1.寻求资本支持
从设想到现实之间，有着一条漫长而艰险的道路。对于瓦特来说，在经过了一系列的科学实验之后，现在到了把他的蒸汽机推向市场的时候了。因此，他的当务之急，是寻求一位既有商业头脑，又有经济实力的合作者，来作为他的坚强后盾。
已故的H.W.迪金森博士曾经大胆地猜测说，假如瓦特早意识到在他的发明被实际应用之前，就不得不解决那么多令人望而生畏的技术问题，那么他极可能在一开始就会放弃这项发明，鉴于他很容易变得意志消沉而失去信心，这是完全可能的事。
瓦特尽管是一位具有实践经验的能工巧匠，然而，他所从事的工作范围，正像他自己在伦敦的经历所表明的那样，只不过是制作仪器而已，而且这种行业和与其工作性质十分相近的钟表制造行业之间，相互严密封锁，闭关自守，要想进入他们的作坊是极端困难的，同时，行业的秘诀在他们那里也是控制相当严的。因此，这种行业对于外界实际上没有什么影响，而在那里机械工程这项新奥的工艺和行业则正在竞争中诞生。18世纪中叶的那些高明的钟表匠和仪器制作师所制作的一些精确、雅致和复杂的珍品，与同一时期的那些机械安装工的工艺粗糙的制品相比，其差异之大，几乎使人不可能相信乃是同一时代的产品。在这个时候，瓦特还从来没有见过一台真正的纽科门式发动机，因此，也就不难理解为什么他对于摆在他面前的困难，竟然毫无所知。
纽科门式发动机成功的秘诀，在于他和他的助手们本身都是作坊机匠，因而机器是由他们设计和研制的，制造出一台机器，严格地受到他们能力的限制。詹姆斯。瓦特却不是这样，他错误地设想，由作坊技匠们去放大一个仪器制作师的模型，是不会有任何困难的。
让人们来考虑，把瓦特对他当时的技术设备所提出的严格要求，与托马斯。纽科门所提出的要求相比较一下，虽然分离式冷凝器是瓦特最重大的一项发明，并且是他的蒸汽发动机的关键特征，但在这种情况下，无论是把它作为一个部件来制造，还是把它应用于发动机，都不是最大的困难所在。即使在当时，把这种分离式冷凝器应用于一台不同类型的传统的纽科门式发动机，本来并不是很困难的。其实，后来有很多纽科门式发动机通过这种方法进行了改装，从而在热效率方面，有了明显的改善，不过这些改装有时是无视瓦特专利权的。
正像瓦特的第一个模型所表明的那样，他所设想的各类改进措施超出了分离式冷凝器本身，他决心要把汽缸保持在与蒸汽相同的温度上。他认识到蒸汽在汽缸里凝聚，虽然是纽科门式发动机效率低的最主要的原因，但决不是惟一的原因。另外的原因则是纽科门用了一种底部开口的汽缸，以及运用冷空气作为动力。在发动机的每一动力冲程中，这种冷空气在把活塞压下去的同时，也使得汽缸冷却下来，因此，瓦特决定用蒸汽取代空气。虽然他的早期试验已使他了解到高压蒸汽具有膨胀力，但致使做出这一决定的，却是他对提高热效率的探求，而不是对利用这种动力的构思。在这里强调这一点是极其重要的。尽管他预想到了放入的蒸汽压力不会大于大气压力，但从制造的观点来看，这一改革却包含着纽科门曾经回避过的巨大的技术困难。纽科门由于使用了底部开口的汽缸，因而能够使活塞面保持少量的水，并在需要时通过管子和关闭阀把水队注入箱里补充进去。这部分水起了密封作用，以弥补粗糙的汽缸膛和配合不良的活塞的缺陷。在一个密封的汽缸里使用蒸汽，则不能采用这些原始但却有效的权宜之计。活塞杆要伸出汽缸的一端，就必须使用某种形式的气体汽密填料函或密封套，而且因为决不可能用水来密封，所以活塞必须一点不漏气地安装在汽缸内。后来证明这是所有问题中最棘手的问题，因为它提出了比当时通常的工艺标准高得多的要求。
瓦特于1765年4 月在写给他最初时期的一位朋友林德博士的信中说道：“除了这台发动机之外，我对任何别的事物都可以一概不加考虑。”然而，约瑟夫。布莱克和约翰。罗比森的积极性也丝毫不亚于这位发明家本人，不过他们的社会背景完全是学术性的，这就使得瓦特的这两位科学界的朋友，对将会遇到的实际技术问题毫无思想准备。正是由于布莱克把瓦特介绍给了他的朋友约翰。罗巴克博士，才使他在漫长而又艰辛的成功之路上迈开了脚步。罗巴克是卡伦炼铁厂的创始人，堪称苏格兰工业革命之父。他们因相识而各自所受的裨益，对瓦特来说要多于罗巴克。
约翰。罗巴克（1718—1794）是谢菲尔德市一位刀匠的儿子。与他同名的孙子，由于对政府在进行克里米亚战争的问题上提出了不信任案，曾使阿伯丁勋爵的政府倒了台，后来由帕默斯顿勋爵执政，从此，他成了这个城市大名鼎鼎的激进派议员。罗巴克在莱顿学医，毕业之后，于1745年开始在伯明翰开业行医。然而，他最大的兴趣却是在化学方面，并且在自己家里配备了一个实验室。正是由于这一共同兴趣，最终才使布莱克和罗巴克走到一起来了，但是，布莱克的研究是纯学术性的，而罗巴克的研究则限于应用化学方面，从而使他投身于工业生涯。他开办的第一个企业是一家生产硫酸和其他一些化学产品的工厂，这些化学产品是伯明翰地区各金属行业中所需要的。这个企业的成功鼓舞了罗巴克和他的合股人塞缪尔。加伯特，在普雷斯顿潘斯又开设了一家规模更大的硫酸厂。正是由于这一冒险企业同样获得成功，才使罗巴克放弃了他在伯明翰的经营而迁移到了苏格兰。他在普雷斯顿潘斯结识了在科肯济的威廉。卡德尔，卡德尔是个热衷于促进苏格兰工业发展的人，曾试图在这里建设一座炼铁厂，但是没有取得成功。苏格兰在当时不产铁。这件有可能办成的事，激发了兴致勃勃而又富有事业心的罗巴克的满腔热情，并且为建设一座炼铁厂而开始四处选择最合适的地点。
罗巴克最后决定在斯特林郡的卡伦河畔建厂，因为那里可供应充足的水源、铁砂、煤炭和石灰石。他在这项冒险企业中的合股人是他的同事卡伯特和卡德尔。技术工人是从英格兰和科尔布鲁克达尔炼铁厂招来的，机器设备由约翰。斯米顿进行设计，第一座高炉于1760年1 月1 日开炉。他们第一年里炼出了 1500 吨铁，后来又有几座高炉建成投入生产，产量稳步增长。由于苏格兰的铁砂特别适合炼铁，所以实际上这一产量全部都是铸铁，卡伦炼铁厂后来以铸造大炮而驰名，尤其是专门制造的大口径短炮，在 1779 年同法国舰队的战斗中，首次证实了这种大炮具有毁灭性威力。
罗巴克的下一个步骤，是要租借汉密尔顿公爵在博尼斯附近的金内尔公馆和地产。他把金内尔公馆作为他的家，但他的主要目标却是要在这块地产上发展采煤业。到那时候为止，他所有的企业都买卖兴隆，而且他已经成为一位大富翁了，只是这项新近的投机买卖却颇不走运。他在金内尔开采深层煤的尝试，因矿井积水而遭到挫折，其水量之大，连纽科门式抽水机也甘拜下风。这是1765年的情况，当时罗巴克从他的朋友布莱克那里，第一次听到关于詹姆斯。瓦特打算要搞蒸汽发动机的详细情况。
布莱克把他的这两位朋友召集到一起，希望对他们两个人都有助益。他相信瓦特的发动机能够解决罗巴克在博尼斯的问题；毫无疑问，他也想到过像罗巴克这样一位既精明又有办法的人，是能够帮助瓦特摆脱目前所处的困境的。瓦特在仪器生意中的合股人约翰。克雷格新近去世，使瓦特蒙受了损失。因为他不得不把这位已故合股人所投到这家企业的较大部分的资金，偿付给克雷格的委托人，所以这就使他在财务方面陷于瘫痪状态。为了减轻这一损失，为了使瓦特能够继续他的试验工作，布莱克自己曾借钱给他，但他的资力毕竟有限，而且他不久就要离开格拉斯哥到爱丁堡去担任教授职务。
固然，接任他的人罗比森是瓦特的一位最可信赖的朋友，但罗比森清楚地知道，这位发明家最需要的还是像罗巴克这样一位富商的支持。
罗巴克最初对瓦特的发明表示疑虑，但很快便改变了看法，这在他1765年9月写的一封信中就有披露，他在信中极力劝说瓦特“以尽快的速度抓紧把这项发明搞下去”。对瓦特而言，这却是一件说来容易做来难的事情。进一步的试验已经向他表明，距离实际成功还相差甚远，而谋生的需要又意味着他不可能全力以赴去进行其发动机的研制。从后来的情况看，如果罗巴克一开始就在资金上给予瓦特以足够的支持，使他能够潜心于研制发动机的话，那么罗巴克是可以得到相当可观的报偿的，这在当时对他来说是完全能够办得到的，可是，他对这项研究的结果显然不够乐观。对这件事，也许在某种程度上也要责怪瓦特，因为他既没有尽力求助于罗巴克，也没有设法说服罗巴克接受自己的想法。虽然金内尔公馆距离格拉斯哥并不太远，瓦特却以健康不佳和腿脚不灵为由，婉谢了罗巴克约见他的恳切邀请。因此，在后来的一段时期，他们俩仅仅保持着通信联系。
瓦特仍在按照一种不带平衡横杆的倒置式汽缸发动机的思路进行思考，他曾按照这种思路制作了一个带有一个铜制汽缸的试验模型，冷凝器给他造成了很多困难。几个连接处多次开裂，最后他只好用一个比较简单的鼓形桶来代替，桶里装满冷水，一根蒸汽管从中通过，但其中最大的问题，亦即使瓦特多年煞费苦心的问题，则是怎样才能使活塞不漏气。后来，当我们发现瓦特曾写道，他当时希望搞出一个适用于圆周只有1/16英寸的活塞，并把这看作仿佛是一项了不起的成就时，我们是能够理解他是怎样因当时的粗糙工艺而受到挫折的。在为制作一种确实不漏气的活塞而进行的徒劳的尝试中，瓦特曾试过用油来进行封闭，也试用过各种各样的材料。这一回，他又采用了“以那种旧绳索制成的英国纸板来代替纸并加以熔化”，来作为活塞的密封圈材料，但这些权宜之计没有一项证明是完全有效或可以长久耐用的。
尽管有着这些困难，然而，这第二台模型却使瓦特满怀着希望去绘制一张图样，这是一张比原来模型大得多，而且同样是倒置式的试验发动机的图样（它幸存至今），他还打算要把这台发动机安装在金内尔。卡伦炼铁厂很可能是为了这台发动机，才在1765年11月铸造并加工了一个铁制汽缸，虽然这个汽缸是“卡伦所能制作的最好产品”，但是却令人大失所望。这个汽缸的缺陷太多，毫无用处，这个项目也就因此告吹了。
假如罗巴克能够通过提供资金来资助瓦特的活动，那么，另外一个取得进展的障碍本来是可能避免的，那就是瓦特在创造发明方面过于丰富的想象力，正像特里维西克那样，如果他因在某一方面缺少进展而感到泄气或沮丧时，他就会琢磨出某些完全不同的想法，以寻求宽慰。正是在这种情况下，瓦特在1766年2 月写给罗巴克的一封信里，第一次提到了“回转式发动机”
的问题，而且在其后的几个月内，这个问题似乎完全吸引了他的兴趣，这就是瓦特多年来不断追求的、令人迷惑不解的东西，其部件包括一个带方形截面的空心轮缘的轮子，一个可以提供蒸汽的空心轴和三条像辐条那样排布的辐射状蒸汽管遇到轮缘里。这台装置仅有的一张图样，没有表明蒸汽是怎样依次放入每一根管道，又怎样被切断其通路的。尽管这可能是通过中心轴上的气门和旋转轮毂来实现的。轮缘上的三个翻板阀门是通过重力和离心力来开闭，形成对蒸汽流动的调节，并且使轮子旋转，装有水银的空心轮缘的底部则起着一个固定控制点的作用。这种怪诞的设计，除了给蒸汽发动机的发展大帮倒忙之外，别无任何历史意义。
2.一次失败的合作
瓦特与罗巴克的合作是一次失败的合作，但对瓦特来说，他却从这次尝试中学到了很多东西，其中最主要的就是把自己的研究，由模型试验推向生产制造阶段。
由于瓦特失去了合股人，他在1766年夏天，决定变卖他在特朗格特的仪器，制造商行以偿还债务。这样单靠在德尔夫特菲尔德陶瓷厂的股权并不足以在经济上维持自己的生计，因而他又决定开业经营土地测量和土木建筑工程，并且为此在格拉斯哥的国王街开设了一家营业所。事实证明，这门新的生意需要花费很多时间，以至此后的一年半中，使研制的蒸汽发动机的工作处于停顿状态，人们也许会想到，如果罗巴克此刻把瓦特的发动机看成是他在博内斯被淹煤矿的救星的话，那么，他肯定会主动向瓦特提供经济援助，来打消他采取的这一步骤的，然而，说来奇怪，他并没有这样做。相反，罗巴克倒是按照瓦特的意向，帮助他去做了测量工作。
