Embragues 2 Andrés Porras.

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1 Embragues 2 Andrés Porras

2 Transmisión del movimiento del cigüeñal a las ruedas.
El embrague conecta o desconecta el movimiento del motor a la caja de cambios, según esté pisado o no el pedal del embrague en el momento de arrancar o realizar un cambio de marcha.

3 Ubicación del Embrague

4 Requerimientos de los Embragues
El movimiento no se transmita bruscamente o a tirones con el vehículo parado, o cuando varía el régimen de revoluciones del motor. Progresivo Elástico Manuales: controlado por el conductor por medio de un pedal o palanca. Automáticos: En función del régimen de funcionamiento del motor

5 Es indispensable en los vehículos con motor térmico: para iniciar la marcha hay que transmitir el par motor a bajo régimen progresivamente por resbalamiento mecánico o viscoso, hasta conseguir un acoplamiento rígido entre el motor y las ruedas del vehículo a través del cambio de velocidades. Si el cambio de velocidades es mecánico el embrague desconecta el motor de las ruedas para cambiar de velocidad o para parar el vehículo sin detener el motor. Debe poseer suficiente fuerza para que no patine con el motor funcionando a pleno rendimiento y a la vez proporcionar una marcha suave. Resistente debido a que por él pasa todo el par motor. Rápido y seguro para poder aprovechar al máximo dicho par, en todo el abanico de revoluciones del motor.

6 El embrague une o separa dos ejes.
Son dos discos que se pueden acercar o alejar entre sí, cuando entran en contacto, tras un breve instante inicial de deslizamiento, quedan unidos firmemente girando solidarios. Normalmente el embrague está en posición de transmisión del movimiento, el tractor está embragado, el par motor pasa al primario de la caja de cambios. Cuando se interrumpe la transmisión del par, el tractor está desembragado y no se transmite movimiento.

7 TRANSMISIÓN DE POTENCIA HASTA LA RODADURA
Superreductora Motor Diferencial Embrague Reductora Caja de cambios

8 EMBRAGUE Y CAJA DE CAMBIOS
Disco de embrague Collarín de empuje Varilla Sincronizador Carcasa Horquilla Plato opresor Eje secundario Patilla Inversor Eje primario Eje intermediario Reductora Diafragma Anillo de patillas

9 Tipos de embragues De fricción: Unión de dos piezas que al adherirse forman el efecto de una sola. Hidráulicos: Utilizan como elemento de unión el aceite. Se usan con cambios de velocidades automáticos. Electromagnéticos: Menos usados. Se basan en el los efectos de acción de campos magnéticos.

10 EMBRAGUES DE FRICCIÓN DE DISCO SIMPLE O MONODISCO
Están constituidos por una parte motriz, que transmite el giro a una parte conducida, utilizando la adherencia entre los dos elementos y una presión aplicada que los une fuertemente entre si. Está compuesto por el disco de embrague y el plato de presión.

11 Partes

12 Tapa metálica Denominada campana. Unida al volante de inercia del motor mediante tornillos, encierra entre ella y el volante al resto de las piezas, y gira solidaria con él.

13 Disco de embrague Forros del embrague
Es un disco metálico sobre el cual, en su parte periférica, van unidas mediante remaches dos coronas circulares denominadas forros de embrague, constituidos por amianto, resinas sintéticas e hilos de cobre o latón, que constituyen un material altamente resistente a la fricción. En su parte central lleva un manguito estriado en su interior, dentro del cual se aloja un extremo del eje primario de la caja de cambios, que está estriado exteriormente con un diseño acoplable al que el disco de embrague lleva en su interior. Forros del embrague

14 Plato opresor Metálico, con forma de corona circular del mismo tamaño que los forros de embrague, lleva unos soportes sobre los cuales actúan las patillas.

15 Muelles o Diafragma Generalmente 9 ó 12. Se apoyan por uno de sus extremos sobre la campana y por el otro sobre el plato opresor. Diafragma: Por su menor número de componentes reduce la fricción y el desgaste, garantiza un mejor funcionamiento, buen rendimiento y aumenta la durabilidad. La fuerza de apriete aumenta con el desgaste del disco, lo que evita que el embrague patine prematuramente. No requiere de ningún ajuste. Su accionamiento es más suave y más confortable para el conductor. Fácil montaje.

