัติงานที่ต้องเข้าใกล้เพลา PTO

PTO รวมถึงเพลาและข้อต่ออเนกประสงค์ ที่เกี่ยวข้อง เป็นสาเหตุทั่วไปของอุบัติเหตุและการบาดเจ็บในการเกษตรและอุตสาหกรรม ตามรายงานของสภาความปลอดภัยแห่งชาติร้อยละ 6 ของผู้เสียชีวิตจากอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับรถแทรกเตอร์ในปี 1997 ในสหรัฐอเมริกาเกี่ยวข้องกับ PTO อุบัติเหตุอาจเกิดขึ้นเมื่อเสื้อผ้าหลวมๆ ถูกดึงเข้าไปในเพลา ซึ่งมักส่งผลให้กระดูกหักสูญเสียแขนขาพิการถาวร หรือเสียชีวิตได้ ในวันที่ 13 เมษายน 2552 มาร์ค ฟิดริช อดีต นักเบสบอลเมเจอร์ลีกเสียชีวิตจากอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับ PTO “ดูเหมือนว่าเขาจะกำลังทำงานกับรถบรรทุกของเขาอยู่ เมื่อเสื้อผ้าของเขาพันกันในเพลาส่งกำลังของรถบรรทุก” โจเซฟ เออร์ลี จูเนียร์ อัยการเขตกล่าวในแถลงการณ์^{[ 4 ]}แม้ว่าจะมีการทำงานมากมายเพื่อลดความถี่และความรุนแรงของการบาดเจ็บทางการเกษตร แต่เหตุการณ์เหล่านี้ก็ยังคงเกิดขึ้น^{[ 5 ]}

อุปกรณ์บางชนิดใช้แผ่นพลาสติกป้องกันแบบหมุนได้อิสระที่มีน้ำหนักเบาเพื่อหุ้มเพลา PTO ^{[ 6 ] [ 7 ]}ซึ่งเป็นข้อบังคับในบางประเทศ ในสหราชอาณาจักร คำแนะนำ ของสำนักงานบริหารด้านสุขภาพและความปลอดภัยมีอยู่ในแผ่นพับ^{[ 8 ]}

PTO ทางการเกษตรได้รับการกำหนดมาตรฐาน ใน ^ด้านขนาดและความเร็ว มาตรฐาน ISOสำหรับ PTO คือISO 500 [ ^{9 ]}ซึ่งในฉบับปี 2004 ได้แบ่งออกเป็นสามส่วน:

1. มาตรฐาน ISO 500-1ข้อกำหนดทั่วไป ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย ขนาดของแผ่นป้องกันหลัก และพื้นที่ว่าง
2. รถแทรกเตอร์แบบรางแคบISO 500-2 ขนาดสำหรับแผ่นป้องกันหลักและระยะห่าง
3. มาตรฐาน ISO 500-3ขนาดหลักของ PTO และขนาดร่องฟัน ตำแหน่งของ PTO

แบบดั้งเดิม (กำหนดให้เป็นแบบที่ 1) กำหนดให้ทำงานที่ความเร็ว 540 รอบต่อนาที (rpm) เพลาที่หมุนด้วยความเร็ว 540 rpm จะมีร่องฟัน 6 ร่อง และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง1 มม.+3/8นิ้ว ( 35มม.) ^{[ 10 ]}

มีสองประเภทใหม่กว่า ซึ่งรองรับการใช้งานที่มีกำลังสูงกว่า ทำงานที่ 1000 รอบต่อนาที และแตกต่างกันที่ขนาดเพลา^{[ 10 ]}โดยทั่วไปเกษตรกรจะแยกแยะสองประเภทนี้โดยเรียกมันว่า "1000 ขนาดใหญ่" หรือ "1000 ขนาดเล็ก" เมื่อเทียบกับประเภทที่ 1 ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า "540" ประเภทใหม่ทั้งหมด (2, 3 และ 4) ใช้ ร่องฟัน แบบอินโวลูตในขณะที่ประเภทที่ 1 ใช้ร่องฟันแบบตรง^{[ 9 ]}

เพลาที่มีหน่วยเป็นนิ้วจะมีรูปทรงกลม สี่เหลี่ยมผืนผ้า สี่เหลี่ยมจัตุรัส หรือเป็นร่อง ส่วนเพลาที่มีหน่วยเป็นเมตริกจะมี รูปทรงดาว ระฆัง หรือฟุตบอล^{[ 11 ]}