这家卡伦公司，当时在支持一项运河工程，也就是修建一条从博尼斯的福思河口经由洛蒙德湖到丹巴顿的克莱德河的运河，瓦特和罗伯特。麦凯尔一起被任命为这条运河的测量员。他们在冬季的几个月里进行了测量，并在1767年3 月提交了他们的测量报告。其后，瓦特奉命去伦敦促使议会通过批准修建这条运河的提案。结果，他没有说服议会的委员会批准这项提案，后来在斯米顿指挥下修建的福思河至克莱德河的那条运河，采取了另一条路线。也许这次失败有助于说明他对议会的观点，瓦特在给他妻子的一封信里曾表达了这一观点。他写道：
我想我再也不会去干任何与下议院打交道的事情，我从来没有见过那么多来自各方面而坚持错误见解的人聚集在一起……我想他们准都是中了邪。
在去伦敦的途中，瓦特曾经视察了布里奇沃特运河以及艾尔河与卡尔德河之间的航道，以便增加他对运河工程的了解。我们由此可以推断，他认为自己要从事土木工程职业是正当的。当时正是兴建运河刚刚开始的重要时期，如果他坚持干下去，那么在运河史上，他也许可以同布林德利、伦尼和特尔福德齐名，然而，关于这次旅行最有意义的事情，却是他借此机会第一次来到了伯明翰。罗巴克原来曾请他去看望他的合股人塞缪尔。加伯特，显然还为他准备了其他一些介绍信。瓦特没见着马修。博尔顿，但却见到了他的密友和生意合股人威廉。斯莫尔博士，而且他还在从伦敦返回的途中，在利奇菲尔德同大名鼎鼎的伊拉兹马斯。达尔文共度良宵。
正像当年布莱克和罗比森那样，这两位名人对瓦特也立即产生了强烈的好感。这一点从瓦特在几个月后收到的达尔文写的一封信所用的语气中，便可以清楚地看到。
达尔文写道：
我亲爱的新朋友，在此我首先祝愿您身体健康，减少忧虑，也祝愿瓦特夫人和您们的孩子身体健康。对于您改进蒸汽机的计划，我一直严守秘密，但却开始领会到您在执行这项计划方面的某些困难，当您在我这里时，这并未引起我的忧虑。自从见到您以后，我新的嗜好越来越多，我愿上帝会派遣您来和我住上一周，并与您的夫人同来，住上一周，一月，一年。
自从罗比森于1770年动身去俄国当诺尔斯海军上将的秘书，威廉。斯莫尔便继他之后成为瓦特最亲密的朋友，瓦特曾把自己的一切希望，所有的苦恼和困难都向他倾吐过。斯莫尔对瓦特进行劝告，给予同情，有时还鼓励他，同他逗趣，可以说他的支持是永无止境的，而且这种支持也不仅仅是精神方面的，因为他在使瓦特和马修。博尔顿成为合股人方面所做的努力比其他任何人都多，而这种关系后来证明，对于他们双方都是非常宝贵的。斯莫尔是苏格兰人，祖籍是安格斯的卡米里。他曾在弗吉尼亚的威廉斯堡学院担任过数学和自然科学教授，但由于那里的气候对他不适宜，他便于1765年带着本杰明。富兰克林写给博尔顿的一封介绍信，来到了伯明翰。斯莫尔在 1775 年即过早地去世，时年41岁，他那些热情洋溢而又感情真挚的信件给了瓦特巨大的支持，但却从未透露过自己的病情和痛苦。
在1766年至1767年期间，瓦特和麦凯尔共同关心的是，要在卡伦炼铁厂制造一台纽科门式发动机，也许在别的地方也需要制造些，瓦特自己曾经说过：“他对制造一些非常一般而又普通的发动机表示关心，因为他需要取得制造大型机器的经验。”可能与这项工作有关，卡伦公司于1767年1 月27日曾给他开过一张价值66英镑的熟铁制品的发票。在附带的一封信里，这家商行抱怨说：“为这些事情操心所耗去的大量时间，使我们大伤脑筋。
倒霉的是，我们承担了这些事情，而铁匠工作又不是我们的本行，我们认为在承担这项事务中，我们是蒙受损失的。“如果苏格兰这家首屈一指的工厂在制造普通发动机的部件方面竟然遇到那么多的困难，那么，制造精确整台发动机并要达到瓦特的设计要求，其前景实在渺茫。他对这一点必定是非常清楚的。尽管如此，这次经历显然还是对他有益的，因为他在1768年1 月5 日给他的朋友林德的一封信里曾经写道：”在您离开之前（即1765年12月），我对蒸汽发动机所了解的情况与现在我所了解的情况相比，只不过是一个零头而已。“
在给林德的同一封信里，瓦特还宣称：“如果情况许可的话，我打算在家里待上一段时间。”他把在1766年夏天已放弃了的那项试验工作，重新恢复起来。1768年1 月底，他向罗巴克报告了试验的进展情况。他说：“本来就该写信给您了，但却因为还没有完成这个小轮子而耽搁了下来……与此同时，另一个模型也在继续制造。”这表明他仍然在为那个未获得成功的回转式发动机，即蒸汽轮而浪费着自己大量的时间。他所提到的另外那个模型，看来比以前搞的那些模型更大一些，它有一个直径七八英寸的汽缸，其他方面则很相似，是一台带有手动阀门的倒置式发动机，他在4 月底对罗巴克说：“我们最担心的汽缸活塞极其密封，并且还可以很容易做到更密封一些，它是用纸板浸上棉子油烘干制成的，放上去就好像是抽水机上用的皮垫圈一样。他还说：”他打算在这台模型上安上两个冷凝器，每个都有自己的空气泵。“到了5 月24日，他已经能对这台机器的试验，做出如下的报告：
今天我对这台装有两个冷凝器的发动机，又进行了一次试验。尽管这台新设备在空气密封方面还不够完善，真空仍像过去那样是每平方英寸14磅压力，再大也是容易形成的……我发现当蒸汽相当强烈时，这台发动机能够轻易地每分钟进行20个冲程，吸气也很正常。
罗巴克对这台模型机的运转，留下了十分深刻的印象，因此，他终于决定在经济上支持瓦特。以这项发明的2/3 的股份作为回报，他同意为瓦特偿付欠布莱克和克雷格执行人总共1200英镑的债款，支付取得专利权的费用，并且为进一步的研制工作提供资金。在提出上述的那份试验报告之后，没有几天，瓦特去了金内尔馆，并商定他去伦敦办理专利权的申请手续。因此，在将近7 月底的时候，他便第三次启程赴伦敦，不过这次是乘坐新近才启用的公共马车去的。在他取得这项发明专利权的承认书之后几天，他收到了威廉。斯莫尔寄来的一封信，盛情邀请他在回苏格兰之前前往伯明翰去走访一下。
瓦特于8 月底到达伯明翰，在那里除了同斯莫尔和达尔文重叙旧情之外，还第一次见到了马修。博尔顿，这两个性格迥异的人，很快便彼此产生了好感，以至瓦特被劝说留在博尔顿的家里，也就是在汉兹沃思荒原的索荷公馆里住了14天。
这位命中注定要同詹姆斯。瓦特一起名垂青史的人，于1728年9 月3 日诞生于伯明翰。他虽然出身于诺桑普顿夏尔家族，但是他的父亲却在伯明翰的斯诺希尔作为压模钻孔的银匠，立足于工商界。当他长大成人以后，他的父亲便把他带为自己的合伙人，他表现出杰出的经营能力，以至于很快便成为这家商店的主营人物。伯明翰素有“华而不实”这一贬称，其由来与他生产一些假冒和劣等的金属品有关，博尔顿决心用制造质量最精美的产品的办法，来证明这个成见是不符合事实的。他的这一决心后来从没有动摇过，而且成了他的商业生涯中的一条主要原则。
他父亲于1759年去世后，他继承了一笔相当可观的财产，第二年，他和利奇菲尔德的安妮。罗比森结婚，又获得一笔财产。在这种情况下，如果他愿意的话，本来是能够成为一位悠闲自在的绅士。相反，他却决定利用自己的财富，来把他在斯诺希尔的那家又旧又窄的作坊，改建成足以在邻近地区树为楷模的一家新工厂。他为这一冒险企业所选择的地点是汉兹沃思荒原，当时这个地方是一片名副其实的荒原。在这片荒原上仅有的建筑物是一位养兔人的一间小茅屋和几年前才盖起来的一座小磨坊。这座磨坊用作动力的水是把霍克利溪流的水截断，让它流向荒原最高处下面的池塘里而得到的。正是在这座小磨坊的所在地，博尔顿建起了他的索荷制造厂，这个厂的建设花了他2 万英镑，从当时的货币价值来讲，这是一笔惊人的巨款。这座工厂的设备，就当时的设计能力而言，是最先进的，这家工厂能够雇佣 1000 名工人，其规模之大，在当时也是独一无二的。索荷工厂在1762年投入生产以后，便很快成了不仅是周围邻近地区，而且也是全世界的一个典范。博尔顿在这片荒原上的最高处，建了一所索荷公馆俯视着他的新兴的工厂，他通常把这所公馆称为：“汉兹沃思荒原上的友谊宾馆”，因为他在那里招待过许多来自世界各地的客人，博尔顿于1767年请求他的伦敦代理人，原谅他没能及时通讯时曾写道：“昨天有些勋爵和勋爵夫人在等候着我，今天又有法国人和西班牙人；而且明天还会有德国人、俄国人和挪威人。”
博尔顿的这座索荷工厂，不仅制造钮扣、扣型装饰品、剑柄和其他诸如以前在思诺希尔生产过的小“玩具”，而且还生产钟表和各种银制谢菲尔德盘具、镀金铜箔和玳瑁壳等制作的装饰品。尽管他的规化在当时看起来必定是过于铺张，但事实证明它从一开始便取得了成功。棘手难办的事只有一桩，那就是每逢夏天的时候，霍克利溪流的水流量不足，不能提供足够的动力，来使他的抛光盘和其他机器全天运转，他被迫采用马拉抽水机，把水车轮子末尾部分的水抽回到顶端继续使用。正是这一困难，促使博尔顿对蒸汽发动机动力第一次发生了兴趣。1766年，他曾考虑用纽科门式发动机来取代马拉抽水机，但是当他从罗比克和斯莫尔那里听说瓦特的发明之后，他认为这项发明很有希望，于是便决定暂时不安装纽科门式发动机。
当博尔顿亲自做向导，带领瓦特参观他的索荷工厂时，瓦特简直着了迷。
虽然这家工厂的设备并不适用于制造他的蒸汽发动机，但是一切必要的条件在那里都具备了。在各方面，他都目睹了在卡伦所罕见的新颖设计和精湛工艺，而且这家大企业的老板明确表示，迫切希望同他合作。然而，这却是一种可望而不可及的处境，因为瓦特此刻受到他与罗巴克所签协议的约束，所以不得不拒绝了博尔顿主动要求。然而，瓦特在10月份一回到格拉斯哥，就给博尔顿写去了一封信，他在信中感谢博尔顿对蒸汽发动机的关心，并且详细解释了他为何不能同他合作的原因。在下面这段披露苦衷的话里，瓦特继续解释了他停止不前的原因：
由于这位博士忙于约会和其他事情，因此就不能十分重视这项计划的落实，于是这项工作的极大部分的责任便落在了我的身上，而我自己则因天生不爱活动，身体欠佳和优柔寡断，而对此重托难以胜任。
精明善断的博尔顿不难从这段话里得出结论：罗巴克和瓦特这一合伙关系决不可能取得成功。
瓦特在给博尔顿写去的那封带有解释性的信之后仅仅几天，他便收到了罗巴克的回信，鼓励他积极行动起来。罗巴克写道：
能不久在金内尔见到您和您的夫人，我将是非常高兴的。我希望能对这台机器进行卓有成效而又全面的试验。您把自己生命中最有活力的那一部分时间，正在不知不觉中让它溜走了。每一天每一刻都不应该虚度。您不应该再把心思转移到任何别的事情上去，甚至连加以改进也不要去想，而应该以最快的速度和最有成效的办法制造出一台大小合适的发动机来。
罗巴克显然对瓦特的性格一无所知，同时，他也没有认识到：就瓦特的性格来说，这类劝告不仅毫无用处，而且还会产生更坏的效果。这些劝告远不能达到目的，而只能激起他的自卑感，使他陷入忧郁和沮丧的境地，从而变得一筹莫展。瓦特那种多愁善感和反复无常的天性，需要有一个比罗巴克更坚定更有事业心的人，来经常予以引导和约束才行。
3.路漫漫兮
是的，有了千里马，还需要遇到伯乐。否则，再好的神马，也只能老死荒漠，一事无成。现在可喜的是，瓦特这匹千里马，已被博尔顿这位伯乐发现。只是把这匹千里马弄到手，还需要经过耐心的等待。对于瓦特来说，眼前也还有一段漫长曲折的路要走。
在1769年前几个月内写给威廉。斯莫尔的一些信件中，瓦特屡次抱怨缺乏进展和健康情况不佳，这表明他确实意志消沉，但事实上，这一时期他已经在三个方面取得了一定的进展。罗巴克答应了给马修。博尔顿为斯塔福德、沃里克和德比三郡制造蒸汽发动机的权利；1 月5 日，向瓦特颁发了具有历史意义的蒸汽发动机专利证书，并且决定从卡伦炼铁厂里挑选几名协助人员在金内尔公馆后面一间屋里，建造一台大型的瓦特式发动机。
博尔顿于2 月7 日写信给瓦特，解释了他已决定拒绝罗巴克关于三郡计划的理由。这封信有必要在这里详细地加以引述，因为这封信非常清楚地表露出博尔顿的品质、精明和远见，以及他在某种程度上对瓦特的尊重和感情。
他写道：