16 Patillas Generalmente 3 ó 4. Actúan como palancas de primer género y tienen un punto de apoyo y giro unido a la campana. Por uno de sus extremos las patillas actúan sobre el soporte del plato opresor y por el otro sobre el anillo de patillas.

17 Collarín Formado por un rodamiento axial con un orificio central por el que pasa el eje primario. Este collarín se apoya por un lado en el anillo de patillas y por el otro recibe el empuje de la horquilla.

18 Sistema hidráulico o de varillas y palancas: Transmite el movimiento, desde el pedal de embrague hasta la horquilla. Una de las varillas, llamada varilla tensora, va roscada en sus extremos y sirve para la regulación del embrague. Muelle de recuperación del pedal: Va unido por un extremo a la palanca del pedal de embrague, y por el otro al bastidor del tractor.

19 ELEMENTOS DEL EMBRAGUE
3 8 9 5 4 1 2 7 6 Árbol del motor Volante Campana Disco de embrague Plato Opresor Muelles Patilla Collarín de empuje Eje Primario

20 Funcionamiento: Embragado: los muelles mantienen al plato opresor desplazado hacia el volante del motor, oprimiendo fuertemente entre ambos al disco de embrague. El giro del volante y del plato opresor se transmite al disco y de éste al eje primario de la caja de cambios. El muelle de recuperación del pedal lo mantiene en su posición más elevada y al mismo tiempo tira de la horquilla separando el collarín del anillo de patillas, evitándose así rozamientos innecesarios y el desgaste prematuro del collarín.

21 Desembragado: Al oprimir el pedal de embrague la horquilla presiona sobre el collarín, éste sobre el anillo, éste sobre las patillas que, al girar sobre su punto de apoyo, tiran del plato opresor comprimiendo los muelles y separándolo del disco de embrague. Al no estar oprimido el disco entre el volante y el plato, queda libre deteniéndose su movimiento y el del eje primario.

22 Para embragar: Se levanta progresivamente el pie del pedal del embrague, los muelles o el diafragma irán desplazando al plato opresor oprimiendo el disco de embrague contra el volante, transmitiendo el movimiento de éstos a la caja de cambios progresivamente.

23 En la posición de embragado siempre que el motor se encuentre en marcha estarán girando solidariamente el volante, la campana, el plato opresor, los muelles, las patillas y el anillo de patillas. También giran el disco de embrague y el eje primario. En la posición de desembragado no se moverán el disco del embrague y el eje primario, girando, en cambio, el rodamiento axial del collarín.

24 El disco de embrague va acoplado en el árbol del primario de la caja de cambios por medio de su manguito estriado. El árbol primario se apoya en el cigüeñal por medio de un cojinete de bronce sobre el cual desliza. Los forros del disco, por una de sus caras se acoplan al volante del motor, y por la otra al plato de presión que va solidario a la carcasa.

25 La presión que ejercen los resortes sobre la carcasa hace que el disco quede fuertemente aprisionado contra el volante. En este momento, el volante transmite el movimiento al disco que, a su vez, por mediación del manguito estriado, lo transmite al primario de la caja de cambios. Cuando se pisa el pedal de embrague se desplaza el collarín de empuje hacia el interior, presionando sobre las patillas, éstas, al girar sobre la articulación, desplazan a su vez al plato de presión, que libera el disco de embrague al vencer la resistencia de los muelles. En esta posición, el embrague gira en vacío, sin transmitir el movimiento del motor a la caja de cambios. Se dice que el embrague está en posición de desembragado.

26 Al soltar el pedal, la fuerza de los resortes hace retroceder el plato de presión que actúa sobre el disco de fricción, y éste se acopla entonces al volante. La disposición del disco, con sus lengüetas y muelles de absorción, hace que el acoplamiento no sea brusco, sino progresivo. No obstante, el acoplamiento del embrague por parte del conductor no debe hacerse de una forma rápida y brusca, sobre todo con el vehículo parado, con el objeto de no recargar el motor al tener que vencer la enorme inercia debida a su peso. Se dice que el embrague está en posición de embragado.