^{[ 10 ] [ 9 ]}

เนื่องจากความต้องการกำลังแรงม้าที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากเครื่องมือทางการเกษตร และเครื่องยนต์ที่มีกำลังแรงม้าสูงขึ้นที่ติดตั้งในรถแทรกเตอร์ทางการเกษตร จึงได้มีการเพิ่มประเภทที่ใหญ่กว่า (กำหนดให้เป็นประเภทที่ 4) เข้าไปในมาตรฐาน ISO 500 เพลาชนิดนี้ทำงานที่ความเร็วรอบสูงขึ้นที่ 1300 รอบต่อนาที เพื่อให้สามารถส่งกำลังได้ที่ระดับแรงบิดที่ลดลง เพลามีร่องฟัน 22 ร่อง โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลัก 57.5 มิลลิเมตร (มม.) ออกแบบมาเพื่อรองรับกำลัง PTO สูงสุด 450 กิโลวัตต์ (kW) หรือประมาณ 600 แรงม้า (hp)

ทั้งสี่แบบจะหมุนทวนเข็มนาฬิกาเมื่อมองย้อนกลับไปจากภายในห้องโดยสารของรถแทรกเตอร์ เมื่อยืนอยู่ด้านหลังรถแทรกเตอร์และมองตรงไปที่เพลา จะหมุนตามเข็มนาฬิกา^{[ 10 ]}

เพลาส่งกำลังแบบ 10 ฟันเฟืองถูกใช้กับอุปกรณ์รุ่นแรกๆ บางรุ่น เช่นแลนด์โรเวอร์ ปี 1948 โดยปกติแล้วจะมีอะแดปเตอร์แบบ 6 ฟันเฟืองมาให้ด้วย เป็นเรื่องปกติที่ผู้ผลิตเครื่องจักรทางการเกษตรจะระบุข้อมูลจำเพาะกำลัง PTO ที่ระบุไว้ ซึ่งเป็นการบ่งบอกถึงกำลังทันทีที่เพลาสามารถใช้งานได้ รถแทรกเตอร์รุ่นใหม่ๆ อาจมาพร้อมกับตัวเลือก 540/540E และ/หรือ 1000/1000E ซึ่งช่วยให้รถแทรกเตอร์สามารถขับเคลื่อนอุปกรณ์ที่ต้องการกำลังต่ำบางอย่าง เช่นคราดหญ้าหรือเครื่องเกลี่ยหญ้าโดยใช้ความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่ต่ำลงเพื่อรักษาความเร็วรอบต่อนาทีที่ต้องการ ซึ่งจะใช้น้ำมันเชื้อเพลิงน้อยลงและสร้างภาระให้กับเครื่องยนต์น้อยลง จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุน

มาตรฐานอุตสาหกรรมแรกสำหรับการออกแบบ PTO ได้รับการรับรองโดย ASAE ( สมาคมวิศวกรการเกษตรแห่งอเมริกา ) ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2460 ความเร็วรอบการหมุนของ PTO ถูกกำหนดไว้ที่ 536 ± 10 รอบต่อนาที โดยมีทิศทางการหมุนตามเข็มนาฬิกา ต่อมาความเร็วรอบได้ถูกเปลี่ยนเป็น 540 รอบต่อนาที^{[ 12 ]}

ระบบส่งกำลังของรถบรรทุกมีตำแหน่งอย่างน้อยหนึ่งตำแหน่งที่สามารถติดตั้ง PTO (Power Take-Off) ได้ PTO ต้องซื้อแยกต่างหาก และต้องระมัดระวังในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนต่อประสานทางกายภาพของระบบส่งกำลังนั้นเข้ากันได้กับ PTO โดยปกติแล้วผู้จำหน่าย PTO จะต้องการรายละเอียดของยี่ห้อ รุ่น และแม้กระทั่งหมายเลขซีเรียลของระบบส่งกำลัง นอกจากนี้ยังต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่รอบๆ ระบบส่งกำลังนั้นเพียงพอสำหรับการติดตั้ง PTO การเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อ PTO ทำได้โดยใช้คลัตช์หลักของระบบส่งกำลังและกลไกควบคุมระยะไกลซึ่งทำงานบน PTO เอง โดยทั่วไปจะใช้ลิ้นอากาศในการเชื่อมต่อ PTO แต่ก็สามารถใช้กลไกแบบเชื่อมต่อเชิงกล กลไกไฟฟ้า หรือกลไกไฮดรอลิกได้เช่นกัน

รถ Unimogส่วนใหญ่มาพร้อมกับระบบ PTO ด้านหน้าและ/หรือด้านหลัง ระบบไฮดรอลิก และระบบต่อพ่วงสามจุด

อุปกรณ์จะได้รับการจัดอันดับตามแรงบิดต่อเนื่องและแรงบิดไม่ต่อเนื่องที่สามารถส่งผ่านได้ และแต่ละรุ่นจะมีอัตราส่วน "การหมุนของเพลา PTO ต่อรอบเครื่องยนต์" ที่แตกต่างกัน

ในกรณีส่วนใหญ่ PTO จะเชื่อมต่อโดยตรงกับปั๊มไฮดรอลิกซึ่งช่วยให้สามารถส่งแรงเชิงกลผ่าน ระบบ ของเหลวไฮดรอลิกไปยังตำแหน่งใดๆ รอบตัวรถได้ โดยที่มอเตอร์ไฮดรอลิกจะแปลงแรงนั้นกลับเป็นแรงเชิงกลแบบหมุนหรือแบบเชิงเส้น การใช้งานทั่วไปได้แก่:

• การเดินปั๊มน้ำบนรถดับเพลิงหรือรถบรรทุกน้ำ
• การใช้งานเครื่องทำความสะอาดพรมด้วยน้ำร้อนแบบติดตั้งบนรถบรรทุก (ขับเคลื่อนเครื่องเป่าลมดูดและปั๊มฉีดน้ำยาแรงดันสูง)
• ใช้พลังงานในการขับเคลื่อนระบบเป่าลมที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายวัสดุแห้ง เช่น ซีเมนต์
• การจ่ายพลังงานให้กับระบบคอมเพรสเซอร์อากาศแบบรวมในรถยนต์^{[ 13 ]}
• การยกกระบะรถบรรทุกดัมพ์
• การใช้งานแขนกลบนรถกระเช้าที่ใช้โดยช่างซ่อมบำรุงไฟฟ้าหรือช่างซ่อมบำรุงเคเบิลทีวี
• การใช้งานรอกบนรถลากจูง
• การใช้งานเครื่องอัดขยะบนรถบรรทุกขยะ
• การใช้งานรถบรรทุกบูม/เครน
• การใช้งาน เครื่องขุดต้นไม้แบบติดตั้งบนรถบรรทุกและชุดเสายก

ชุด PTO แบบแยกเพลาจะติดตั้งอยู่บนเพลาขับของรถบรรทุกเพื่อส่งกำลังไปยัง PTO ชุดดังกล่าวเป็นเกียร์เสริมที่แยกเพลาขับของรถออกเป็นสองส่วน:

• เพลาที่หันหน้าเข้าหาเกียร์ ซึ่งจะส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังเพลา PTO แบบแยกส่วน;
• เพลาที่หันเข้าหาแกนล้อ ซึ่งทำหน้าที่ส่งกำลังขับเคลื่อนไปยังแกนล้อ

ตัวเครื่องได้รับการออกแบบให้สามารถส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังเพลาขับหรือเพลาส่งกำลังเสริม (PTO) ได้อย่างอิสระ โดยใช้คลัตช์อิสระสองตัว เช่น คลัตช์แบบฟันเฟืองหรือคลัตช์แบบฟันหมา ซึ่งสามารถใช้งานได้เฉพาะเมื่อ ระบบส่ง กำลังหยุดนิ่งสนิทเท่านั้น เนื่องจากเกียร์หลักจะเปลี่ยนความเร็วรอบโดยการเลือกเกียร์ ดังนั้น PTO จึงไม่สามารถใช้งานได้ขณะที่รถกำลังเคลื่อนที่

ในรถยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อ (4x4) เกียร์ PTO แบบแยกเพลาจะใช้เฉพาะเพลาขับหลังเท่านั้น ทำให้ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อของรถต้องเป็น แบบ เลือกขับเคลื่อนสี่ล้อได้เพื่อให้เพลาขับหน้าแยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์ในระหว่างการทำงานของ PTO

นอกจากนี้ ยังสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่นที่ไม่ใช่ปั๊มไฮดรอลิกเข้ากับ PTO ได้โดยตรง เช่น ปั๊มของรถดับเพลิง

ชุดเพลาแยกแบบ "แซนด์วิช" จะติดตั้งอยู่ระหว่างเครื่องยนต์และเกียร์ และใช้ในรถบำรุงรักษาถนน รถดับเพลิง และรถออฟโรด ชุดนี้รับกำลังขับโดยตรงจากเพลาเครื่องยนต์ และสามารถส่งกำลังได้มากถึงกำลังเครื่องยนต์ทั้งหมดไปยัง PTO โดยปกติแล้ว ชุดเหล่านี้จะมีระบบหล่อลื่นของตัวเอง เนื่องจากรูปแบบการติดตั้งแบบแซนด์วิช เกียร์จะถูกย้ายออกจากเครื่องยนต์ ทำให้ระบบส่งกำลังต้องรองรับการติดตั้งนี้ด้วย

• เครื่องจักรกลการเกษตร
• รถแทรกเตอร์
• รถแทรกเตอร์สองล้อ
• วี2แอล

• Hayneks Hydraulic — ผู้ผลิตและจำหน่ายระบบส่งกำลัง (PTO) และปั๊มไฮดรอลิกสำหรับยานพาหนะอุตสาหกรรม

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับระบบส่งกำลังขึ้นบิน

• Pripps, Robert N.; Morland, Andrew (ช่างภาพ) (1993). รถแทรกเตอร์ Farmall: ประวัติของรถแทรกเตอร์ International McCormick-Deering Farmallชุดประวัติศาสตร์รถแทรกเตอร์สี. Osceola, WI: MBI. ISBN 978-0-87938-763-1.