亲爱的瓦特，我敢断言您在此刻已经完全得出了结论，即我是一个非常古怪的人，因为我迄今尚未回复过您于10月 20 日和12月 12 日写来的两封友好的信。您向我提出的这项计划同当时我与您谈论这一问题时所设想的截然不同，因此，我认为那不是一项需要由我参与的正确计划，我也不想去折腾技师。我之所以高兴地向您提供我的援助，是出于这样两个动机，那就是对您的热爱和对这项既可营利又新颖独到的计划的热爱。我想您如果要制造出最精良的发动机，就会需要资金，需要非常精细的工艺和广泛的联系，而且我想，如果要保持声誉和公正地对待这项发明的最好办法，就是不把制作工作交给大量庸俗的技师们去干，因为他们无知，也缺乏经验，缺乏必要的便利条件，很可能会造出一些工艺很差又不准确的产品来，而所有这些缺点都会影响到这项发明的声誉。为了弥补这方面的缺点并谋取最大的利益，我的想法是在我们的运河旁边靠近我自己工厂的地方，配备一座制造厂，我将为发动机的竣工创造一切必要的便利条件，我们将由这家制造厂向全世界提供各种规格的发动机。通过这些办法以及您的帮助，我们可以雇佣和指导一些优秀的工匠（要制出一**一无二的发动机，就要用比任何人都精良的工具），以便使这项发明的制造成本，能比其他的办法便宜 20 ％。此外，由于铁匠与数学仪器制作师之间的行业差别，所以在产品的精确度方面也会有相当大的不同。对我来说，仅仅为三个郡去进行生产是不值得的，但我发现如果为全世界去生产，那却是非常值得的。
我之所以向您提示这一点，是出于这样一种想法，也就是您需要有一位“助产士”来减轻负担，并且把您的产儿介绍给全世界。虽然对于我们合伙做发动机生意方面似乎存在着某些反对意见，但是，我仍然希望您或我可以想出某种方案，以使我们能够在这一领域进行合作，这对我来说，比像现在这样有着一位邻居，要更加愉快得多。
对于瓦特来说，没有比接受这些建议更适宜的事情了。但是，他却已无可挽回地对罗巴克承担了义务，随着第一台发动机在金内尔正式建造，罗巴克此时因实际上看起来已成功在望而变得更加固执起来。尽管如此，威廉。斯莫尔还是不断地把瓦特的情况告知博尔顿，他总是希望这两个人之间的合作总有一天能够得到实现。
斯莫尔还对瓦特申请发明专利权的说明书提出意见，但在这方面他却无意中为他的朋友帮了倒忙。瓦特曾准备提交一份详细的设计图，但是，斯莫尔却劝说他不要泄露制造的细节，并且顺利地促使他用尽可能概括的措词，提出申请取得的这项专利权的原理。这种做法导致后来发生了大量的纠纷和官司。这项发明专利权，包括他原来无意采用的研制设计，例如使用高压蒸汽等。那项有关条款规定如下：
我打算在很多情况下利用蒸汽的膨胀力来推动活塞。在不可能有大量冷水的情况下，发动机可以只用蒸汽的力量做功；蒸汽在发挥作用之后，则被排放出去。
如前所述，这件事将要留给理查德。特里维西克去做，在这一具有历史性的发明专利权中的重要条款，则是与分立式冷凝器原理有关的那些条款。
瓦特为他的发明专利权说明书准备的插图表明，那是一台横杆式发动机，空气泵从横杆上开动，但没有自动化装置。当时在金内尔建造的那台也有一个高架的横杆。在此以前他所制造的那些发动机，纯粹是一些试验模型，使用的是一些手动阀门和空气泵。在金内尔制造的这台发动机，要求却迥然不同，而且由于瓦特牢记着罗巴克决定要他控制过于长久的试验，以取得实际效果，所以瓦特自然就会采用摆动横杆来作为制造空气泵和自动阀最简易的方法。
无论是在1769年春夏之际在金内尔制造这台发动机的过程中，还是在9 月完工后紧接着的试转过程中，都充满了对粗糙工艺缺陷无休止的争斗。瓦特曾对铁匠工作的低劣质量怨声不绝；但又一次感到最难办的事情，仍然是制造安装在18英寸汽缸里的那个活塞。成功在此一举。除了他常用的那种特制胶纸板之外，瓦特还用过软木和其他材料作为活塞的衬垫，但是所有这些材料，都只能经受几个冲程而已。在人们懂得了汽缸筒必须是椭圆形的这一道理时，这也就没有什么可惊奇的了。后来，他又试图采取在活塞上部油封的办法来改进这种情况，他安装了一个小油泵，把通过活塞流到汽缸底部的油，送回汽缸的顶部。但是，他所能够取得的油只不过是在蒸汽作用下乳化了的，用瓦特自己的话来说，变成了“白色浓粘胶状”的东西。这种乳胶不能起到封闭的作用，而且还会堵塞泵筒并流到冷凝器里去。瓦特把这件事和有关这些试验的许多情况通过信件都告诉了斯莫尔，而斯莫尔又肯定会转告博尔顿。从博尔顿所表达的意见来看，瓦特的这些困难并不使他感到意外。
瓦特在金内尔进行这项工作期间，时而信心百倍，时而沮丧失望，情绪在两个对立的极端之间波动。斯莫尔为了鼓起他朋友的勇气继续前进，曾把伦敦的一位亚麻布商人取得了一种蒸汽车的发明专利权的消息告诉了他，瓦特当时反驳说：“如果亚麻布商人穆尔不用我的发动机来驾驶他的四轮车，那他就不可能是用蒸汽发动机来驱动的；如果他真用了，我就要加以制止。我猜想他由于进展迅速，自鸣得意，过分轻浮，因而是危险的。”
然而，他不久却用大不相同的口吻说道：“我遇到了很多扫兴的事情。如果没有罗巴克博士的支持，那我一定会因此受到压抑而消沉的。现在，我这台发动机已接近于完工；但是我却不像4 年前那样，接近于我所希望得到的消息。在人生一切事情中，没有比搞发明创造更愚蠢的了。”
很显然，罗巴克在经济上的支持，并不像他所预期的那样慷慨，他仍然坚信博尔顿能被说服成为这个项目的合伙人。当罗巴克即将于9 月份动身去访问伯明翰时，瓦特曾在一封特别自卑的信中向罗巴克催问了这件事。
他写道：
当您到了伯明翰那里的时候，我期待您能与博尔顿先生通力合作，并且希望你们能达成某种协议，即使条件对我们有点苛刻，我也希望您能接受下来……有博尔顿先生和斯莫尔博士的聪明才干作帮助，在改进和完善发动机方面的作用也许是相当大的，并且使我们能够战胜困难。否则，这事就可能因此告吹。最后，请考虑我不稳定的健康状况和优柔寡断与暮气沉沉的性格，以及我为了自己同人类进行讨价还价和争斗的无能，所有这些都使我成不了大器……
罗巴克向博尔顿提出给他 1/3的股份，要他在一年之内做出选择，支付的代价不少于1000英镑，但是博尔顿却拒绝了这一建议。他希望在这项发明中获得较多的利益，否则就不干。在金内尔制造发动机的工作就这样停顿下来了。在1769—1770年的晚秋和冬季期间，瓦特完全忙于为那条9 英里长的蒙克兰运河勘测线路，这条运河旨在把拉纳克郡的产煤区同格拉斯哥连接起来。直到3 月份，才在金内尔做了进一步的试验，这次使用的是瓦特于11月份设计的一种新式管型表面冷凝器。
这些试验也是仅仅取得了部分成功。试验证明了瓦特的原理是正确的，但由于技术条件不足，使得他的这些努力仍旧归于失败。很显然，在这台发动机能够进行实际工作之前，还有许多事情要做。然而，用新式冷凝器进行的试验，的确使瓦特向前迈出了重要的一步。在此之前，他一直认为，由于有那么多的空气同蒸汽一起进入冷凝器，因此，要取得完好的排气效果，就必须在发动机每一个冲程之间用水灌满冷凝器。要做到这一点，就意味着要使用一个或几个空气泵，这些泵又很大，因此，要消耗发动机很大一部分的输出功率。此时，他终于发现这样重复灌水是不必要的，而只要用一个小得多的空气泵，就可以保持有效的真空。
4 月初，瓦特动身去北部为一条运河勘测路线，这条运河从珀思穿越斯特拉斯莫尔，经过库巴安古斯到达福法尔。瓦特在珀思曾写信给罗巴克，建议对金内尔的那台发动机再做些改进，不过这些改进是否有过却是令人怀疑的。罗巴克曾力劝瓦特回来继续进行他的试验，但却枉费心机。在瓦特的斯特拉斯莫尔勘测之行结束之后，瓦特想得很周到，打算继续进行试验，可是他一回到格拉斯哥，却改变主意，接受了委托，对改善克莱德河及格拉斯哥港口和码头的情况，进行了勘测并提出了报告。在此后的4 年里，瓦特把全部精力都投入了土木工程工作之中，在他的朋友们看来，他准是永远不会再搞蒸汽机了。
不仅博尔顿和斯莫尔，而且还有伊拉兹马斯。达尔文和乔赛亚、韦奇伍德以及英格兰中部其他一些有影响的人物，都从来没有对瓦特的发明功绩丧失过信心，他们仍然迫切盼望他的试验能够取得成果。对于他们来说，似乎瓦特的这种做法既是不可理解的，又是令人恼火的；然而说句公道话，他们对瓦特处境的困难并不完全了解。在这个时候，只有他才知道罗巴克的经济情况已经变得多么不稳定。因此，不久便出现了瓦特被迫由自己来支付后来的试验费用的情况。所以当试验的结果表明要迅速取得成功是毫无希望时，为了要维持妻室儿女的生活，谨小慎微的瓦特，就感到自己没有勇气再进行深入的试验了。此时，他只能用通过担负一些短期的勘测任务的办法，才可以在举棋不定的两种职业之间避免做出最后的抉择。然而，目前出现的情况，又使他非做出决定不可。等到他的克莱德河勘测工作完成时，蒙克兰运河工程也得到了批准，并向他提出签订一项监督修建这条运河的长期合同，瓦特接受了这项合同，并且还在1770年9 月写给斯莫尔的一封长信里解释了他接受的原因：
我现在正面临着一种选择：是继续进行发动机试验——此事前途未卜，还是接受一项既有名或许又有利的工作——此事即使不成功，也不至于太丢面子——去落实自己费了九牛二虎之力才设计成功的运河工程。要不然，就会把它交给与我素不相识的人去干，而那个人则可能专爱挑剔我的毛病（因为任何人在那种情况下都会犯错误的）。这里很多人把我的能力看得比他们所应估计的高得多，他们决心赞助一个同他们一起生活的人而不是陌生人来担当这项任务。如果我不接受这一聘请，就很难指望很快再有这样有利的机会。
此外，我还有妻室儿女，眼看自己变得雪染双鬓，而却没有任何固定的职业来供养他们。
后来，他又对斯莫尔解释说：他还没有迷恋这项蒙克兰工程，因为那样是合乎他的情趣的。
再没有比与人们吵吵闹闹讨价还价的事使我反感了，然而，我现在过的生活却经常是这样的。尽管由于努力控制自己，现在我对这种情况比在最初的时候容忍多了，但仍然感到难以接受。我也经常担心由于我缺少经验，可能会把自己引入困境，或者担心被工人们弄得十分难堪。不过我总算还幸运，除了一座小山讨厌之极的裂口之外，我已挖了大约一英里多长的运河，并且修建了一座桥梁和几条隧道。我认为所有这一切，都是在我的预计之中。在这一周内，我把三四天的时间花在这项工程上，其余时间的一部分被头痛和其他健康上的毛病占去了，另一部分则花在商讨各种我无法回答的课题上。人们对我相当好。总而言之，我只要求有个健康的身体和充沛的精力，以便能尽快地赚些钱。
还曾有过比他更缺乏自信的土木工程师吗？还曾有过比他更不像运河和铁路建设时代的那些孜孜不倦、满怀信心的巨匠的人吗？但是，瓦特的短处和他身体的疾病一样，显然有些言过其实。因为他从未做过工作，而且同他在职业上进行合作的约翰。斯米顿，对他的能力曾有过明确的高度评价。可是到后来，当斯莫尔提出为他在英格兰找个工作的时候，他却又再次强调了他自己的缺点。他写道：
我决不能同工人、金钱或工人们的账目打交道。要记住我没有任何了不起的经验，也没有事业心，简直不打算要干什么大事新事。在办事方面，我并不是个有条有理的人，而且身体欠佳。请注意别让任何人对我有一个言过其实的过好看法，因为这到头来会害了我……我宁肯面对一门装了炮弹的大炮，也不愿去清理一笔账目或做一项交易。
假如瓦特真是像他所指的那样多病和无能，那么显然他就决不可能完成他于1770年至1774年间在苏格兰所承担的勘测工作项目。任何一个身体虚弱的人，都无法经受得起常常在骇人听闻的气候条件下在苏格兰高地进行的勘测工作。1771年，他勘测了埃尔港，他所提出的改良措施得到及时采纳执行。同年，他还勘测了从吉尔普湖修到克雷格尼什湖的克里南运河。此外，他还勘测了一条类似“捷径”的运河线路，那就是从洛蒙德湖畔的阿罗查尔通往朗湖畔的阿德里斯海格。1772年，他为他的故乡格里诺克勘测了一套新的供水系统，这项工程在第二年根据议会批准的法案予以实行。1773年，他比过去更忙，曾经为福思河、古迪河和德文河的航道改良工程以及从佩斯利到赫利特、从坎具尔镇穿越金蒂尔海峡到马奇里哈尼什的新的运河线路进行过勘测工作。这些计划虽然没有实现，但是，苏格兰惟一的一条公共窄轨铁路终于建成，穿过金蒂海峡。他在1773年秋季承担的最后也是最大的一项工程，是为那个没收财产管理委员会勘查一条运河线路，这条运河线路是从因弗内斯经过大格伦通到威廉堡的。尽管瓦特的这项计划和估算又一次被搁置起来，但是在后来，约翰。伦尼和托马斯。特尔福德都请教过他。负责实际修建卡里多尼亚运河的特尔福德，曾经采用了与瓦特的计划很接近的线路。
