В апреле 1763 года И. И. Ползунов подал начальнику Колывано — Воскресенских заводов Порошину предложение о постройке изобретенной им «огнедействующей» машины для заводских нужд. Проект машины был основан на достижениях науки и техники того времени. Особенно помогли ему труды М. В. Ломоносова, использованные для обоснования проекта машины. Не ограничиваясь теоретическим изучением, И. И. Ползунов провел много опытов, исследовал воду и пар, взвешивал воздух, отлично разобрался в тепловых вопросах.

В то время на всех предприятиях господствовал ручной труд. Только в отдельных случаях для вспомогательных трудоемких работ применялись громоздкие машины, основная часть деталей которых была из дерева и только некоторые из металла. То был век ручного труда и немногих нехитрых механизмов, буквально срубленных топором, подобно тому как «рубят избу». Основными строителями машин того времени были «плотинные» мастера и подчиненные им плотники. Они сооружали и устанавливали машины при помощи своих обычных инструментов, используя лишь ограниченное число металлических частей, поставляемых им кузнецами.

Наиболее распространенными машинами были воздуходувные меха для металлургических печей и молоты для ковки металлов. Самым совершенным двигателем было водяное колесо, основным орудием при изготовлении которого опять‑таки служил топор. Применение водяных колес, без которых была невозможной работа заводских металлургических печей и молотов, привязывало заводы к определенным местам, очень часто невыгодным из‑за удаленности от рудников и лесов, доставляющих руды и горючее. Воды в заводских прудах часто не хватало. Колеса останавливались, а вместе с ними останавливался и завод. Во времена же паводков масса воды сбрасывалась впустую, стремительное половодье разрушало плотины.

Царству ручных орудий и немудреных машин И. И. Ползунов решил противопоставить небывалую машину. «Водяное руководство пресечь», — было призывом И. И. Ползунова. Создать машину, способную «по воле нашей, что будет потребно, исправлять», — вот задача, поставленная им. «Я должен, — писал И. И. Ползунов, — все возможные труды и силы на то устремить, коим бы образом огонь слугою к машинам склонить».

По принципу действия «огнедействующая» машина И. И. Ползунова относилась к особому типу паровых машин — к так называемым пароатмосферным машинам. Устанавливая два цилиндра, он обеспечил возможность удобного получения в такой машине непрерывно развиваемой полезной работы.

Так был изобретен первый тепловой двигатель для заводских нужд, который легко можно было приспособить для привода разнообразных машин. Этот двигатель можно было сооружать в любом месте, и притом такой мощности, какая была необходима.

«Облегчить труд по нас грядущим» — вот что поставил целью своей жизни солдатский сын Иван Иванович Ползунов, справедливо названный одним из немногих его друзей «мужем, делающим истинную честь своему отечеству».

«Всенародная польза», стремление для процветания родины новую машину «в обычай ввести» — вот что побуждало И. И. Ползу нова работать, не щадя своих сил.

За 21 год до англичанина Уатта, признанного всеми изобретателем первого двигателя, русский теплотехник И. И. Ползунов в 1763 году изобрел «огнедействующую» машину как новый двигатель для всеобщего применения в производстве.

Постройка машины была связана с огромными затруднениями. И. И. Ползунов настаивал на сооружении сначала небольшой, опытной теплосиловой установки. Он хотел обеспечить изучение новой техники, подготовку мастеров для строительства крупных установок.

Однако И. И. Ползунова заставили сразу приступить к постройке машины «большим корпусом».