由于水转大纺车确实已达到很高水平，因此它的工作性能颇佳，工作效率甚高。诚如王祯所赞的那样，“大小车轮共一弦，一轮才动各相连。机随众欓方齐转，纑上长纴却自缠。可代女工兼倍省，要供布缕未征前”；“车纺工多日百斤，要凭水力捷如神”！“比用陆车，愈便且省”（注：王祯：《农书》“农器图谱二十·麻苎麻门”。）。
    元代出现这种复杂的纺纱机并非王祯个人的天才发明，而是中国纺纱工具长期发展的产物。仅就现存的古代文献而言，早在东晋时代中国就已有了足踏三锭纺车。这种纺车也出现在大画家顾恺之为刘向《列女传》“鲁寡陶婴”作的配画中，可见其使用已经并不罕见。顾氏原画虽然失传，但是从宋代翻刻的《列女传》中仍可见到妇女使用这种纺车的配画。三锭纺车是纺车发展史上的重大进步，为更多锭数的纺车的出现开辟了道路。三锭纺车进一步发展，锭子由3个增加到5个，就是王祯《农书》中的“小纺车”。依照王祯所述，小纺车在元代运用很广，“凡麻苎之乡，在在有之”（注：王祯：《农书》“农器图谱二十·麻苎麻门”。）。从机械学的角度来看，三锭纺车和小纺车在机构和工艺方面相差不大，同时主要作用都是对麻缕进行加捻与和线（注：它们都由脚踏和纺纱两种机构组成。其中脚踏机构又由踏杆、凸钉和曲柄三个部分组成，运用杠杆原理工作；而纺纱机构则由绳轮和锭子两个部分组成。参见陈维稷主编《中国纺织科学技术史》（科学出版社，1984年）第172-174页。）。李约瑟认为：“在14世纪早期（中国的）纺车上已有3个甚至5个锭子，全体由一根绳传动，这似乎是成熟的特征，意味着它们已有很长的发展历史了”（注：《中国科学技术史》第4卷《物理学及相关技术》第2分册《机械工程》，第107页。）。多锭纺车的出现、改进和普及是纺纱机械发展史上的重大事件。元代多锭纺车发展到5锭纺车，在当时的世界上是一个伟大的成就。
    小纺车有5个锭子，而5锭已是足踏纺车所能设置的纱锭数目的极限，要再增加锭数，就必须对纺车进行重大改革。换言之，就必须使用大纺车。大纺车与小纺车的差别不仅在于体积大小，也在于工作方式的不同。使用小纺车是在锭子旋转时，手持一段麻缕使其加捻和合并，待纺好后将其绕在锭子上，也就是把加捻和卷绕分两次完成。而使用大纺车则把待加捻的麻缕预先绕在锭子上，纺纱时锭子一边旋转，一边给从锭子上抽出的麻缕加捻，同时这些加捻的麻缕穿过一个铁叉绕到纱框上。因此在纺纱机构上，大纺车与小纺车有重大差异，即锭子不仅由横卧变为竖立，而且被从纺车的上部移到纺车的下部，此外还增置了传动锭子、传动纱框等部件。不过尽管有这些重要改变，大纺车的基本工作原理仍然与小纺车一致，即锭子基本上仍然按照脚踏纺车的原理，采用绳弦集体传动方式来带动锭子旋转（注：参见上海市纺织科学研究院《纺织史话》编写组《纺织史话》（上海科学技术出版社，1978年）第76-77页。）。因此就纺纱机构而言，小纺车与大纺车之间具有一种承继的关系。元代小纺车已经广泛使用，这就为大纺车的出现奠定了基础。当然，小纺车与大纺车在纺纱机构上存在着重大差异。但是，从薛景石《梓人遗制》所体现出来的金元之际华北机械（特别是织机）制作技术来看，要克服这些差异并不是做不到的（注：薛景石《梓人遗制》是一部由民间木工写成的织机与坐车制作工艺专著，可以说是当时木制机械实际制作经验的总结。该书中体现了非常值得重视的机械工艺知识，例如作者把分部零件和总装配图都刻画得非常具体，立体图更是形象逼真，“每一器（按：即每一机件）必离析其体而缕数之”。不仅详细说明了每个零件的尺寸大小和安装部位，而且也简要讲述了各种机件的制作方法，“分则各有其名，合则共成一器”（参见陈维稷主编《中国纺织科学技术史》第213页；胡维佳主编《中国古代科学技术史纲·技术卷》，辽宁教育出版社，1996年，第16-18页）。他所谈到的织机与坐车制作技术，对于大纺车的发明肯定是有启发的。）。