然而，所有这些活动和他所表达的种种见解，都没有能够阻止瓦特继续进行创造。像他这样的人是永远也不会满足于现状的。不管他遇到什么任务，都总是立刻为做好这件工作而思索改进工具和方法。他总是很快就全神贯注地思索去另辟蹊径。因此，他在这一时期写给斯莫尔的信里，谈的尽是对他的勘测仪器和水平仪所做的改进，即对叉线远距离测量仪，也就是他所说的“微距计”以及用做制造精密天平的分度机所做的改进。可是，对于他那台放在金内尔土棚里已生锈的倒霉的蒸汽机，他却似乎没有花费什么心思去考虑。
瓦特在1773年虽然为他的勘测工作忙得如此不可开交，但是，实际上他的运气却坏到了极点。1772年至1773年的商业金融大恐慌，使得苏格兰所有的私人银行几乎家家破产。蒙克兰运河工程停工了，他的朋友罗巴克也在1773年3 月破产了，并且从此一蹶不振，在穷困潦倒中默默无闻。他在博内斯的那宗时运不济的投机买卖已使他日益濒临破产，而这次金融危机终于使他不堪一击而垮台了，瓦特想要帮助朋友却无能为力，这使他陷入极度痛苦之中。他力所能及的只能是向罗巴克退还按照协议的条款他所应该支付的全部款项，然后取回在金内尔的那台发动机。他在5 月份通知斯莫尔说，他正在把这台发动机拆卸装箱，准备运到伯明翰这个“惟一适合完成试验的地点”。
马修。博尔顿耐心等待已久的时机现在即将来临，然而，他却仍在踌躇不前。尽管罗巴克欠了博尔顿及其合股人福瑟吉尔大约 1200 英镑，但博尔顿不愿显得他在乘朋友之危或借此利用其他债权人的股份。因此，在罗巴克同他的债权人达成了结债务的协议而且他能够同罗巴克财产托管人谈判以前，他一直在等待。正如瓦特所说，罗巴克的财产托管人对于蒸汽机的发明专利并不重视，而福瑟吉尔也拒绝参与此事。于是，博尔顿在1773年8 月终于把这项专利的2/3 的股份集中到了他的手里。
9 月，最后一次沉重的打击落到了瓦特身上。当他正在大格伦进行勘测的时候，传来了关于他妻子病危的消息，当时她正怀着第五个孩子。瓦特闻讯后，立即冒着倾盆大雨动身赶往威廉堡，很晚才到达那里。第二天他到了蒂恩德拉姆；第三天，也就是28日，他在晚上10点抵达丹巴顿，他在那里写道：“我必然丧妻的预感是如此的确切强烈，以至我再也不能继续往前走了。”次日上午，卡伦公司在格拉斯哥的代理人吉尔伯特。汉密尔顿乘坐一辆轻便马车前来接他。瓦特说：“从他的黑色外衣和他的面部表情可以看出，我已不能抱任何希望了。”他把车赶到汉密尔顿在格拉斯哥的家里，因为正如瓦特伤感地写道的那样：“回到已失去了欢迎我的亲人的地方，我感到心惊胆战。”当威廉。斯莫尔听到这个消息后，他恳求瓦特说：“请您尽快到我这里来。”而瓦特则回答说：“我并不感到孤独和悲伤，但是我对这个世界，甚至对我自己的发明物，几乎都已失去了深切的爱。我十分渴望见到您，想听听您的闲聊，也和您谈谈我自己的想法；但是，眼下还有那么多的事情要做，可我又是这样的穷困。
我对这片故土感到十分沮丧。“
从他那些经常怨天尤人的信件来看，瓦特对自己的故乡并不喜欢。但是，他却始终不那么愿意做出深谋远虑的决定，以至使人会问：如果不是由于他妻子的去世而使他对周围熟悉的环境产生痛苦的感情的话，那么他是否会真的狠心离开那熟悉的环境呢。虽然他料理事务要花去一些时间，但他还是在1774年5 月17日动身到伯明翰去了。在那里，友善的博尔顿把他安顿在自己的纽霍尔路他的旧居。不久他把留在格拉斯哥亲戚家的两个年幼的孩子，即小女儿玛格丽特和5 岁的詹姆斯接来住在一起。
移居伯明翰这件事，在瓦特一生中是一个重大的转折点。此时他已 39 岁，然而，来日方长，前面仍然困难重重。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。不过有马修。博尔顿的支持，又有索荷工厂那些第一流的设备和人员供他使用和支配，他最后的成功是肯定无疑的了。
4.博尔顿和瓦特的故事
到了18世纪70年代，工业革命已经达到了一个新阶段，它对更高效率的、更通用的新动力需求迅速增长，需求数量也极大。为了寻找矿产资源，矿工们正向深层挖掘，这便超出了纽科门式泵机的功能和效益，特别是在康沃尔，由于那里的煤炭需要以很高的费用从外地购进，水力资源赶不上工业发展的需要，而安装纽科门式发动机用来把水抽回工场，则是一个既笨拙又不经济的权宜之计。当务之急乃是制造出一种旋转式的蒸汽发动机，除非这项需要能够得到满足，否则，就很难使工业有进一步的发展。
也许当时在英国，没有任何人像马修。博尔顿那样清楚地认识到这一形势，连詹姆斯。瓦特也不例外。这就是为什么他为了达到谋取瓦特这项发明多数股份的目的，而甘愿耐心地等待那么长的时间。这也就是为什么他现在准备用资金来支持这项发明，而那位倒霉的罗巴克则在最初不肯给，后来又拿不出钱来支持他。在博尔顿的精打细算中，无疑还有另一个因素，那就是迅速改进实际的工程技术。即使罗巴克在1765年最初听到这一发明时，会解囊资助的话，这项计划仍然可能要由于技术的拙劣而遭到失败。与在金内尔秘密进行的小规模试验的情况不同，如此大规模试验的失败很可能会使瓦特在世人的眼中威信扫地，并使他从此一蹶不振。因此，在构想和实现之间所经过的漫长的阶段，尽管对瓦特和他的朋友来说都是感到沮丧的，但在当时却也许是幸运的。此时不仅对发动机的需求增加了，而且在对技术方面也进步了，为取得成功提供了可靠的前景。时机适宜，博尔顿决不错过。由于他对瓦特这位任性的伙伴性格比他的前者有着更深刻的同情和理解，因此，他能够促使瓦特把他的注意力全部集中到蒸汽发动机上来而不分心。今后将再也不会有勘测旅行，也不会再搞其他的新发明了。的确，这位发明家在起初还不时为“蒸汽轮”操心，但最终甚至连他那个想入非非的陋习也完全改正了。
博尔顿只有一次感到紧张，那就是当瓦特收到他的朋友罗比森的一封来信的时候。罗比森当时在俄国，他要瓦特到他那里去，保证给他安排一个年薪1000英镑的职务。博尔顿忧伤地说道：“我开始为您当这位大使的吹鼓手而忏悔。”当伊拉兹马斯。达尔文听到这个消息后，他也写道：“天哪！当我听说您被一只俄国熊用大爪子抓住拖往俄国去的时候，我是何等的惊恐不安啊！如果另有办法的话，我乞求您不要走……但愿您那燃烧的发动机将会把您留下。”如此一桩美差对瓦特来说，肯定会有极大的诱惑力，但使博尔顿事实上感到极大宽慰的是，他决定留在英格兰，并同博尔顿结下了长达25年的不解之缘。
瓦特和博尔顿虽然共同商定了他们的君子协定，但是，任何正式的合伙契约似乎从来就没有履行过，鉴于他们之间，一个是精明超群，而另一个则是经商能力出众这一事实，那么，对于他们的相互信任来说，就得有令人信服的真凭实据。当瓦特于1776年夏天重访苏格兰打算续弦时，他曾由于没有这样一张契约而感到有些为难。他的后妻安。麦格雷戈是格拉斯哥一位染匠的女儿，也是瓦特的朋友吉尔伯特。汉密尔顿的小姨子，毫无疑问，汉密尔顿是他们俩相识的介绍人。詹姆斯。麦格雷戈想要先看一下瓦特的合伙契约，然后才同意把女儿嫁给他。多亏足智多谋的博尔顿小心地编造了一个措词巧妙而无恶意的谎言，才算替他解了围。他寄去一份君子协议的抄本，并附上一张便笺，大意是说，他的律师已去伦敦，因此无法出示契约的原本。虽然这两件事都有真实记载，但却毫不相干。詹姆斯。麦格雷戈显然是感到满意的，因为瓦特如期将续娶的新娘带回到了伯明翰。第二年的整个冬天，他们都在纽霍尔沃尔克度过的，到了1777年的3 月份，他们便搬到哈珀山的摄政街，住进了一座离索荷工厂步行只要15分钟的较大的寓所里。对于一个有着两个幼小孩子的鳏夫来说，这次再娶显然主要是图个方便，但瓦特却把它说成是“我最明智的行动之一”。看来，它经受住了时间的考验，而不失为一桩十分美满的姻缘。
博尔顿对瓦特的蒸汽机发明专利权的关心，远远超过了合伙协议，他预见到要发展和成批地制造这种商品发动机，按照当时的标准，需要投入数量极大的资本，而且还需要经过多年的时间，这项新的企业才能对这笔投资收回足够的利润。而行使这项专利权却只剩下8 年的时间了，除非将其保护期延长，否则的话，他认为这项投机买卖太冒险了。博尔顿没有去谋求一项新的专利权，而是设法通过一项“关于个人利益的议案”以使现有的专利权的有效期能延长25年。这项专利权法是于1775年5 月22日由英国王室批准的，尽管它当时曾遭到激烈的反对，这项专利权法还是把适用范围扩大到了苏格兰。在下议院，人们对这个专利垄断提出指控，在此后的若干年里，这个指控曾引起了很多竞争的工程师的强烈共鸣。毫无疑问，这项发明专利权在最后10年的有效期内，曾对技术的发展起了极大的阻碍作用。然而，这种丧失活力并引起人们反感的后果，与其说是由于延长专利权所造成的，毋宁说是因原来申请专利的说明书措词所致，如前所述，说明书中许多原理牵涉面甚广，而且其中有些原理从未被采纳过。博尔顿延长这项专利权的动机是完全可以理解的，并且如果他的动机遭到否决，那么它对技术进步的阻碍，将会超过这项发明专利权所起的作用。有如博尔顿所认识到的这种特殊的保护伞，对于顺利地研制这样空前复杂的机器来说，是绝对有必要的。只有在它的保护之下发展起来的技术已经成为共有的财富之后，这种保护伞才会成为那些既屡遭挫折又心怀嫉妒的对手们的攻击目标。
与专利法案有关的伦敦访问及随后去格拉斯哥的结婚旅行，只是暂时中断了瓦特在索荷所从事的蒸汽机的研制工作。由于资金得到了保证，加之还有英国最优秀的能工巧匠听他吩咐，因此，瓦特不会再误入歧途了。那台在金内尔托运的发动机，比他本人先期到达伯明翰，将它拆箱之后，安装在由博尔顿选择的地点，即位于这座工厂的两幢边房之间，这样就能有效地用它来把水抽回到其中一个水轮的引水槽中去。
在1765年11月第一次进行的试验失败以后，卡伦公司似乎已放弃了为瓦特制造一个铁铸汽缸的努力，因为这台金内尔的发动机最初被重新安装在索荷的时候，它的汽缸是用锡锭制成的，底部则是铜的。还有一个外层汽缸，也就是蒸汽箱，可能是用木头制作的，而且它的管状表面冷凝器与瓦特曾经在金内尔为进行最后一系列试验所研制的没有什么两样。汽缸底的阀门，采用当时纽科门式发动机上普遍使用的那种摆动式扇形片状阀，驱动方法也一样，然而，这两种阀门却大不相同，那就是纽科门式阀门只能打开蒸汽进入汽缸的惟一的一条通路，就好像是照相机上的快门能打开一个孔隙那样简单。而瓦特的阀门则必须起到两种作用：首先，它必须起到一个平衡阀的作用，把蒸汽引进汽缸的下部，由于它使活塞两面的压力保持平衡，所以能够用下降泵杆的重力，把活塞拉到汽缸的顶端。然后，这个阀门必须把蒸汽入口关闭，打开排气阀，从而让蒸汽从汽缸进入冷凝器。为了取得这一效果，瓦特把这个阀门封装在一个蒸汽室内，并且把它设计成一个敞口盒的形状，而不是扇形平板形状。在蒸汽室里，这个阀门在两个入口上摆动，交替地把汽缸通向蒸汽室的入口打开，然后又使蒸汽经由这个敞口盒和冷凝器相连通。然而，瓦特出于后面将会提到的原因，很快便放弃了这种类型的阀门，不过其意义在于它在原理上为马修。默里的“D ”形滑动阀预先做了准备，而这种滑动阀则成了以后一百多年蒸汽发动机的标准部件。
在这一点上应该说明的是，这台在金内尔的发动机像瓦特按照他所制造出来的第一批发动机一样，都有一个顶端开口的汽缸，这个汽缸被封闭在外层汽缸即蒸汽箱内，活塞杆穿过外层汽缸内的密封垫延伸出来。阀箱里的蒸汽是由蒸汽箱的底部供给的，顶部则没有任何蒸汽调节阀，这就是说，工作时汽缸的上半部同锅炉始终是相通的。