27 Disco de embrague Es un disco de acero con unos cortes radiales en su periferia que forman unas lengüetas o segmentos circulares dobladas en dos sentidos. Va unido al platillo con interposición de los muelles que le confieren la deseable elasticidad. El disco lleva un manguito estriado para su acoplamiento al árbol primario de la caja de cambios. Al disco por medio de remaches o bien pegados, van sujetos los forros, que son lisos por la cara de acoplamiento a las lengüetas y estriados por la cara exterior o zona de fricción. Las cabezas de los remaches van embutidas dentro del forro para evitar que rocen contra la superficie de asiento en el volante y plato de presión. Los segmentos circulares curvados y arqueados hacia afuera ceden bajo la presión del embrague y, al embragar, su posición es casi plana, atacando así de forma progresiva. Los forros, por contacto a presión con el volante, son los encargados de transmitir el movimiento sin que se produzca deslizamiento, por lo que su material debe tener un alto coeficiente de rozamiento y ser muy resistente al desgaste por rozamiento y al calor.

28 DISCO DE EMBRAGUE 2 3 4 6 1.- Disco de embrague. 2.- Corte radial. 1
3.- Platillo. 4.- Muelles. 5.- Manguito estriado. 6.- Forro de amianto. 7.- Remache. 5 6 7

29 DETALLES DE DISCO DE EMBRAGUE
Forro 1 2 Remache Muelle de elasticidad 4 3 Manguito mandrinado

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31 Tipo Massey

32 Plato opresor Pieza que va montada entre el disco de fricción y la cubierta o carcasa. Sirve para el acoplamiento del conjunto al volante de inercia del motor por medio del disco de fricción. Constituido por un disco de acero, en forma de corona circular con espesor suficiente como para no deformarse. Según los dispositivos que efectúan la presión sobre la maza, se clasifican en : Embrague de muelles. Embrague de diafragma. Embrague automático. Embrague de discos múltiples.

33 Embrague de muelles En este embrague la presión se efectúa por medio de una serie de muelles repartidos uniformemente sobre la periferia del plato opresor, para que la presión sea igual en toda la corona circular.

34 PLATO OPRESOR 1 2 3

35 Embrague de diafragma:
Los muelles son sustituidos por un diafragma elástico de acero especial, encajado en la periferia del plato de presión, que lo oprime contra el disco de embrague. El diafragma tiene forma cónica y lleva unos cortes radiales que parten del centro, cuyos extremos sirven para su sujeción a la carcasa. Ventajas: Mejor equilibrado, Tamaño reducido, Menor esfuerzo de desembragado, Menor sensibilidad a los efectos de la fuerza centrífuga.

36 Embrague de Diafragma Carcasa Disco de embrague Forro Diafragma
1 2 4 3 5 6 7 Carcasa Disco de embrague Forro Diafragma Collarín de empuje Eje primario Eje intermediario 2 Andrés Porras

37 Fuerzas de accionamiento de los embragues
Diafragma: El mayor esfuerzo se da en el semidesembragado, hasta vencer la fuerza inicial de inversión en la conicidad del diafragma. Luego disminuye el esfuerzo hasta el final de desembrague, aunque se mantiene ligeramente constante en el recorrido del pedal. Muelles: el esfuerzo es creciente a medida que se van comprimiendo los muelles. Fuerza Kp Desplazamiento mm 1.- Embrague de muelles. 2.- Embrague de diafragma. 1 2 Diferencia de esfuerzos aplicados al pedal en embragues de las mismas dimensiones.

38 Embrague automático mecánico:
Efectúa el proceso en el arranque y en el cambio de marchas automáticamente, sin accionar el pedal. No lleva collarín ni mando de accionamiento, la acción de embragado y desembragado la hacen unos contrapesos que funcionan por fuerza centrífuga de giro del motor. 1 2 3 4 5 6 7 9 8 Eje motor Volante de inercia Articulación Masa centrífuga Resorte Plato Opresor Disco de embrague Orificio mandrinado Eje arrastrado

39 Cuando el motor gira a ralentí, los contrapesos no ejerzan acción sobre el plato opresor, quedando el disco libre, desembragado. Al acelerar y aumentar las revoluciones del motor, la fuerza centrífuga desplaza los contrapesos hacia la periferia, basculan sobres su eje de montaje, empujan al plato de presión hacia su acoplamiento con el disco, quedando embragado. El proceso es totalmente progresivo, ya que la presión de acoplamiento ejercida por los contrapesos está en función del régimen de giro del motor. Existe gran variedad de estos embragues, el elemento centrífugo puede ser unos rodillos que se deslizan por un cono, como en motosierras y motos de pequeña cilindrada.

