В период с октября 1964 г. по июль 1965 г. оба танка прошли испытания на НИИБТ полигоне. На танке «Объект 166М-1» после 677 км пробега вместо двигателя В-36Ф установили В-36 мощностью 427 кВт (580 л.с.) с опытным генератором Г-6,5.
Испытания показали, что модернизированные танки превосходили серийные по экономичности работы двигателя (особенно при высоких температурах окружающего воздуха и высокой нагрузке двигателя), по удельной мощности, а также по плавности хода, что в комплексе с повышенной удельной мощностью улучшило их маневренные качества.
Средние скорости движения танка «Объект 166М-1» с двигателем В-36Ф по различным видам грунтовых дорог на 8-14 % превышали аналогичные показатели серийной машины.
Вместе с тем, надежность двигателя В-36 с наддувом и новой ходовой части оказалась низкой и не отвечала предъявляемым требованиям по срокам службы боевых машин. Установка новой ходовой части была сложной и трудоемкой и привела к полной невзаимозаменямости ее узлов с узлами серийных танков.
По заключению НИИБТ полигона, заводу следовало переработать конструкцию ходовой части в направлении максимальной унификации и упрощения ее установки на серийные танки. Кроме того, наряду с повышением удельной мощности до 13–15 кВт/т (18–20 л.с./т) и улучшением плавности хода предлагалось внедрить автоматизированный привод управления агрегатами трансмиссии, разработанный в КБ завода № 174. Этот привод в КБ завода № 174 создали совместно с ВНИИ-100 и НИИБТ полигоном в 1962–1965 гг. для танка Т-62, который получил заводское обозначение «Объект 612» и имел три режима работы — автоматический, полуавтоматический и ручной (см. «ТиВ» № 2/2010 г.).
С учетом результатов испытаний танков «Объект 166М-1» и «Объект 166М-2» в июне 1965 г. Уралвагонзавод изготовил уже пять модернизированных танков Т-62М, на которых установили многотопливные двигатели В-36, ходовые части с поддерживающими и опорными катками меньшего диаметра, амортизаторами увеличенной энергоемкости и гусеницы с РМШ.
В период с октября 1965 г. по 1 марта 1966 г. эти машины прошли пол и гон но-войсковые испытания в ТуркВО и ПрикВО с целью проверки надежности работы двигателей В-36 и их систем в пределах гарантийного срока службы (500 ч) при эксплуатации на различных сортах топлива и межремонтного срока службы (до 1000 ч) — на штатном дизельном топливе.
В ходе гарантийных испытаний (по январь 1966 г.) все узлы и агрегаты танков работали надежно, за исключением опорных и поддерживающих катков. Наблюдалось разрушение резиновых массивов внутренних бандажей передних опорных катков и отслоение резины с массивными вырывами у двух средних катков, а также разрушение металлического бандажа одного поддерживающего катка. Остальные детали и узлы ходовой части, как и двигатели В-36 с обслуживающими системами, функционировали надежно. Двигатели В-36 испытания на гарантийный срок службы 500 ч выдержали. Однако из-за низкой эффективности бескассетных воздухоочистителей в условиях средней запыленности два двигателя в результате повышенного абразивного износа не доработали до межремонтного срока (1000 ч) от 100 до 200 ч.
Испытания танков Т-62М вновь подтвердили увеличение средних скоростей их движения на 7–9% и запаса хода — на 12,5-16,9 % в зависимости от дорожно-грунтовых условий.
Однако в целом Т-62М испытания не выдержали из-за разрушения опорных (1513–1803 км) и поддерживающего (1680 км) катков. Уралвагонзаводу было рекомендовано:
— проработать мероприятия по повышению качества резины массивов опорных катков, обеспечив их надежную эксплуатацию при существующих нагрузках до выхода танка в капитальный ремонт;
— повысить качество приклейки резиновых массивов к алюминиевому сплаву;
— исключить возможность установки опорных катков с завалом, обеспечив при этом более равномерное распределение нагрузки по обоим бандажам опорного катка;
— проработать мероприятия по снижению нагрузки на опорные катки, обеспечив их надежную работу до выхода в капитальный ремонт;
— повысить прочность ободов поддерживающих катков, исключив случаи их разрушения.
Дальнейшие работы по танку Т-62М были прекращены в связи с подготовкой на заводе предполагаемого серийного производства танка «Объект 432».
В направлении повышения подвижности танка Т-62 в июле 1964 г. на НИИБТ полигоне провели испытания комплекта ОПВТс измененными узлами серийного танкаТ-62, изготовленного в мае того же года. В отличие от серийного комплекта ОПВТ, на этой машине был введен опытный чехол уплотнения крыши над радиатором с тремя люками.