开始的时候，瓦特为解决活塞漏气这个问题，做出了持久而又艰辛的努力，他早先在金内尔的时候也是如此，为了解决这个难题，瓦特进行过种种尝试，采用了不同寻常的防漏办法，其中包括用马粪和牛屎做原料，制型纸也就是经反复辗轧制成的纸，还有帽子制造商用的那种毛毡布，以及他在过去已经试验过的各种特殊的旧纸板等。他还尝试过在活塞上面放重物，把衬垫压下去。所有这些办法都没有取得成功。直到那个用锡锭做的汽缸有某部分破裂的时候，这些试验才告以结束。后来在博尔顿的建议下，从他朋友约翰。威尔金森那里，为这台发动机购了一个新的铁铸汽缸。这个威尔金森是雷克瑟姆附近的伯沙姆有名的铁匠。这在瓦特完善他的发明所进行长期拼搏的故事中，是一个具有决定性意义的事件。
伊萨克。威尔金森和他的两个儿子约翰及威廉，是英国铁匠中最早的两大家族之一，另一个是在科尔布鲁克代尔的达比家族。约翰。威尔金森出生在坎伯兰。他的父亲在开始谋生时还是个小农场主，后来相继在巴克巴罗、洛伍德和在卡特默尔的林代尔炼铁厂合伙经营过，直到后来他有了伯沙姆式高炉，才另立门户，并于1753年迁居登比郡。在约翰。威尔金森的鼎盛时期，那时，他在雷克萨姆附近的伯沙姆和布里姆博，在希罗普郡布罗斯里附近的新威里，以及在斯塔福德郡比尔斯顿附近的布拉德里都有高炉和铸造厂。对他而言，“铁人”这个词是具有双重含义的，因为他不仅对铁费尽心思，而且有着坚定不移的意志和决心，脾气就像从他的熔炉里流出来的炽热的铁水那样暴躁。他曾经负责建造过第一艘铁船，当这艘铁船在布罗斯里的塞文河下水的时候，使得所有那些满以为会看到这条船像一块石头那样沉入水底的人惊诧不已。根据他的观点，任何东西都可以用铁制作得更好。而他更令人毛骨悚然的乐趣之一，就是向他的客人们展示出他为自己的最终归宿所铸的一口铁棺材（事实上这口铁棺材做得太小，这本来会使他大发脾气的，但对于那些负责铸造这口铁棺材的人来说，幸运的是在把他放进这口棺材的时刻到来之前，是不会被发觉这口棺材做小了的）。
然而，威尔金森在工程方面却一点不古怪，1774年1 月，他还获得了一项新的镗床的发明专利权。威尔金森原本是为了给大炮钻孔而研制这种机器的，但是他后来却制造了一种改进了的适于为一端敞口汽缸钻孔的新式镗床。这种为蒸汽机汽缸钻孔的镗床的意义是显而易见的。它有一根15英尺长的空心杆，镗杆两端都由轴承支撑着。刀头随着镗杆旋转，并可依靠穿过内孔中心的刀杆通过整个长孔。要镗削的汽缸坚固地架置在镗杆两轴之间的托架上。由于使用这种机器，才第一次有可能使汽缸内腔从头到尾都真正做得既圆又匀。而过去那些机器，例如斯米顿安装在卡伦的那种机器，只能满足第一个条件，因此，对瓦特来说毫无用途，威尔金森恰巧在这个时刻造出这种机器来，殊不知他的发明对于瓦特来说却是一桩不谋而合的美事。
新铸的铁汽缸于1775年4 月运到索荷。一丝不苟的瓦特写道：“这个汽缸算不上十全十美，不过看起来却没有什么重大差错。”活塞问题虽没有直接得到解决，但看来是由于瓦特的固执，而不是因为新汽缸有什么缺陷。如果说瓦特作为一个发明家有什么过错的话，那就是他极不愿意接受现成的实际经验和别人的主张。这种执拗的态度无疑是来自骄傲。当这种态度使他决不甘心于美中不足而力争完美无缺时，那就是一种宝贵的品质，但当这种态度使他为猎奇去猎奇而不愿把一点荣誉让给别人时，那就会变成一种消极因素。正因为这样，纽科门式发动机活塞上所使用的那种麻垫系统，经过长期的实际应用而有所发展，并且证明令人感到满意是理所当然的。但是，纽科门式发动机上的麻垫经常渗水，瓦特便因此不愿采用，认为它不适合于他汽缸里的那种更热更干燥的工作条件，在这一点上，他曾下决心准备在畜粪混合物的熏人臭气中奋斗数月而依然执迷不悟。尽管如此，瓦特的发动机最后采用的活塞衬垫式样，同纽科门式发动机上所使用的还是没有什么不同，是用压紧了的麻绳和麻絮绕成一道道的圆圈，然后再涂上大量的油脂做成的。
在瓦特对表面冷凝器所进行的持久试验中，同样明显地表现出他固执的性格，最后，他放弃了这些试验，转而采用向排气管里喷注冷水这个比较简单的方法，这是纽科门式发动机原理的再次应用，虽然其方式不同。
尽管这些麻烦在某种程度上是瓦特自找的，但在发动机性能方面确实有所进步，以至后来瓦特在写给他在格里诺克的父亲的信里能够说道：“我发明的第一台发动机现正在运转，其结果表明它远远胜过迄今造出来的其他任何一种发动机。”博尔顿虽然过去曾公开说过他无异于改行当一名工程师，但在这台发动机的试验过程中，他却兴致有加，才思敏捷。当瓦特在伦敦从事与发明专利权法案有关的活动时，他负责继续进行这些试验，而且他写出来的进度报告表明，他的观察是非常敏锐的。例如当他建议在冷凝器上安装一个真空计量器时，他曾写道：
我认为应该把某种计量表附加在冷凝器上，人们可以通过计量表看到真空度，因为没有一个在外面可以看得见的标志，就不可能对里面的具体情况的出判断。
5.走向市场
对于瓦特蒸汽机来说，现在是走向市场的时候了。然而，生性谨慎的瓦特，却总想还关起门来做些改进，等到一切都完美无缺的时候，再把它推向市场。而有着商业眼光的博尔顿，却有不同的看法。瓦特的第一台实用发动机的试验结果，使博尔顿大受鼓舞，以至他说服了瓦特在1775年夏季设计了两台功率更大的商品发动机。在这两台具有历史意义的机器中，有一台是为约翰。威尔金森在新威里的高炉制造的一种38英寸的鼓风机，另一台则是为本特利公司在蒂普顿附近的布鲁姆菲尔德煤矿制造的一种 50 英寸的抽水机。
约翰。威尔金森为这两台发动机铸造了汽缸，并做了镗削加工。事实上，直到索荷铸造厂于1795年投产之前，博尔顿和瓦特的发动机所使用的全部汽缸几乎都是由他负责生产的。威尔金森还为早期的发动机铸造外层汽缸，虽然这些外层汽缸不需要镗孔，他却坚持以规格论价，索取同工作汽缸一样的价钱。这自然要招来不满，而瓦特则通过对他的设计做大的修改来抵制这种敲诈。在工作汽缸取代外层汽缸而作为发动机的主要结构部件后，外层汽缸则仅仅成了一个蒸汽套，不起更多的作用。工作汽缸是用多节铸铁做的（这是由另外一家厂商供应给索荷的），带有锅炉输入蒸汽的管道，它的顶端用一个盖封闭起来，外层箱体通过法兰盘和它连接在一起。这种新的设计，还使得瓦特能把汽缸底部与蒸汽阀箱之间的一个连接阀取消，因为外面很难控制它，所以曾给第一批发动机带来许多麻烦。瓦特称之为“害人的接头”，并说“由于我们掌握不住，所以经常出故障”。
公正地说，应该把为布鲁姆菲尔德公司制造的那台50英寸的发动机，看成是向博尔顿和瓦特的第一次定货性生产。约翰。威尔金森在新威里的那台鼓风机，几乎完全是由他自己负责建造和安装的，而且他同这项冒险企业的关系很密切，因此几乎不能把他称为一位外来的顾客；在布鲁姆菲尔德的那台发动机开始使用的时候，曾举行了一个仪式，对此事《阿里斯伯明翰报》在1776年3 月11日有过报道，由于这是已了解到的对瓦特的蒸汽机最早的一篇新闻报道，所以有必要全文引述：
上星期五，根据瓦特先生的新原理制造出来的一台蒸汽机，在靠近达德利的布鲁姆菲尔德煤矿开始工作。光临现场的有物主，有本特利、班纳、沃林和韦斯特利先生，还有一批科学界的绅士们。这些科学界人士由于第一次看到这种机器的运转是那么独特有力而感到好奇，异常兴奋，这台机器的精彩表演，充分满足了他们的期望。这台机器的整个工艺颇受人们的关注和赞叹。所有的铁铸部件（确实达到无与伦比的水平）都是由威尔金森先生承担下来的，带有各种阀门和活塞的冷凝器，以及所有的小零件，是由哈里森先生等人在索荷制造的，整台机器则是由佩林斯先生，按照设计图纸并在瓦特先生的指挥下安装起来的（作者注：约瑟夫。哈里森是索荷的高级机械师，他曾负责重新安装金内尔的那台发动机的工作。伊萨克。佩林斯是一个单干的装配工，从来就不是博尔顿和瓦特的雇员）。
这台发动机从一开始运转，就可以每分钟大约进行14至15个冲程，不到一个小时就把这台引擎所在的那个矿井（井深约90英尺，水深达57英尺）里的水抽完了。然后，那些绅士们去附近就餐，工人们都跟随着去了。餐后，按照惯例，在许多兴高采烈的能工巧匠们的欢呼声中给这台机器命名为“议会号引擎”。这台引擎带动了一个直径14英寸半的水泵，这一水泵能够在300 英尺处工作，如果需要的话，甚至可以达到360 英尺，而它所消耗的燃料，则只有普通引擎为提供同样动力所需燃料的1 /4. 汽缸的直径是50英寸，而冲程的幅度为7 英尺。布鲁姆菲尔德的矿业主们，通过定购这台前所未有的大型引擎，而放弃了已经开始安装的一台普通引擎所表现出来的那种开明精神，使他们赢得了许多人的称赞，因为通过这个实例，消除了那些没有亲眼见过这种引擎的人们的各种疑虑，从而最终确定了这项发明的重要性和实用性。这种引擎不是靠大气的压力来工作的，其原理与所有别的引擎大相径庭。这种引擎是由瓦特先生（不久前在格拉斯哥）经过多年研究，并进行了种种昂贵而又艰苦的试验之后，才发明出来的。如今，这种引擎正在他和博尔顿先生的指导下，在本城附近的博尔顿和福瑟吉尔制造厂进行生产，他们在那里将近完成了4 台这种引擎，并且为此建立了一个联络机构，以便实现一项十分广泛的计划，生产几乎可适用各种用途的引擎。凡是需要机械动力的地方，不管其功率的大小如何，旋转式运转或者是往复式运转的地方都可以运用。
瓦特的发动机就这样崭露头角了，可能除了马修。博尔顿之外，当时任何其他在场的人都不能领会其巨大意义。在布鲁姆菲尔德和新威里的这两台发动机，在其初级阶段不可避免地要遇到暂时的困难。谨慎小心的瓦特曾经感到急于着手制造这样大型的发动机有点过于仓促，可是博尔顿说服了他。
因此，当威尔金森对他在新威里遇到的困难，写信发牢骚时，瓦特回答说：“我希望您能替我公正地想一下，无论是布鲁姆菲尔德的那台引擎，还是您的那台引擎，要在索荷进行更充分的试验之前，就承担制造任务，那是违反我本意的……”然而，博尔顿的大胆决定无疑是正确的。这种引擎已经到了必须离开试验室的阶段，无论要冒多大的风险，都应该让它走向世界了。如果任瓦特所为，他就会把试验和臻于完善的工作继续搞下去，甚至搞到把博尔顿的钱花光为止。而博尔顿是决不愿意重蹈倒霉的罗巴克的覆辙的。时间证明博尔顿的判断是可靠的。因为根据所积累的经验对这两台发动机所做的改进，最后是令人十分满意的，而这两台发动机的潜力，则一开始就很明显，在布鲁姆菲尔德的那台发动机干着原来所定购的那台 72 英寸纽科门式发动机工作，而新威里那台发动机所产生的效果则更加惊人。在那里有一台用两个锅炉供气的49英寸纽科门式发动机几乎不足以为该高炉鼓风；而取代它的这台28英寸瓦特式发动机，却只需要一个锅炉就可提供超出需要的鼓风量。
由于费用节省，物主们对瓦特初创时期所产生的问题，也就有了容忍的思想准备。
1776年岁暮前，在伦敦的第一台瓦特式发动机安装完毕，并开始工作，那是为鲍区斯特拉特福的一家酿酒厂制造的一台 18 英寸的小型抽水发动机，这台发动机的初期经历是颇为不幸的。博尔顿在名流约翰。斯米顿于1777年4 月所进行一次调查访问后，曾尖刻地写道：“他把钱付给这位工程师去喝酒，其结果是这台发动机在第二天就几乎破裂成了碎片。”如果怀疑这位杰出的工程师有任何预谋的话，那是不公正的，但是，他当然应该更有所了解，有效地操作一台瓦特式发动机，特别是在发动的时候，要求操作者头脑冷静、眼疾、手稳，既然早期管理发动机的人看起来似乎是些长期放荡不羁的人，那么对于这次所发生的比较严重的机械事故的责任，在很大程度上应该由约翰。巴利科恩来负。在这场灾难发生两年以后，鲍区那台发动机不得不更换一个新的汽缸，这当我们看到瓦特所写的以下文字时，便会觉得出事是不足为奇的。瓦特写道：“这个恶棍唆使他们往活塞里放沙子，发动机便这样长期地工作着。这就把它磨得比原来应有的尺寸大了。”
