Sporvei

En sporvei er et system av skinner i bygater, der det kjøres sporvogn, opprinnelig med hester eller muldyr som trekkraft, men senere med trykkluft, bensin eller diesel – og  oftest elektrisitet (trikk). Den første sporveien åpnet i New York i 1832, men ble ingen suksess. Den ble relansert i 1852, og deretter åpnet sporveier i Paris i 1855, London i 1860, København i 1862 og Oslo i 1875.
Fra slutten av 1800-tallet og særlig fra elektrifiseringene omkring århundreskiftet fant en meget kraftig stigning sted i antallet sporveisystemer i verden, som i 1920-årene lå på cirka 2 000, fremfor alt i industrilandene.
Fra 1930-årene i USA og fra slutten på annen verdenskrig i deler av Vest-Europa skjedde heretter et dramatisk fall i antallet, som lå på omkring 300 sporveisystemer på verdensplan i 1980. Det største fall i antallet har funnet sted i Nord-Amerika, Storbritannia, Frankrike og Spania. De fleste mellom- og østeuropeiske land har kun opplevet et mindre fall eller endog en vekst i antallet sporveisbyer.
Oljekrisen og miljøbevissthetens politiske gjennombrudd førte heretter til en ny vekst i antallet, særlig i de land som hadde hatt flest nedleggelser. I 2007 er antallet omkring 375, og veksten i antallet er cirka fem byer per år. Dog har de vanskelige økonomiske forhold i de tidligere sovjetrepublikker siden årtusenskiftet ført til stedvise nedleggelser her.
Sporveien har nå som før sin største utbredelse i industrilandene, da alle former for elektrisk banedrift krever at samfunnet kan foreta langsiktige investeringer. I utviklingsland finnes kun ganske få sporveisbyer.

Sporvognenes utvikling

Ut fra fremdriften kan sporvogntypene inndeles som følger:

Sporvogner før trikken

Felles for disse er at de gav sporvognene begrenset rekkevidde, eller hadde andre ulemper (f.eks. forurensninger). Ingen av disse teknologiene kunne gjøre sporvognen til et massetransportmiddel, og på slutten av 1800-tallet ble de stort sett utkonkurrert av trikkene. Sporskifter var før den elektriske tidsalder manuelt betjent, enten av konduktøren eller av en utstasjonert vakt.

Dyr

Den animalske trekkraft i form av hester (eller i Sør-Europa og Latin-Amerika) ofte muldyr, i tropene undertiden okser), var ved fremkomsten av de første sporveiene nesten enerådende, idet dampmaskiner ikke kunne bygges lette nok til bruk i sporveienes materiell. Også mindre jernbaner kunne frem til midten av 1800-tallet være hestetrukne, men sporvogner gikk (og går) i bygastene.
Hestesporvognene var den dominerende form for sporvogn før trikken slo gjennom. De var gjerne små, toakslede vogner som hovedsakelig skilte seg fra hesteomnibusser ved mindre hjuldiameter og dermed lavere gulv. I tillegg var friksjonen hjul-skinnegang langt mindre enn mellom hjul og ofte sølete veier, så vognene kunne lages større og tyngre - iallfall hvis de skulle gå i flatt terreng. Sporvognene var på denne tid et utpreget overklassetransportmiddel, selv om hestesporvogner ble innført i mange byer. Det beskjedne transportbehov kunne imøtekommes med solokjørende vogner. De ble gjerne trukket av én eller to hester. Om vinteren ble hjulene enkelte steder erstattet med sleder. Noen sporvogner ble laget som dobbeltdekkere, idet overetasjen dog i regelen var åpen eller kun delvis under tak.

Damp

Dampsporvogner fikk i annen halvdel av 1800-tallet en viss utbredelse, etter som dampmaskinen fikk en vekt som kunne bæres av sporet, idet man kunne anskaffe egentlige sporvognslokomotiver eller innbygge dampmaskinen i materiellet. Disse svært tunge og lange vogner med liten akselerasjonsevne egnet seg dårlig i egentlig bytrafikk, også pga. forurensningene. De ble derfor først og fremst brukt på forstadsstrekninger, men også her ble de snart fortrengt av elektrisk drift.

Batteri eller akkumulator

Alt i 1830-årene forsøkte en flere steder å lage elektriske sporvogner med batteri eller akkumulator som energibøærer. Datidens bly-svovelsyre-baserte akkumulatorer var dog forbundet med sjenerende lukt, samt risiko for betydelig personskade ved havari. I tillegg var de tunge.
    De siste årene har nye batterityper, med høyere energitetthet, blåst nytt liv i interessen for batteridrevne sporvogner, i første omgang for å supplere andre driftsformer. I 2011 ble en trikk av typen Variobahn fra Stadler (som også produserer våre FLIRT-tog), med et batteri på 380 kg, kjørt 16 km i München.

