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。”