接着建造的一台发动机，也就是为在伯德沃思的豪克斯伯里煤矿制造的抽水发动机，也给合伙人增添很多麻烦，不过，这一次不是由于酗酒作乐或愚昧无知所造成的，而是由于蒸汽连接部件出了故障，此外，阀门和泵杆也破裂了，这台发动机的汽缸为58英寸的，冲程幅度为8 英尺，是在当时所制造的一台最大型的发动机。这台发动机于1777年3 月10日开始工作的时候，显然曾举行过庆祝活动，因为瓦特在2 月底从伯德沃思寄给博尔顿的一封信里写道：“由于地面已经变干，您现在可以带着夫人和小姐来了。如果天气继续好下去的话，我将在点火试车的那天，设法在朗福德准备好一艘18枝桨的大型游艇恭候。”我们衷心希望那天是个晴天，因为那样就会有一批五颜六色身着鲜艳服装的贵宾泛舟于考文垂运河之上，去观看最新的机械首次伸屈其铁肢的奇迹，这实在是一幅赏心悦目的画面。
博尔顿和瓦特与在鲍区和白德沃思的发动机物主之间签订的协议，成为早年发动机生意所采取的标准形式。根据这种协议，由博尔顿和瓦特指定供应发动机部件的所有厂商，并且向他们提供必要的图纸。但是，费用直接由物主付给供应厂商。物主还要为安装发动机的工人及被选来担任主要安装人的技师付工资。博尔顿和瓦特的酬金则采用专利权使用费或佣金的形式来支付。这是基于发动机与同等功率的纽科门式发动机相比，每年的煤炭费用要节省1/3 ，这种酬金的支付为期25年。从表面上看，这样一种安排看起来似乎是够公平的，发动机物主支付资本费用，而且为了换取使用瓦特的发明专利权，让发明人分享一部分由于他而节省下来的资金。可是，这种安排却在伯德福德引起了麻烦，并且成为后来很多麻烦的先兆。同豪克斯伯里煤矿公司发生的一场旷日持久的争论，一直持续了几个月，这场争论由于发动机故障而更加剧，最后只好于1779年6 月通过仲裁才得到解决。仲裁人有利于物主的裁决激起了瓦特的灵感，他给博尔顿写了一封十分奇妙的信，全文如下：
亲爱的先生：阿利路亚！阿利路意！①
①基督教的欢呼用语，意为赞美上帝。
我们已了结同豪克斯伯里的争议，打从去年春季结账日算起，每年定为英镑二百一十七；在过去的二百七十五点五英镑里，归于我们账户的为一百一十七。
我们还得拿出一百个畿尼，给仲裁人们作敬礼。
和平友好的伙伴关系在人间，佩林斯和埃文思该解职。
康沃尔还要三台引擎，达德利己痛改前非有悔意。
您的兴高采烈的詹姆斯。瓦特
瓦特在这里所表现出来的那种罕见的高兴劲儿，就好像是在葬礼上跳驱鬼舞的一位长者，突然跳起一种活泼的水手舞那样，既令人发窘又使人感到牛头不对马嘴。瓦特自己也显然感到这是一反常态的。因此他曾在仓促写成的脚注里写道：“请把这封胡扯的信烧掉。”
当瓦特于1776年去苏格兰时，他不仅为自己找到了妻子，而且还带回了在苏格兰安装第一台瓦特式发动机的定货单。这就是为邓弗姆林附近托里伯恩的彼得。科尔韦尔制造一台44英寸抽水发动机。虽然这台发动机在1778年1 月之前并未投入使用，但瓦特早在1776年就把设计准备好了。作为第一台新型发动机，它的特点是开始把瓦特为蒸汽吸入和排出而设计的分别下落式阀门，安装在前面已经说过的单摆式扇形阀的地方。这些下落式阀门的动作是由“塞杆”控制的，而塞杆又与穿过蒸汽阀室里的密封垫伸出来的轴和联轴器相连。阀门、阀座和操作装置的设计，后来经历了很大的变更和改进。
但是，应用分别下落式阀门的原理，现在已成为所有瓦特发动机上的标准设计方法。这种改进是合理的。虽然扇形阀是极其精巧的，但在当时要不使这阀门和气门把接口处蒸汽泄出，那一定是很困难的。此外，单一阀的根本缺陷是，它有可能在一项功能起作用的时间有所改变时，不影响另一项功能的作用；后来代替它的滑动阀也同样有不足之处。由于使用了分立式的阀门来控制蒸汽的吸入和排出，发动机的工作和经济实用性得到了改善，因为这些阀门的相关出口能够独立地定时，从而提供了最佳效果。在有必要用手控制机械阀装置来操纵这些阀门时，这种新的阀门便使得启动发动机这个并不简单的任务，也变得方便起来了。
为托利伯恩制造的那台发动机，在其汽缸底下装有一个小火炉。但是，瓦特决心保持他的汽缸热度的这一模式，并没有固定下来，而且后来人们认为蒸汽套本身，就足以达到这一目的。现在，冷凝器已经接近于它的标准形式，即将冷水注射到一个排气管里，在这个排气管外面，也用冷水喷注。排气管弯曲地卷进一个冷水槽，它的终端是一个与双联气泵底部相连的匣子。
这两个气泵把热气抽上来，通过单向阀门进入与气泵筒顶端相连的第二个匣子里，再用水泵把热水从第二个匣子里，送到锅炉加水的水箱中去。
在这里，还必须提到另外两个发动机，因为它们表明：即使是马修。博尔顿，也不能完全制止瓦特对试验的强烈**。在1776年至1777年，威尔金森在新威里建造了第二台瓦特式发动机，用来把水抽回到为一台镗床提供动力的轮机内。这台发动机的详细说明和图纸，现在都不存在了，但大家都知道，那是一台按照瓦特的早期试验模型演化而来的发动机。也就是说，它没有横梁，活塞杆直接与泵杆相连。当博尔顿与瓦特采取行动反对爱德华。布尔在康沃尔制造类似发动机时，这台机器曾被戏称之为“一团糟引擎”，但由于后来没有再提到它，所以显然前途无望。
第二种试验，更是别出心裁，富有情趣。那是一种利用蒸汽膨胀的尝试，并且得到博尔顿的全力支持。这台发动机有一个33英寸的汽缸，是1777年在索荷安装的，用来把水抽回到水轮机，像先前在金内尔的发动机一样，因此，它在索荷被称之为“小引擎”。这第二台索荷式发动机的运转情况，与任何其他的瓦特式发动机截然不同，其设计似乎是来自瓦特提出的使用独立下落式阀门的想法。两个这样的阀门控制着进入汽缸上部，蒸汽再从那里排出进入冷凝器。在活塞下面汽缸下部始终通向冷凝器，进气阀提前关闭，用瓦特自己的话来说，这样可以使“蒸汽只在（活塞）下降的阶段被吸入，在冲程的其他时间内则靠蒸汽的弹力发挥作用”。当活塞完成向下冲程且膨胀的蒸汽已排入冷凝器时，汽缸上部由此而产生的真空就形成了必要的平衡状态。在这种情况下，活塞就能在泵杆重量的作用下又被提升起来。
在人们了解它的前途，并认为它取得了极有希望的进展，但对这台发动机的运转情况不满意的瓦特来说，他却不这样看。他认为这台发动机还不如他早期所设计的那么经济实用，它的运转不仅是那样没有规律，而且还如此猛烈，因而索荷的工人们给它起了一个名字叫“恶魔号”。十分奇怪的是，博尔顿这位商人却更有效地掌握利用蒸汽膨胀所能取得的好处，因此，他当然不愿像瓦特那样去指责这台“恶魔号”。瓦特虽然在理论上对膨胀作用的优越性十分明了，但不可思议的是，他自己总是表现出不愿承认它的实用性。
他曾向博尔顿表示过这样的意见：如果把进气减量，不过早切断，从而让少量蒸汽进入整个冲程的话，那么，这台“恶魔号”的运转就会比较平稳，并且还能节省消耗。后来，只是在那些同瓦特竞争的工程师用了或威胁要用蒸汽膨胀的办法作为避开他的发明专利权的一种手段时，他才又回到这个设计的想法上来。这种消极的态度，毫无疑问是与瓦特拒绝使用高压蒸汽的做法有密切联系的，因为在他所偏爱的低压冷凝发动机里，由膨胀作用所获得的益处是被公认为很小的。
瓦特很快便对“恶魔号”失去了兴趣，但是尽管这台发动机的运转情况很不稳定，它还是在索荷一直使用到1848年。后来，它又几经辗转，终于到了伦敦南肯辛顿地区的科学博物馆，并且在那里一直陈列至今。
6.征服者的意志力
如果我们现在就有已经造出来的100 台像在鲍区那样的小型发动机和20台大型发动机，也就会很容易被销售一空。因此，让我们趁此有利的时机做好准备，在不利形势来临前备足库存，并且要在更多的塔巴尔、凯恩斯、瓦茨、福斯茨博士或盖恩斯巴勒出现之前准备好这一切，否则他们就会如同摩西的毒蛇，把别人统统吞噬掉。
这是瓦特在探访苏格兰时，博尔顿写给他的一封信中说的话。从这段话里，我们可以清楚地看出博尔顿的企业家眼光和雄才大略。在激烈竞争的商场中，没有坚强的意志力，是成不了大气候的。
就那种非旋转式抽水机发动机而言，在全英格兰最有希望推销的市场，莫过于康沃尔了。倘若纽科门式发动机能起这种作用，英格兰的煤矿主们就不会很快采用瓦特的发动机抽水了。由于丰富的煤就在他们的矿井口，因此，他们并不认为这种发动机节省燃料的优点能够证明付给博尔顿和瓦特的专利权税是合理的，而且他们因这种发动机的复杂性而产生过怀疑。甚至连约翰。斯米顿在看了鲍区那台发动机以后，也曾把它说成是虽然美观但却过于复杂。在康沃尔矿区，情况就迥异了。那里烧的每一吨煤都以昂贵的费用买进。正是由于这一原因，他们一直不愿很快采用纽科门式发动机，只是在矿井淹没的情况下，才最后被迫用来作为惟一的补救措施。作为对他们困难的一种特殊照顾，政府允许矿主“收回”当时所征的煤税，但与此同时，在康沃尔做发动机的工人必须郑重说明每周的耗煤量。所有这一切，使得他们比英格兰中部和北部的同行更具有节煤意识，而且迫切希望得到瓦特式发动机所提供的巨大经济效益。瓦特式发动机更大的功率对他们也具有吸引力，虽然在康沃尔有72英寸汽缸的纽科门式发动机（这是能运输的最大型号）在运转，但历史却正是在重演。这些矿井日益增加的深度正在超过纽科门式发动机抽水的能力，因而出现了一种类似五十多年前导致引进它们时的情景。
新式发动机的消息很快便传到了康沃尔。1776年夏，一个以雷德鲁思矿的托马思。恩尼斯为首的康沃尔矿业经理代表团访问了英格兰中部，参观了索荷工厂和在布鲁姆菲尔德的新式发动机。当他们走了之后，瓦特发现丢失了一张该发动机的总装配图纸。博尔顿大发雷霆，尽管他迫切希望讨好这些康沃尔的顾客，但还是给恩尼斯发了一封尖酸苛薄的信。他在信中指出：“我们不是开办一所教别人制造蒸汽发动机的学校，而是表示要由我们自己来制造。”这封信很快便把那份图纸追回到了索荷，同时还附有解释，说这份图纸是理查德。特里维西克“由于误会”而拿走的。此人是后来的理查德。特里维西克大工程师的父亲（理查德当时还是个5 岁的孩子），也是坎博恩附近西部矿区多尔科思锡矿的经理，主管财务。
康沃尔形成了以东西矿区著称的两个集团。他们之间并不友好。两个集团分别以大地主法尔默思勋爵和弗朗西斯。巴西特爵士的房地产为后盾。这两个人是两大政敌，在他们各自领地上的矿工们，看来就好像苏格兰高地上氏族成员那样热心地支持着他们的事业。博尔顿和瓦特发现，同西矿区的经理和工程师做生意更困难。他们对这种发动机的性能介绍以及对博尔顿和瓦特的活动半信半疑。他们当中一些人包括老特里维西克在内，一直在负责对纽科门式发动机进行零件上的改进，并且认为凡是他们所不了解的抽水机发动机，都是不值得了解的。因此，当从英格兰中部来的陌生人要教给他们新的诀窍时，他们自然会感到不悦。他们的态度使瓦特非常恼火。因为瓦特不是一个能容忍、有耐心的人，他把老特里维西克称之为“无耻又无知的傲慢狂”。到索荷去的康沃尔代表团中另外一个使瓦特不能容忍的成员是一个名叫约翰。布奇的老头儿，瓦特觉得他愚顽透了。这位在自己的出生地被称为“老布奇”式的人物，曾在马拉济昂附近的欧文谷地和特里格塔丘陵草原的锡矿联营企业当过多年的工程师。
在这种情况下，对于定购瓦特式发动机的头两家矿井都在东区一事，就不足为奇了。在这两家矿井中，靠近雷德鲁斯的“廷唐矿”于 1776 年 11 月日定购了一台23 52 英寸的发动机，此后不久，“忙碌矿”（有时也称为“精神矿”）也定购了一台30英寸的发动机。“廷唐矿”的工程师是乔纳森。霍恩布洛尔，瓦特发现他是康沃尔工程师中最有才华的，尽管他也持将信将疑的态度。他的父亲约瑟夫。霍恩布洛尔是斯塔福德郡人。他认识托马斯。纽科门，并于1725年来到康沃尔把一台纽科门式发动机安装在特鲁罗附近的霍尔洛斯。瓦特会见乔纳森。霍恩布洛尔的时候，他60岁，已经在康沃尔工作30多年了，而且当时运转的60多台纽科门式发动机中，有很大一部分是由他负责安装起来的。他的两个儿子乔纳森和杰贝兹，同小特里维西克一样，后来给博尔顿和瓦特增添了很多麻烦。
