他想，如果讓蒸汽能夠從兩端進入和排出，就可以讓蒸汽既能推動活塞向上運動又能推動活塞向下運動，那么，他的效率就可以提高一倍。1782年，瓦特根據這一設想，試制出了一種帶有雙向裝置的新汽缸，由此瓦特獲得了他的第三項專利。把原來的單向汽缸裝置改裝成雙向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低壓蒸汽變?yōu)楦邏赫羝?，這是瓦特在改進紐可門蒸汽機的過程中的第三次飛躍。通過這三次技術飛躍，紐可門蒸汽機完全演變?yōu)榱送咛卣羝麢C。

由于瓦特把蒸汽機的往復直線運動變成為連續(xù)而均勻的圓周運動，從而可以經過傳動裝置帶動一切機器運轉，成為能普遍用于工業(yè)和交通運輸業(yè)的“萬能動力機”。這種高效率的蒸汽機很快取代了舊式的蒸汽機，被各工業(yè)部門迅速采用。從此，動力機、傳動機和工作機組成了機器生產系統(tǒng)，成為產業(yè)近代化的核心。

到19世紀30年代，蒸汽機廣泛應用到紡織、冶金、采煤、交通等部門去，很快引起了一場技術革命。美國人富爾頓發(fā)明了用瓦特蒸汽機作動力的輪船，英國人史蒂芬遜發(fā)明了用瓦特蒸汽機作動力的火車。