40 Embrague Automático Hidráulico
Compuesto por tres émbolos y tres válvulas de accionamiento por fuerza excéntrica, provee un acoplamiento elástico y progresivo sin pérdida de potencia en función de las velocidades de giro del eje conductor y el conducido. Este mecanismo es sencillo y robusto. Con unas dimensiones muy ajustadas es capaz de transmitir un elevado par en ambos sentidos. Los seis cilindros y los tres conductos hidráulicos forman un circuito cerrado y completamente estanco.

41 Embrague de discos múltiples
1.- Eje motor 2.- Volante de inercia 3.- Carcasa con mandrinado interior 4.- Disco macho 5.- Disco hembra 6.- Eje primario 7.- Conexión con caja de cambios Embrague de discos múltiples Este embrague se instala cuando, por el volante del motor, el tamaño del disco no es suficiente para transmitir todo el par motor. Se emplean varios discos, cuya superficie total de adherencia es equivalente a la que necesitaría un sólo disco. Sobre el extremo del eje primario va el mandril, cuyos nervios soportan los discos metálicos hembras, entre éstos están intercalados con los discos machos, que por su periferia son llevados por las estrías interiores de la campana. La campana está unida al volante. Eje motor Volante de Inercia Carcasa con mandrinado interior Disco macho Disco hembra Eje Primario Conexión con caja de cambios. 1 2 3 4 5 6 7 Detalle disco macho hembra

42 Este embrague se sumerge, generalmente, en aceite fluido o una mezcla de aceite y petróleo.
Con el mismo principio se construyen embragues de varios discos en seco, forrados con tejido de amianto. Algunos embragues de este tipo se usan en los tractores de cadenas para su dirección. En este caso son accionados con una leva mandada con una palanca, según apriete o deje sueltos los discos produce el embrague o desembrague.

43 EMBRAGUE DE DISCOS MÚLTIPLES
6 5 4 3 Conexión con el eje Carcasa Mandrinado Interior Disco macho Disco Hembra Demultiplicación Conexión al PTO Mandrinado exterior. 2 8 1 7 2 Andrés Porras

44 Sistema de accionamiento.
Los sistemas de mando pueden ser de tres tipos: Accionamiento mecánico. Accionamiento hidráulico. Accionamiento neumático.

45 Accionamiento Mecánico
El desplazamiento de los resortes o del diafragma para desacoplar el embrague se realiza por medio de un cojinete de empuje, llamado collarín, montado sobre el árbol primario de la caja de cambios y accionado por la palanca de embrague. En este collarín va montado un cojinete axial para que el empuje ejercido no interfiera en el giro de las partes móviles del embrague. Para el desplazamiento del collarín se emplea un dispositivo de horquilla montada sobres la carcasa del embrague, y una palanca de accionamiento, situada en el interior de la carrocería y al alcance del pie del conductor.

46 La fuerza, necesaria para desacoplar el plato opresor del embrague, depende de la disposición de la palanca, ya que las fuerzas que actúan son inversamente proporcionales a los brazos de palanca correspondientes.

47 Accionamiento hidráulico
Para embragues de gran presión. Se usa con el fin de aminorar el esfuerzo a transmitir en el pedal y para que el accionamiento sea más suave, se intercala entre el pedal y la palanca de desembrague un sistema hidráulico, que consiste en un bombín emisor y un pistón receptor.

48 El accionamiento neumático es poco empleado.
Consiste en la instalación en un depósito que envía el aire a un servo - embrague a través de una tubería flexible. El servo - embrague sirve para distribuir el aire en la operación de embrague y desembrague. Del servo sale una tubería que envía aire al cilindro de mando, cuyo vástago actúa sobre la horquilla del embrague.