康沃尔的这前两台发动机，除了“忙碌矿”的那台有一个改进的阀门箱之外，在设计方面都同在托里伯恩的那台很相似。瓦特由于尊敬霍恩布洛尔，又加上在“廷唐矿”的那台发动机是最先定货的，所以他急于想使它成为在康沃尔运转的第一台瓦特式发动机，但结果他失望了。在伯沙姆铸成并镗好了两个汽缸一起被运到切斯特装船的时候，突然发现用于“廷唐矿”的那个汽缸太大，根本无法通过船上的仓门。瓦特提出由他花钱把仓门加宽，但却没有成功。使他极为懊恼的是，那只船开走了，却把这个汽缸扔到了码头上，后来耽误了很久才运到了康沃尔。
由于周围有这样多持怀疑态度的工程师，因此，对博尔顿和瓦特来说，最重要的任务显然就是要让“忙碌矿”的那台发动机本身来说明其优越性。
于是，瓦特由他的妻子陪同，于1777年8 月9 日离开伯明翰，亲自去指挥这台发动机的安装工作。这是一趟令人感到疲惫的旅行。他们从清晨5 点钟动身，直到晚上9 点钟才到达布里斯托尔。第二天早晨6 点钟又出了门，但却发现公共马车所有的座位都已定满。生活俭朴的瓦特被迫雇了一辆轻便邮递马车，但是，他务必要使他们的车子紧紧地跟在去埃克塞特的公共马车后面，这样当那辆公共马车上的乘客有在布里奇沃特下车的时候，他们就能够很快地跳上了公共马车。在从埃克塞特到普利茅斯那段路程上，瓦特又被迫雇了一辆轻便马车，然后，他们搭乘塔马尔渡船到了萨尔塔什，经过4 天的旅行之后，他们终于抵达特鲁洛。他对康沃尔人和他们的那些发动机的第一个印象，当然是不会讲什么恭维话的：“这里的人……是我以前所遇到的人中最不懂得礼貌的……总的来说，这里的发动机既蹩脚又危险，房子破破烂烂，由于房顶上的贮水器漏水，而使样样东西都在滴水。”
对于他在经过了那么艰苦的旅途之后所产生的偏见，也许应该予以原谅。事实上，他的脾气很快就变得温和起来。几天以后，他写道：“忙碌矿区正在取得可观的进展，这里所有的铁制品一点不比我们自己的差，如果有差别的话，那就是全世界对它的成就会刮目相看。”
瓦特夫人在给博尔顿夫人的一封闲聊的信中谈到瓦特夫妇在康沃尔的见闻，比她丈夫所写的任何观感都更加生动，这是由于瓦特一心扑在他的发动机上的缘故。她写道：
对于这个地区，我几乎不知道该向您说些什么好。我们所待的这块地方是全郡最难忍受的。地面上乱七八糟堆放着上万堆的垃圾，很难看到一棵树。但是，请不要把整个康沃尔都想象成斯沃特那样。我也曾到过一些既美丽又舒适的地方。海滨使我向往，可惜去那里并不那么容易。为了要到我们曾经待过的某些地方去，有时候我那可怜的丈夫不得不背着我。我不瞒您说，在骑那种高头大马时，要爬上那高高的后鞍，开始时使我真感到十分为难。有一次，我们出去做短途游览，一份饭仅仅花了两个便士。您可能会猜想，花那么点钱能吃什么，但是我敢向您保证，我一生中还从来没有吃到过味道这么好的饭菜，在任何一次宴会上，我也没有像在波特里思那天那样感到愉快……我必须告诉您的一件事是，在您放心让博尔顿先生来这里前，请注意将他的生活必需品充分准备好。可怜的瓦特先生现已改信再洗礼教，并定期去参加他们的聚会。他真是一个名副其实的虔诚教徒。
当康沃尔的第一台发动机于1777年9 月开始运转时，显然它没有使人扫兴，因为我们发现瓦特曾告知博尔顿说：“‘精神矿’的发动机运转良好”，而且一个月以后，他还说：“这台发动机运转得越来越好。”负责安装这台发动机的是托马斯。达德利；在此之前，矿业主曾派他到索荷和伯沙姆去催促制成这台发动机的部件，同时接受一段时间的训练。这第一次分配给他的任务，看来他干得不错。
到这时，西矿区也已经定购了第一台发动机，那是为马拉济昂的特里格塔丘陵草原制造的一台汽缸为63英寸的大型发动机。请记住，这里是“老布奇”的地盘，他同达德利一样，事先也被派到索荷去受过培训。但是，这位固执的老头，却拒绝同这种新近流行的机器发生任何接触，因此，这项安装工作便交给了达德利。瓦特发现这位老工程师不仅自己不肯承担这项工作，而且还在散布流言蜚语来贬低这种新发动机，因此，在离开康沃尔之前，瓦特约见了布奇，并且把这次会见的结果向博尔顿做了汇报。他写道：
布奇已经拜访过我，并且许诺一旦当他为之信服，他就宣告放弃他的主张，并且决不再同普通发动机打交道。这个地区的舆论在目前似乎对我们有利……
1778年5 月，瓦特和他的妻子再次去康沃尔，这次他们在靠近雷德鲁思的普雷南瓜里租了一所房子。那里要做的工作多极了，以至瓦特在除夕那天都没赶回伯明翰，而他的妻子是在他之前走的。“廷唐矿”的工作一开始就令人满意。瓦特尽管钦佩乔纳森。霍恩布洛尔的才干，但却曾一度把他称之为不能令人相信的托马斯，现在他也变成一位改变初衷的热心人了。但在特里格塔丘陵草原，情况却并不那么令人愉快，因为达德利没有践约，在安装上的差错也带来很多麻烦。显然他没有能够对付那么大型的发动机，但却荒唐地不懂装懂，这就把事情弄得更糟了，从而免不了使那位“老布奇”暗自高兴。他第一次开始发动这种发动机时，由于他愚蠢地想出风头，结果反而使他自己和瓦特都丢了脸，暴露出自己的愚昧无知。他根本不懂发动机的转速是受到冷凝器对排出的蒸汽所进行冷凝的能力的限制。瓦特写道：
我曾经告诉过他们说，要每分钟跳动超过七八个冲程的冷水不够。可是，由于那里围观者甚众，达德利认为他可以向他们逞逞能了，于是就把速度定为每分钟24个冲程，这样他很快就使全部的水变得滚烫。后来，他们对发动机会停止运转这样一个问题似乎感到迷惑不解……
不言而喻，达德利最终又赢得了瓦特的好感，因为在前面曾经引用过的那封信里，瓦特把他说成是“已经痛改前非有悔意”了。
在1778年，又有两台瓦特式发动机开始在康沃尔运转。一台是在西区哈拉曼宁矿的40英寸发动机，另一台是在查斯沃特的63英寸发动机。后者原是一台由斯米顿设计的72英寸的“普通发动机”，用瓦特的汽缸和冷凝器进行了改造，原来的汽缸则被用做蒸汽套。除此以外，更多的发动机定单正从查斯沃特附近东区的波尔代斯、阿尔与凯克斯、波尔多利等矿山发来。事情很清楚，在未来的一段时间内，这两位合伙人当中总要有一位定期来康沃尔做较长时间的逗留。因此，博尔顿决定买一所房子供他们使用。这所房子就是在根纳普山谷的科斯加恩别墅，那里虽靠近东矿区，但又与之处于隔绝状态。瓦特对它做过这样描绘：
一个极为舒适的地方，一所整洁而又宽敞的房子，窗户装有上下推拉双层窗框，朝南的一面爬满了结有嫩果的葡萄藤。围墙里面的花园里种有一些品种优良的桃树、李树和大量的红醋栗，在门前有两块果园和一块草地……
瓦特在伯明翰已有一所上等的房子。也许可以把康沃尔的这所令人神往的乡间别墅看成是为他的幸福生活锦上添花。他完全有理由认为这是他的福分。他在格拉斯哥拼搏的年代，已经一去不复返了。他的发动机和他的经济前景，都肯定要取得成功。他有着一位世上难找的最好和最忠实的伙伴。他有一个贤惠的妻子，她在后来（1779年）为他生了第二个儿子——格雷戈里。
他的长子詹姆斯已经10岁了，是个胖乎乎的机灵鬼。最后重要的一点是，正像他自己所承认的那样，他的健康状况比以往任何时候都好。然而，瓦特却属于那种总是要自寻烦恼的人，而且一点极小的挫折也会使他陷入失望的深渊。正如他所坦率承认的那样：一位比较聪明但却没有商业头脑的人，甘愿把财政事务全部交到博尔顿那双能干的手里。而把他的整个注意力都集中在技术研究上。可是，瓦特对于资金问题却总是忧心忡忡。到1780年的时候，博尔顿已从伦敦的银行家那里，以抵押的方式筹集到1.7 万英镑，而且他还以发动机的专利权税作为担保，从特鲁洛的一些银行家那里筹集到一笔钱。
由于这两个合伙人自己制造的发动机寥寥无几，顾客们都直接支付全部基建费用，因此，很难理解当时究竟为什么需要那么多的资金，尽管据斯迈尔斯估计，他们在发动机生意中的投资总共有4 万英镑。但是，博尔顿显然对他的生意心中有数，正如他所预见的，不到几年，这些抵押贷款将都还清，发动机生意变得非常有利可图。在当时还没有更多人入股的情况下，博尔顿理所当然地只有采取这一种筹集资金的办法。可是，每当提到抵押这个字眼的时候，瓦特总要叫苦一番，并且给博尔顿写上几封极荒谬可笑的信，这些信真要气坏许多缺乏耐心和冷静头脑的人。为了平息这些大声疾呼的抱怨，博尔顿向瓦特保证：在这一合股企业中，让他占有全部股份的2/3.这种情况荒谬地反映出，在他们合股一开始，博尔顿就把钱预付给瓦特，不要任何抵押。可是，所有这一切却仍然无济于事。瓦特写道：
这些交易已经成为我思想上如此沉重的包袱，以至在某种程度上来说，我对所有别的事情都漠不关心。我思想上没有释去这一重负以前，我对任何事情都不会有兴趣的，也许是由于长期没能享有欢乐的缘故，我再也承受不了这些思想上的负担了。
博尔顿对待他这样一些哀伤的情绪，总是心平气和而又富有幽默感的。
有一次，他建议“像您的同乡那样”，在早晨和晚上做祷告；另一回，他建议瓦特把18个月内所支付的专利权使用费加起来，“您就会发现这对克服低落情绪有好处”。
瓦特在不为那些抵押贷款担忧的时候，他就会抱怨康沃尔矿业经理们的态度，或者对发动机安装人员的效率低表示不满。那些康沃尔人总是设法讨价还价，而瓦特却始终厌恶这种为价格而争论不休。有一次，因为专利权使用费付款问题发生争执之后，瓦特告诉博尔顿说：“我很讨厌这些争论，使我感到非常遗憾的是，我曾在蒸汽发动机上花了如此大量的时间和资金。”
显然，瓦特是很不适合于同康沃尔人做生意的，于是只好由博尔顿亲自出马，于1780年9 月到康沃尔去同他们打交道。
瓦特对那些安装发动机的人也常感到头痛。酗酒是他们主要的问题，不过即使在他们没有喝醉而保持头脑清醒的时候，也常常由于无知或缺少技能而造成严重差错。这是一帮很难对付的人。其中有一个名叫艾萨克。佩林斯的，他是安装布鲁姆菲尔德的那台发动机的人的儿子，也是一个相当有名的职业拳击家。瓦特几年来对此一无所知，直到有一次博尔顿不在那里时，他打开了一封来自伦敦拳击赞助人的信才知道这件事。有一位好斗的发动机工匠提出要同伦敦的任何人拳击一场的挑战后，伦敦的这位赞助人因而来函询问佩林斯的年龄和体重。瓦特被吓坏了，他把这件事告诉了博尔顿，胸有成竹的博尔顿却泰然自若地处理了这件事。如果按照瓦特的主意办，那么在这家企业的发动机安装人员中，被开除的将决不只是一个；可是，能够宽容人的博尔顿通常能够驾驭瓦特，因为他知道，尽管这些人有缺点，但企业却不能没有这些人。他曾说道：“怜悯他们吧！宽容他们吧！再让他们试试吧！我们的作坊决不可停顿下来，因为十全十美的人是找不到的……我们必须像寻找他们时那样接收他们，并要把他们造就成最优秀的人。”
7.默多克苦战康沃尔
在发动机生意初期最大的困难之一是，找不到足够的技术人来掌握这种在当时算是惟一复杂的机器。缺乏耐性的瓦特，估计不到这些人必须要经过训练才能担负这种工作，也没有意识到，如果他们能干而且又肯干，他们就会很快从自己的过失中得到教训。不过他的恼怒是可以理解的，因为顾主必须为他们的错误付出代价，而瓦特惟恐失去其企业和发动机在康沃尔的声誉。当时那个地方在伯明翰人的眼里，就好像今天要去新西兰和澳大利亚那样遥远。
所有这些麻烦和困难清楚地表明：这两位合伙人的当务之急是在康沃尔有一位真正能干的使者。尽管住在科斯加恩别墅很舒服，但不管是博尔顿还是瓦特都负担不起那么长期逗留的费用，而且他俩当中谁都不愿老待在康沃尔，要成为那位公爵领地上的永久居民是难以想象的。如果这项生意要像博尔顿所希望的那样突飞猛进的话，他俩就都需要回索荷去。在康沃尔，需要一位技术上很有能力和性格上很泼辣的人，需要一位能够赢得康沃尔人尊重，并且以瓦特做不到的方式同他们打交道的人，换句话说，需要一位兼有这两位合伙人某些品质的人。他们极其幸运地找到了这样一个人，那就是威廉。默多克，他的名字在瓦特蒸汽机的经历中，仅次于博尔顿本人。