    在动力机构方面，大纺车与过去的纺车有较大差异。过去的纺车（包括小纺车）都是依靠人力驱动，而大纺车却可以用人力、畜力或水力驱动。即使就人力驱动而言，大纺车所用的驱动方法也与过去纺车使用的方法不同。过去的单锭纺车，靠一只手转动曲轴来驱动；而较为先进的足踏纺车，则靠足踩踏板来驱动。人力大纺车的驱动从后代的情况来看，工作原理与单锭纺车相似。但是大纺车由于锭子数目多，因此要把转轮直径增大，用双手转动纺轮上的曲轴来驱动。水力大纺车，王祯《农书》已经说得很清楚，采用的是水磨、水碾所使用的水轮驱动方法；而畜力大纺车大约是采用类似畜力碾磨所使用的方法。水力和畜力碾磨在元代以前已有长久的使用历史，技术上已颇为成熟，因此在纺纱机上使用这些技术绝非难事。
    水转大纺车是宋元中国机械制作技术成就之集大成者，这意味着它是民间应用技术的产物，而非一个伟大发明家的天才构想和设计。换言之，和许多古代的伟大发明的存在情况不一样，它是一种已被广泛使用于生产实践的实用技术。而一种技术是否得到运用，其意义之重大，并不逊于这种技术的发明。
    关于水转大纺车使用情况的记载，主要仍见于王祯《农书》。该书说：“中原麻苎之乡，凡临流处所多置之”。由于水转大纺车工效高，因此往往多户人家合用一车：“或众家绩多，乃集于车下，秤绩分纑，不劳可毕”。可见，在14世纪初期的中原的某些沿河地区，水转大纺车的运用已颇为普遍。在中原以外的地区有没有采用水力纺纱机的情况？这个问题史坛过去一直未回答，但我们却不能回避。否则王祯关于水转大纺车已颇为普遍地运用于生产实践的重要说法，就会因孤证而难以令人确信。因此寻找其他证据对于此说至为关键。
    我曾在元人揭傒斯的《蜀堰记》中发现了一则史料，表明在14世纪中叶，某种形式的水力纺纱机曾运用于四川成都平原上。据该文，顺帝至元元年（1341年）重修都江堰，效果很好，修堰之前，“常岁或水之用仅数月，堰辄坏。今虽缘渠所置碓磴纺绩之处以千万数，四时流转而无穷”（注：此文收于揭傒斯《揭文安公全集》（四部丛刊本），亦见于《古今图书集成》“职方典”卷598“成都府部·艺文二”。）。从这段文字里，我们可以清楚地看出：第一，都江堰“缘渠所置”的“碓磴纺绩之处”，应当就是借助水力推动的碓磴和纺车。此处的“碓磴”是指水碓，自无问题，但“纺绩之处”是否指水力纺车，可能有人会感到怀疑。但是如陈维稷所言，所谓绩麻，就是现今的合股加捻。自秦汉至清末，中国所使用的主要绩麻方法是“纺纱法”，所用工具为纺车，基本上以人力为动力，但亦有用水力推动者（注：参见陈维稷主编《中国纺织科学技术史》第172-174页。）。所以揭傒斯文中谈到的“纺绩”，即纺麻纱。这里的纺麻纱机沿都江堰而置，自当为水力纺纱机无疑；第二，“缘渠所置碓磴纺绩之处以千万计”，说明这里的水转碓磴与水转纺车不仅数量众多，而且十分集中；第三，“四时流转无穷”，亦即这些碓磴与纺车依靠水力推动，常年运转，四季不停。可见在14世纪前半期的成都平原上，水力纺纱机的使用已十分普遍。此外，从当时的客观环境来看，水力纺纱机在都江堰一带得到普遍使用也是非常可能的。当时成都平原纺织业颇为发达，在此次修堰前三四十年的大德年间（1298-1307年），马可·波罗在成都平原上，“见有城村甚众，皆有墙垣，其中纺织数种丝绢”，“彼等恃工业为活，其纺织美丽Cenolaux及其他布匹，且在成都府城纺织也”（注：《马可·波罗行记》，沙海昂注，冯承钧译，商务印书馆，1936年，第440、441页（后一句引文见第441页注6，出自法文本）。梁生智译《马可·波罗游记》（中国文史出版社，1998年）第160页则为“可以看见许多上等的住宅、城堡和小市镇，居民以农业维持生活，城中有各种制造业，特别是能织出美丽的布匹、绉纱及薄绸”。）。再次，这一带不仅盛产木材，而且还有比较发达的铁工业（注：这从此次重修都江堰可得到证实，据前引《蜀堰记》，此次修堰共用铁65000斤，役使铁工700人。）。这就从物质上和工艺上保证了水力纺纱机的大量制作。