49 ACCIONAMIENTO MECÁNICO DEL EMBRAGUE

50 ACCIONAMIENTO HIDRAULICO DEL EMBRAGUE
Disco Plato Collarín Horquilla Pistón 9 Tubería a Presión Depósito Bombín Pedal de embrague 7 8 6 1 5 3 4 2

51 EMBRAGUES DE FRICCIÓN DE DISCO DOBLE
Hasta hace poco en la mayoría de los tractores el TDF era accionado por el eje primario de la caja de cambios, así al pisar el pedal del embrague se detenía el movimiento del tractor y de la toma de fuerza. Cuando el tractor iba remolcando una máquina accionada por la toma de fuerza había atascos y alteraciones en el trabajo de la máquina. Actualmente se independiza el movimiento de la caja de cambios de el del TDF con un embrague de doble disco. Los elementos son iguales a los del embrague monodisco, pero con un disco de embrague más y un plato opresor más colocado entre los dos discos de embrague. El segundo disco de embrague da movimiento a la toma de fuerza. Va sobre un tubo estriado exteriormente por el interior del cual pasa, totalmente independiente de él, el eje primario de la caja de cambios. Los dos platos opresores se unen con tornillos, en uno de cuyos extremos se intercala un muelle de presión que apoya por un lado sobre la tuerca del tornillo, y por el otro sobre el segundo plato opresor. El volante del motor lleva unos topes para limitar el recorrido del primer plato opresor.

52 EMBRAGUE DE DOBLE DISCO
6 1 Disco del eje primario Disco del TDF Primer Plato Opresor Segundo Plato Opresor Tope del primer plato Muelle del disco del TDF Muelle del embrague Eje Primario Eje del TDF 7 2 8 9 andres 3 5 4 2 Andrés Porras

53 1. Cuando el pedal del embrague está suelto los muelles presionan sobre el segundo plato opresor, éste sobre el disco de la toma de fuerza, éste, a su vez, sobre el primer plato opresor y sobre el disco del eje primario, así al moverse el volante y los platos opresores, arrastran a los dos discos de embrague dando a la vez movimiento al eje primario de la caja de cambios y a la toma de fuerza.

54 2. Al pisar el pedal a la mitad del recorrido las patillas tiran del segundo plato opresor y éste a través de los tornillos y muelles de unión, tira del primer plato opresor separándolo del volante y quedando el disco del eje primario desembragado, no transmitiendo movimiento a la caja de cambios pero sí a la toma de fuerza, cuyo disco de embrague continúa aprisionado entre los dos discos opresores y, por tanto, embragado.

55 3. Al seguir pisando el pedal del embrague hasta el final de su recorrido las patillas de embrague siguen tirando del segundo plato opresor, y al llegar el primer plato a los topes del volante, el segundo plato se separa del primero comprimiendo los muelles situados en los tornillos de unión de los dos platos, dejando libre al disco de embrague de la toma de fuerza quedando ésta, también, desembragada. Al ir soltando el pedal del embrague progresivamente, se embragará en primer lugar la toma de fuerza y después la caja de cambios del tractor.

56 EMBRAGUE DE DOBLE DISCO
Volante de Inercia Disco del eje primario Disco de eje del TDF Eje primario Eje del TDF 1 2 3 4 5

57 Vibración del Tractor al Embragar Golpeteo en su funcionamiento:
Averías más frecuentes El embrague patina Reglaje Defectuoso Comprobar y hacer reglaje Disco Engrasado o sucio Desmontar el embrague y comprobar Forros desgastados Sustituir el disco Falta de presión en los muelles Desmontar y comprobar muelles Vibración del Tractor al Embragar El disco no asienta bien sobre el volante por estar deformado Comprobar el alabeo y cambiar el disco. Por falta de progresividad, al no actuar los muelles amortiguadores Casquillo roto o desgastado Las velocidades rascan al cambiar. Mal reglaje, al pisar el pedal a fondo, no se suelta el disco por completo. Hacer un reglaje correcto para remediarlo Ruidos, Falta de grasa en el collarín, o cojinete axial en mal estado Engrasar o cambiar el collarín. Golpeteo en su funcionamiento: Por desgaste en el casquillo del árbol primario Cambiar el casquillo. Platillo de apoyo del collarín desencajado Hacer reglaje del plato opresor. Volante de inercia flojo. Comprobar y apretar el mismo