Forbrenningsmotorer

Bensindrevne sporvogner hadde en viss utbredelse på mer avsidesliggende linjer. Senere kom dieseldrevne sporvogner i bruk enkelte steder.

Annen teknologi

Kabelbaner kom i bruk noen få steder.
Sporvogner drevet av trykkluft kom kun akkurat ut over eksperimentstadiet.

Trikker (elektriske sporvogner)

Den elektriske sporvogn, kalt «elektrikken» eller simpelthen «trikken», med strømtilførsel fra ekstern kraftkilde og kontaktledninger, betød fra 1880-årene sporvognens gjennombrudd i det urbane trafikkbildet. Den veldige økningen av trekkraften gav større hastigheter og lengre rekkevidde - trikken gjorde det mulig å skyve bygrensene utover, og noen steder bygget en trikkelinjer fra by til by (mellombytrikk). Motorvognene kunne også tilkobles ikke-motoriserte vogner, bivogner (tilhengere). Også de første trikkene var toakslede, men snart begynte enkelte produsenter å fremstille større vogner med boggier. De første trikkene hadde ofte to motorer. I begynnelsen anvendtes ofte tidligere hestesporvogner som bivogner.
I Storbritannia og i de britiske kolonier tok utviklingen dog en annen retning, idet dobbeltdekkeren her forble nesten enerådende, nå med fullt utbygget overetasje. På grunn av den senere nedleggelse av nesten alle britiske sporveier er denne vogntypen i dag meget sjelden og er begrenset til Hongkong (toakslede) og Blackpool (boggivogner).
Som et levn fra hestesporvognens tid hadde de første trikkene åpne endeperronger. Da vognføreren i motsetning til hestesporvognenes kusk imidlertid ikke var nødt til å stå under åpen himmel, bevirket den økte reisehastigheten dog at man forholdsvis hurtig utviklet lukkede perronger for å skjerme vognføreren mot luftmotstanden.
Elektriske sporvogner kunne i et tidlig stadium være forsynt med to trolleystenger, hvorav den ene fungerte som strømavtaker, den annen som strømavgiver, henholdsvis fra en plussledning og til en minusledning over sporvognen. Da man etterhånden innså at elektromotorens returstrøm kunne føres gjennom vognens hjul til skinnene, uten at elektrisiteten skadet for eksempel byens kloakkledninger, ble sporvogner alene med strømavtager (stang eller pantograf) fra plussledning nesten enerådende. En har også brukt en 3. skinne til strømforsyningen. Dette har likevel vist seg upraktisk i gatene, mens de fleste tunnelbaner - som gjerne er uavhengig av annen trafikk - bruker en 3. skinne.
Som regel brukes 600-750 V likestrøm. Enkelte sporveier har brukt høyspent likestrøm, men høyspenning viste seg farlig i bygatene. Vekselstrøm ble brukt enkelte steder i trikkens barndom, men krevde dengang uforholdsmessig tunge motorer. I moderne tid har imidlertid kombitrikker av Tram-Train-typen fått to strømsystemer - både vanlig trikkestrøm i bygatene, og høyspent vekselstrøm ved kjøring på det ordinære jernbanenett.
Elektriske sporvogners motorer er oftest plassert under vogngulvet, hvorimot de elektriske motstander som styrer akselerasjonen av hensyn til luftkjøling er plassert på taket. Den elektriske drift gir dessuten mulighet for å vende strømmen gjennom motoren, hvorved den brukes som elektrisk brems og dynamo. Hertil kommer den elektromagnetiske brems, den såkalte skinnebrems, hvorved en strømførende bremsekloss ved nødbremsing bringes i direkte kontakt med sporet. Sporvogner har i tillegg en mekanisk brems.
Elektriske sporvogner betjener sporskiftene ved hjelp av en kontakt på kjøretråden, som aktiverer skiftet når vognen passerer med motoren tent.

Boggivogner

Økende kapasitetsbehov og større vogner gjorde at det ble utviklet boggier, som er en ramme med to hjulaksler som er montert under sporvognen, dreielig om en loddrett akse. Da en boggi følger sporets kurver som en selvstendig «vogn», var det heretter mulig å fremstille fireakslede vogner med betydelig større akselavstand mellom de to boggiene, og dermed med større kapasitet.
Motorvogner har en motor i hver boggi; i de tidligste typer trakk motoren det ene hjulpar, mens det annet bare tjente til å holde boggien vinkelrett på sporet. Motorer som trekker på begge aksler ble siden enerådende.
På grunn av boggivognenes mer avanserte og dermed dyrere teknikk måtte man under annen verdenskrig flere steder midlertidig vende tilbake til å bygge toakslede vogner. Under den kalde krigen var dette på grunn av lignende forsyningsvanskeligheter også tilfellet flere steder i Øst-Europa, blant annet fortsatte produksjonen av toakslede vogner i DDR inntil slutten av 1970-årene.

