Чуствуется рука профессионала. Если не секрет, что заканчивали? Я - Куйбышевский авиационный, факультет авиационных двигателей.

Теперь по теме. Если рассматривать идеальный цикл Карно (в координатах Р-Т), то понижение окружающей температуры должно приводить к понижению точки температуры выхлопа, т.е. к увеличению площади, охватываемой линиями цикла или повышению кпд. Однако в реалии этого не происходит, т.к. из-за попадание в цилиндры на всасе более холодного воздуха, весь цикл смещается вниз, примерно параллельно самому себе. Что касается повышения кпд за счет увеличения содержания кислорода в холодном воздухе, то эта величина настолько мала, что ее не стоит и рассматривать. Как впрочем и увеличение сопротивления такого воздуха при движении автомобиля. Я думаю, что если коэффициент аэродинамического качества современных гражданских лайнеров как правило колеблется около 0,3, то этот же коэффициент для современных авто на выше 0,35, а при таких величинах сопротивление воздуха есть функция только скорости (если конечно мы не будем ездить где-нибудь в высокогорье).
По конкретике. Хочу уточнить, когда Вы ведете речь о диагностике, Вы подразумеваете мотор-тест или что-то иное. И как такая диагностика может быть осуществлена - простым подключением диагностического компьютера к колдке или частичной разборкой двигателя? Например
"режимы работы кат коллектора и давление топлива" проверяются на специальных стендах или прямо на авто? Все коэффициенты, как я понимаю проверяются по компьютеру, но если они не выходят за пределы диапазона (не горит чек), то диллер никогда не признает дефект. А если загорится "чек", то будет немедленно заявлено, что я заправляюсь плохим бензином и предложена куча доргостоящих мероприятий, которые не факт, что все необходимы.
Кстати, должен заметить, что проблемы появились после заправки в Волгограде на одной из ЛУКойловских заправок. Неужели попал на сильно левый бензин и грохнул катализатор

Пирометрический замер температуры ступиц и редукторов вещь конечно классная (еще круче было бы тепловизором), но где ж я возьму такое оборудование, а на сервисах его точно нет. И потом необходимо знать референтные значения при принятых условиях (выбег без торможения со скорости n, да идеально ровную дорогу, да точное давление в шинах, да правильную загрузку. Словом можно только относительные данные рассмаривать). Если ступицу одну какую-то подклинивает так, что она дает полтора-два литра, то и рукой все определить можно, а редуктора и коробку без заводских данных мерять бесполезно (если только найти такой же автомобиль и сравнить), но это уже из области фантастики.
По поводу всего остального, поскольку расход вырос одномоментно, а с машиной я ничего не делал (масло не менял), то перелив масла или измнение его параметров исключены.
Спасибо, что выслушали такой длинный опус