58 EMBRAGUES HIDRÁULICOS
Es un embrague automático que permite que el motor transmita el par cuando llega a un determinado régimen de giro. Se basa en la transmisión de energía de una bomba centrífuga a una turbina por medio de un aceite mineral. Se pueden suponer dos ventiladores enfrentados; el ventilador activo mueve el proyecta el aire sobre el otro sin conectar y gira como una turbina. Está constituido por dos coronas giratorias, que tienen forma de semitoroide, provistas de unos tabiques planos llamados álabes. La corona motriz va unida al árbol motor y constituye la bomba centrífuga, la otra, unida al primario de la caja de cambios constituye la turbina o corona arrastrada. Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y están separadas por un pequeño espacio para que no se produzca rozamiento entre ellas.

59 Cuando el motor gira, el aceite de la carcasa es impulsado por la bomba, proyectándose por su periferia hacia la turbina incidiendo en sus álabes paralelamente al eje. Dicho aceite es arrastrado por la propia rotación de la bomba corona o motriz, formando un torbellino tórico. La energía cinética del aceite que choca contra los álabes de la turbina produce un par que tiende a hacerla girar. En ralentí, la energía cinética del aceite es pequeña y el par transmitido a la turbina es insuficiente para vencer el par resistente. Hay un resbalamiento total entre bomba y turbina y esta permanece inmóvil. El aceite resbala por los álabes de la turbina y es devuelto desde el centro de ésta al centro de la bomba, en donde es impulsado nuevamente a la periferia para seguir el ciclo. Al aumentar las revoluciones, el torbellino de aceite incide con más fuerza sobre los álabes de la turbina, se vence al par resistente y hace la hace girar, mientras se verifica un resbalamiento de aceite entre bomba y turbina que supone el acoplamiento progresivo del embrague.

60 Cuando el motor gira rápidamente, el aceite es impulsado con gran fuerza contra la turbina y ésta es arrastrada sin que exista apenas resbalamiento entre ambas. El par pasa a la transmisión, cualquiera que sea el par resistente y aunque el motor se acelere rápidamente el movimiento del tractor se produce progresivamente, existiendo un resbalamiento que disminuye a medida que se va venciendo al par resistente. Con una demanda mayor de fuerza en el tractor, su velocidad disminuye por aumentar el par resistente, pero el motor continua desarrollando su par máximo a costa de un mayor resbalamiento, así se puede mantener más tiempo la marcha sin peligro de que el motor se cale. Por la pérdida de energía por deslizamiento del aceite se consume algo más de combustible que con embrague normal de fricción. Presenta un mayor coste económico y la necesidad de tener una caja de cambios automática.

61 Ventajas Ausencia de desgaste. Gran duración. Es muy elástico.
Es muy progresivo. Bajo coste de entretenimiento, no exigiendo más atención que el cambio periódico del aceite. La capacidad de transmisión de potencia de estos embragues es directamente proporcional al cubo de la velocidad de giro y a la quinta potencia de su diámetro.

62 EMBRAGUE HIDRAULICO Cigüeñal Volante de Inercia Turbina Álabes Rotor
5 2 Cigüeñal Volante de Inercia Turbina Álabes Rotor Deflector Eje Primario 1 6 3 7 4

63 Considérense los forros de un embrague.
CÁLCULO DE UN EMBRAGUE DE FRICCIÓN Considérense los forros de un embrague. r: Radio interior del forro R: Radio exterior. p: Presión ejercida sobre el disco por los muelles (se puede suponer constante en toda la superficie del forro) En una corona circular diferencial la fuerza que actúa

64 (1) Como dr2 = 0 se tiene que:
Siendo m el coeficiente de rozamiento forro-volante, la fuerza de rozamiento R originada por dF es: La fuerza de rozamiento total será:

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67 Otros tipos de embragues de interés en Agricultura

68 EMBRAGUE DE GARRAS

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72 EMBRAGUE CENTRÍFUGO

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75 EMBRAGUE DE CONO

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82 EMBRAGUE HIDROSTÁTICO