Expansie
Algemeen
Gedurende het begin van de slag wordt stoom toegelaten. Om de snelheid van de machine te regelen moet deze hoeveelheid stoom regelbaar zijn. Dit kan gebeuren door stoomtoevoer af te knijpen en dan over de gehele slag stoom toe te laten. Dit kan ook gebeuren door de volle stoomdruk over slechts een gedeelte van de slag toe te laten.
Voldruk
Indien over de gehele slag stoom wordt toegelaten praten we over een voldruk-machine. Bij de uitlaat wordt stoom uitgelaten van dezelfde druk als de inlaatstoom. Daarmee wordt dus veel energie geloosd zonder gebruikt te zijn. Voldrukmachines hebben geen apparatuur om de hoeveelheid stoom te regelen en zijn daardoor goedkoop in bouwkosten. Als de machine slechts zelden gebruikt wordt, zoals een ankerlier bv dan kunnen deze lage bouwkosten opwegen tegen het inefficiënte gebruik.
Expansie
Als de stoom gedurende slechts een gedeelte van de slag wordt ingelaten dan kan de stoom in het verdere deel van de slag expanderen. In de grafiek wordt over slechts 20% van de slag stoom ingelaten. Volgens [de wet van Boyle Gay-Lussac] is "druk x volume" constant. Is de zuiger van 20% slag naar 40% slag gegaan, dan is het volume verdubbeld. De druk zal dus halveren. Het grijze oppervlak in de voldrukgrafiek is 100 % x 8 atmosfeer, de oppervlakte van de expansiegrafiek is slechts 100 % x gemiddeld 4,2 atmosfeer. Bij een stoomverbruik van slechts 20% ten opzichte van de voldrukmachine wordt dus 42% vermogen geleverd. Het rendement is dus dubbel zo hoog, maar het vermogen wordt kleiner. Door de machine te vergroten kan een veel hoger rendement bereikt worden, maar tegen hogere bouwkosten. In de praktijk zijn alle serieuze machines expansie-machines.
In dit geval is de vullingsgraad 20%. Let wel, het gaat hierbij alleen om de afgelegde weg van de zuiger.