почему в поршневых насосах с ростом средней скорости поршня уменьшается отношение хода поршня к диаметру

Answer 1

Не уменьшается. Шатун не делается ведь короче. Уменьшается наполняемость цилиндра, а сответственно и давление на выходе.
Или вы про разные насосы? Тогда это очевидно - куда мене энергозатратно чуть-чуть шевелить широким поршнем, чем протаскивать через километры цилиндра узкий поршень.