Начнем сначала о зависимости плоности воздуха от температуры и атмосферного давления:

p=(0,0473xB/T)xg

p - плотность воздуха (кг/м3 или кг/1000л)
В - барометрическое давление (мм рт. ст.)
Т - температура воздуха (Кельвин)
g - 9,8 (м/с2)

Пример:
1)
В - 700 мм рт. ст.
Т - 293 К (+ 20 гр.)

р=(0,0473х700/293)х9,8=1,107 кг/м3

2)
В - 800 мм рт. ст.
Т - 293 К (+ 20 гр.)

р=(0,0473х800/293)х9,8=1,266 кг/м3

3)
В - 760 мм рт. ст. (нормальное атмосферное давление)
Т - 293 К (+ 20 гр.)

р=(0,0473х760/293)х9,8=1,2 кг/м3

4)
В - 760 мм рт. ст.
Т - 253 К (- 20 гр.)

р=(0,0473х760/253)х9,8=1,39 кг/м3

Таким образом, можно сделать заключение, что чем выше давление и ниже температура, тем больше плотность воздуха. Поэтому наибольшая плотность воздуха зимой в морозную погоду, а наименьшая летом в теплую погоду. Также следует заметить, что плотность влажного воздуха меньше, чем сухого (при одних и тех же условиях). Поэтому иногда учитывают и влажность, вводя при этом в расчеты соответствующие изменения.

Состав смеси:
Максимальная мощность двигателя достигается всегда при некотором обогащении смеси, точнее при a = 0,850,90, что вытекает из развёрнутого уравнения для индикаторной мощности.

Максимальное значение индикаторного КПД достигается всегда при небольшом обеднении смеси, точнее, при а = 1,051,08. Это объясняется тем, что при небольшом обеднении смеси топливо сгорает полностью.

а - воздух:бензин

0,85 12,4:1
0,90 13,1:1
0,95 13,9:1
1,00 14,6:1
1,05 15,3:1
1,10 16,0:1
1,15 16,8:1

отсюда можно сделать вывод:
самый экономичный режим работы двигателя достигается при а = 1,05...1,08 (15,3:1-15,8:1)
самый мощностной режим работы двигателя достигается при а = 0,85...0,90 (12,4:1-13,1:1)

Исходя из этих данных можно вполне рассчитать расход топлива автомобилем:
у меня 1600 - на 4-ой при 6000 расход 16 литров
- объём двигателя 1568 см3
- состав смеси 12,5:1

Расход воздуха при 6000 об/мин
1568/4=392 - объём одного цилиндра
392х0,65=255 - с учётом коэффициента наполнения 0,65
255х2=510 - за один оборот двигателя наполняются два цилиндра
510х6000=3060000 - 3060 литров при 6000 об. за минуту
3060х60=183600 - литров воздуха в час
183,6х1,3=238,68 - кг воздуха при плотности 1,3 кг/1000л
238,68/12,5=19,0944 - кг топлива при составе смеси 12,5:1
19,0944/0,76=25,125 - литров топлива при плотности 0,76кг/л
25,125/1,58=15,9 - т.к. скорость на 4-ой при 6000 и ГП 3.9 составляет 158 км/ч

Итак, расход топлива при движении на 4-ой при 6000 и ГП 3,9 - учитывая состав смеси (12,5:1) - составляет 15,9 л/100 км - практический расход составляет 16 л/100 км.

Так же не стоит забывать о том, что карбюрация (смесеобразование) практически не зависит от плотности воздуха, поэтому при увеличении атмосферного давления и уменьшения температуры воздуха состав смеси обедняется.

Продолжение следует.

Ratkov, с ростом оборотов растут потери, поэтому кривая момента не повторяет точно кривую наполнения, она отклоняется от неё вниз с ростом оборотов.

кривая момента как раз и учитывает потери с увеличением оборотов, т.к. момент - это и есть зависимость мощности двигателя от оборотов:

М=9550хР/n
P - мощность двигателя (кВт)
М - момент двигателя (Нм)
n - обороты двигателя (об/мин)

Пример:
при 5400 об/мин мощность двигателя 1,6 составляет 75 л.с.
М=(9550х75)/(1,36х5400)=97,5 Нм

при 3400 об/мин момент двигателя 1,6 составляет 116 Нм
P=(116х3400х1,36)/9550=56,2 л.с.

а если мощность в 75 л.с. достигается при 6400 об/мин
М=(9550х75)/(1,36х6400)=82,3 Нм

отсюда очевидно, что момент на прямую учитывает увеличение потерь при увеличении оборотов.