威廉。默多克于1754年出生在艾尔郡老坎诺克附近的贝洛米尔，他的父亲是当地的一个磨坊主兼磨坊机匠，他就是在他父亲的生意经中长大的。到了1777年，新发动机已蜚声艾尔郡，年轻的默多克决心南行，试图在索荷工厂找个工作。毫无疑问，他满以为他的拉乡情会取得詹姆斯。瓦特的好感，但在这一点上他却打错了算盘。很奇怪的是，瓦特有一次曾对沃尔特。斯科特爵士说，他对苏格兰的机匠评价不高，这也许是他早期同卡伦的工人相处的那段经历曾使他失望的缘故。那个时候，他们同英格兰的工程师相比，当然显得缺少经验；但是他们不久便在蒸汽机的使用，特别是船用方面干得很出色。也许值得默多克庆幸的是，当他访问索荷时，正巧瓦特不在那里，见到的是那位具有敏锐判断力的马修。博尔顿。他们这次会见的真实情景常为人们所乐道。当博尔顿向他提出问题的时候，这位年轻人紧张地站在他的面前，手指头不停地卷着他的硬帽边。博尔顿被那顶帽子迷住了，目不转睛地注视着它。那顶帽子与他过去见过的所有其他的帽子迥然不同，没有布盖，看上去就好像是油漆过的一样。他终于开口问道：“这似乎是一顶很奇怪的帽子，它是用什么做的？”默多克局促地回答说：“木材，先生。”“木材？！”
博尔顿惊叫起来，“可又是怎么做的？”默多克回答说：“先生，是我自己用自造的车床把它车出来的。”此刻博尔顿认识到这是一种超出常规的工作，需要一种可以车椭圆形物体的车床，同时也认识到要能够制造和使用这种机器，决不是一位普通机匠所能胜任的。默多克被录用了，而且也很快地证明博尔顿的判断是正确的。
在索荷默多克最初被雇用为制模匠。他第一次出差是去伯德沃思修理和改进发动机。他第一次作为一个安装人员是去邓弗里斯的万洛克赫德装配一台 36 英寸的矿用抽水机。他回到英格兰中部以后，又为希罗普郡的唐宁顿伍德安装了一台发动机。后来在1779年9 月份，他奉派到了康沃尔，并且在那里安家落户，住了15年之久。
默多克很快便成为一个非常得力而又可靠的人，博尔顿把他说成是他曾经见到过的最积极主动的人，也是最善于安装发动机的人。无论如何，他对这家企业都是绝对忠诚的。他办事稳当，孜孜不倦。只要工作需要，他可以夜以继日地工作。不仅如此，他还很快地显示出具有仅次于瓦特本人的发明创造的才能，后来对于瓦特式发动机的几项改进意见，就是最先由他提出来的。在默多克的性格方面，只有下面一点有时会引起两位合伙人的某些不安。
当默多克在安装发动机的过程中主动地对瓦特的设计提出修改意见的时候，瓦特感到很烦。这些改进并不总是成功的，即使成功，瓦特不高兴也是可以理解的。再者，博尔顿和瓦特总是害怕默多克的发明创造可能会使他背弃他们。默多克的蒸汽发动机车模型，就曾经使他们最感到恐惧了。
关于默多克如何制造了这个模型，并且在雷德鲁思靠近他家的一座教堂大院里进行试车，曾把当地教区教师吓得惊慌失措的传闻是众所周知的。不过有一点知道的人并不多，那就是默多克事实上曾经带着他的模型乘坐公共马车去伦敦，打算申请发明专利权。无巧不成书，他在埃克塞特站却偏偏碰到了博尔顿，当时，博尔顿正在去科斯加恩的途中，从一辆向西去的公共马车上下车。博尔顿千方百计地设法说服了这位忠实的默多克，让他放弃他的计划，并且和他一道回到了康沃尔。他曾对瓦特描述过那天晚上默多克是怎样在特鲁洛他们下榻的那个旅馆里，向他表演这个模型的情景：“他在里弗斯佳的一个大房间里，让蒸汽机动车模型转着圈跑了一两英里，上面还载着烧火用的煤铲、拨火棍和火钳。”如果没有埃克塞特这场邂逅相遇的话，默多克本来可以把他这个设计继续搞下去，并且把建造第一辆正式行驶在英国道路上的蒸汽机动车的荣誉，从那位小特里维西克的手里夺过来。默多克模型的原理是将“强蒸汽”排到大气中去，这同瓦特的原理显然不同。为了不让这种离经叛道的见解在将来得势，瓦特亲自领取了一项蒸汽机动车的发明专利权。他给博尔顿写道：
我对威廉。默多克仍然忙于那种蒸汽机动车一事，感到极为遗憾……我现在对蒸汽机动车的看法仍然与从前一样，但是，为了尽最大可能来防止由它而引起的无益争论，我手头已经有了一个某种型号的模型，如果上帝赞成这种车而要创造奇迹的话，我即下决心试一试。
这种一反常态的合谋，除了最后使默多克感到失望外，根本没有取得什么结果。
默多克这样的才能使他很快就在康沃尔赢得了矿业经理和工程师们的高度信誉，甚至连那位保守的“老布奇”，也请他去作为他的合伙人，掌管由他负责的半数的发动机。康沃尔人知道，如果一台发动机出了故障，默多克不把故障排除是不会去休息的。在博尔顿给瓦特写的下面这篇报道里，曾专门谈到了默多克在“统一矿‘和”处女锡矿“努力工作的情况：
默多克是不知道疲倦的人，从安装工作一开始，他就废寝忘食，因为看起来谁都不如他能干……当默多克在上星期四和星期五日夜苦干了两天之后，他又收到了西区‘处女锡矿’的一封信，非要他马上到那里去不可，因为他们无法使发动机起动运转，要是默多克不能立即赶到那里的话，他们就只好让它熄火。因此，他便紧接着在星期六早晨赶去启动那台发动机，并且在机器良好地运转了五六个小时之后才离开那里；当他回到‘统一矿’的时候，已经是深夜11点左右了，但接着他又为那些发动机忙碌起来，一直干到清晨4点才就寝。今天上午10点钟，我又看到他在波尔代斯贮水槽那里，忙着找寻震出来的栓钉和栓销。因为他患重感冒，我坚持要他回家睡觉。
由于有这么一个人在主管工作，瓦特式发动机在康沃尔取得辉煌的成果，就不足为怪了。1783年，也就是第一台瓦特式发动机在“忙碌矿”安装后仅仅6 年，瓦特便声称在那里公爵领地上只剩下一台纽科门式发动机了。
虽然他的这一说法并不正确，但人们对他的发动机的优越性已再不感到怀疑了。至此，已有21台瓦特式发动机在矿上运转，而且在1784年至1788年间又在那里安装了18台。默多克及其那些安装发动机的同事们的工作量，比这些所提供的新发动机的数字所含的工作量要大得多，因为当时康沃尔采矿的突出特点之一是，这些笨重的机器老是要从一座矿井转移到另一座去。例如，在康沃尔的第一台瓦特式发动机，不久便从“忙碌矿”搬到了斯科里尔的“机会矿”，接着又先后搬到圣希拉里的“处女矿”、坎姆博思附近的“仙鹤矿”、“联合矿”，最后于1789年才在戈多尔芬附近的苏珊锡矿落了户，这就是说，在仅仅20年里就转移了5 次。将发动机从一个矿井转移到另一个矿井的这种做法，使得记载工作变得极端复杂。不过，据H.W.迪金森博士估计，在博尔顿和瓦特之间的历史性合伙期间，在康沃尔总共安装了55台发动机，其中绝大多数是单功能的抽水机发动机。
当我们把在康沃尔经营从技术方面转到财务方面时，就会表现出一幅比较暗淡的图景。对于这个问题，无论是马修。博尔顿的交际手腕还是威廉。默多克的满腔热情，都无法改变。随着发动机效能的提高，从而充分表明瓦特的断言是有理的，瓦特认为康沃尔的矿业经理们拒绝支付博尔顿和他所要求的节省份额，这是恩将仇报。这里应该解释一下，当时对于发动机的性能是用约翰。斯米顿设计的一个公式测定的，这个公式是根据消耗一蒲式耳的煤炭，能把多少百万磅重量的水提高1 英尺来计算的。这种算法称为能率数，而最早的纽科门式发动机的平均能率数为4.3.但是由于斯米顿的改进而把这个数字提高到了 7.4. 后来，老特里维西克通过使用大于气压的蒸汽，又声称达到的能率数为 10.瓦特式发动机的能率数每台之间差别相当大，但是，保守的平均能率数为17.5，而在波尔代斯、阿尔和凯克斯矿及巴特森矿，那里的瓦特式发动机的能率数则超过了30. 因此，它所节约的燃料数字是很大的，但要用英镑、先令和便士的方式来表达，那就决不像这些所出示的数字那么简单了。
在康沃尔安装的第一批发动机，是按照早先为在伯德沃思所提供的那台发动机的同样条款成交的。那就是说，矿业主要把由于使用这批发动机而节省的总金额的 1/3，逐年付给博尔顿和瓦特的这家商行。但这项年支付额的计算是很复杂的。这批新式发动机被安装在很深的矿井来抽水，其深度是当时使用的任何纽科门式发动机所远远不及的，因此，斯米顿的计算公式在此是行不通的。显而易见，矿井的深度会影响到能率数，而这也正是造成能率数相差悬殊的原因之一。在那些深矿里，仅仅泵杆本身重量的增加，就要增加消耗一部分发动机的动力。后来，当每台新型瓦特式发动机成交时，瓦特都决定以一种费解的计算方法来支付这笔分成的金额，按这种计算方法，他把自己的发动机的性能，与一台完全是假设的能够担负同样工作的纽科门式发动机进行对照。虽然他的这种计算方法是严格而又公平的，但是当那些矿业经理们一看到要付那么一大笔钱，他们就会对这种无法理解的计算方法，很自然地表示不信，并且对用它计算出来的数字提出疑问。
要确定每年应交的实际分成的金额，就必须知道那台发动机在当年的工作量。为此瓦特在每台发动机的横梁上，都安装了一个摆动计数器。这一措施也引起了那些康沃尔人的不满，因为它是按等速摆动计算的，而在事实上早期那些非旋转式发动机的作功冲程是很不相同的，完全可以肯定，在一段较长的时期内，实际工作量和记录的数字之间，也就有着很大的出入。
整个康沃尔采矿业金融状况的不稳定，使得这些纠葛变得更加严重。那里的矿业收入年年都相差悬殊，有些企业还具有极大的投机性。因此，在一个顺利的年景里，由于他们的情绪乐观，被认为公正而接受下来的协议，在过了一年之后当生意不景气时，他们就会把这一协议看成是一项苛刻的勒索。正如迪金森博士所指出的，瓦特式发动机的优越性，实际上使那里的采矿业的经济地位恶化了，因为它助长了深层采矿的投机浪潮，但这并不是博尔顿和瓦特的过错。不过，瓦特式发动机的成功，却使他们自己遭到了报应，因为它挑起了对垄断的指责，甚至有人威胁要请愿以废除他们的专利权法。
矿业经理们的这一行动，除了遭到瓦特一场淋漓尽致的驳斥外，则一无所获。
他写道：
他们指控我们实行垄断，就算是垄断吧，但恰恰是通过了垄断才使他们的生产率空前提高。在通过使用这种发动机而在节省燃料方面取得的利益中，难道我们不是把2/3 的好处给了他们吗？而留给我们自己的却不过 1/3而已，甚至在分成时，还要进一步打些折扣以应付境况的压力。他们认为把支付发动机费用的负担加在矿业利益上是难办的；这种说法正像有人要偷我的钱包，而我则应该把自己后屁股口袋的钮扣扣好一样的难办。毫无疑问，这也是像有人希望得到某位乡绅的一片土地，但却有着继承法的束缚那样非常难办。况且该乡绅的土地还不是他自己制造的，而这种冷凝发动机却是我自己制造出来的。
该乡绅只是消极地继承了他的土地；而这项发明则是我自己积极劳动的结晶，天晓得，为了它，我曾遭受过多少身心上痛苦的折磨啊……
尽管表示出这种义愤，但是发动机还是非买不可，因此在康沃尔也就暂时恢复了平静。两位合伙人也被迫作了让步。正像瓦特信里所表示的那样，他们已经同意减少分成额，尽管瓦特是违心地被迫放弃了他们那个宝贵的公式，而赞成了一套以汽缸直径为基础的新的付费制度。然而，即使这一让步也还导致了争端。北部丘陵草原集团的矿业主们争辩说，由于预料矿井采掘面在将来会加深，因此他们安装起来的发动机，其功率都超过了目前的需要。
在这种情况下，除非这些发动机都开足马力运转，否则以汽缸直径为基础来收取费用的做法就是不公平的。他们建议说，以活塞直径每平方英寸的负荷量为基础来付费比较公平。对于这一点，显然也得到了认可。
尽管有些妥协，在康沃尔呈现的仍然不是真正的安宁，而是一种并不稳定的休战状态。瓦特的发明专利权随着岁月的流逝，以及随着工程师们对业务的熟练程度的提高，对这种垄断的指责又重新掀起，来势更猛，而那种酝酿已久的不满情绪，也爆发成一场公开的反抗。但就目前的情况而论，征服康沃尔的目的已经达到。有这块占领区的休战局面，加之默多克在那里工作出色，这使瓦特能够把精力集中于蒸汽机的设计上，从而前进了两大步，这就是复动式和旋转式的发动机的问世。
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