Leddvogner

I 1926 konstruerte J.G.Brill & Co. i Philadelphia leddvogner med Jakobs-boggi (Middleton 1968, bilde s. 66). En slik fast sammenkobling av motor- og bivogn med overgang mellom disse, muliggjorde en mer fleksibel passasjersirkulasjon, i tillegg til at lange vogner lettere kunne smyge seg gjennom krappe kurver i trange bygater. I tillegg ble frakobling av bivogn etterhånden en sjeldenhet unntatt i nattetimene. Etter forsøk med svevende «trekkspilloverganger» ble det utviklet et dreieledd hvilende på en ikke-motorisert boggi, en  løpeboggi eller Jakobs-boggi, hvilket stadig er den alminneligste form for ledd. Av Oslos sporvogner har SL79 Jakobs-boggi.
Fra 1950-årene av ble leddvognen etterhånden den prototypiske sporvogn i den vestlige verden. Oslo bestilte sine første leddvogner i 1979. Leddvognen har åpnet mulighet for enmannsbetjening av sporvogner, da vognføreren kan overskue hele vognen; samtidig har automatisk billettstempling vunnet frem og har i vidt omfang overflødiggjort konduktører.
Leddvogner i to deler er, med tre boggier, i regelen seksakslede; men vogner med tre, fire eller undertiden fem deler og et tilsvarende antall boggier finner stedvis anvendelse. Er der bruk for sporvogntog med høy kapasitet i høybelastningsperioder, brukes dog vanligvis sammenkoblede leddvogner, multippelkjøring. I 1980-årene er der, særlig i Øst-Europa, fremstilt fireakslede leddvogner med to boggier og svevende ledd.

Lavgulvsvogner og elektronisk revolusjon

De første sporvogner med lavgulv ble satt i trafikk tidlig på 1900-tallet. Lavgulv ble likevel ikke vanlig før i 1990-årene, og da også i busser og tog som del av bestrebelsene for universell utforming. Siden 1990-årene har også datateknologi fått anvendelse innenfor en rekke områder.
Av hensyn til funksjonshemmede har man søkt så vidt mulig å tilveiebringe trinnfri inn- og utstigning i sporvognene, først med særlige midtdeler med lavt gulv, siden med større lavgulvsarealer. De nyeste boggityper er uten gjennomgående aksler, idet hjulene er montert i korte akselstykker ytterst i boggirammen, og herved fås vogner med gjennomgående lavt gulv, oftest 30 centimeter over skinnehøyde. Kombinert med perronger i denne høyde ved stoppesteder skjer adgang til sporvognen uten nivåforskjell, hvilket også generelt fremmer passasjerutvekslingen.
Ved å erstatte de luftkjølte motorer under vogngulvet med vannkjølte motorer bygget inn i veggene omkring vognens ledd har man klart å fremstille sporvogner med en gulvhøyde på 18 centimeter over skinnehøyde, hvilket dog delvis skjer på bekostning av avfjæringen.
Den elektroniske revolusjon har betydd at styring av sporvognens akselerasjon – frem for å skje ved regulering av strømstyrken igjennom motorene med inn- og utkobling av elektriske motstander – kan skje ved hjelp av halvlederreleer, choppere, som gir en mer effektiv og glidende akselerasjon.
Datateknologien gir likeledes mulighet for utvikling av énakslede boggier med et enkelt hjulpar, idet hjulparets akse i forhold til sporet holdes vinkelrett ved hjelp av sensorer, en funksjon som har vært vanskelig å oppnå alene ved mekaniske løsninger. Hermed reduseres både vognenes vekt, rullemotstanden mot skinnene og sliddet på hjulene.
Hvor der kjøres i gatetrafikk, er en viss styring av den generelle trafikkregulering fra sporvognens side i dag alminnelig, for eksempel påvirkning av lysreguleringen til fordel for den kollektive trafikk ved hjelp av elektromagneter, og informasjonsteknologien vil her gi økte muligheter for å samordne sporvognstrafikken og den overordnede trafikkregulering i et samlet nettverk, for eksempel ved hjelp af GPS. Sporskifter er nå i stigende grad radiostyrte.

Hydrogendrevne sporvogner

I 2015 ble en prototype på en sporvogn med brenselsceller for hydrogen vist frem i Kina. Brenselscellene produserer elektrisitet som i sin tur driver elektromotorene på drivhjulene. Disse sporvognene kan brukes på sporveier som ikke er elektrifiserte, og er et nullutslipps-alternativ til konvensjonelle forbrenningsmotorer. Slike sporvogner ble for første gang i verden satt inn i ordinær trafikk i den kinesiske byen Tangshan 26. oktober 2017.

Kilder

William D. Middleton: The interurban era, Kalmbach Publishing Co, fourth printing 1968; http://www.archive.org/stream/interurbanera00midd/interurbanera00midd_djvu.txt