No conozco limitaciones de PHP (o tal vez de tu servidor HTTP: Apache?) ante "pocos" bytes como es tu caso para el Upload ..
Podrías probar algunas cosas .. ejemplo:
Para descartar problemas del "Upload" en sí (o del filesize() por ejemplo):
Código PHP:
readfile($binario_nombre_temporal);
ahí deberías ver el contenido "binario" de tu archivo.
Otro detalle .. tomar el tamaño del archivo directamente de la variable $_FILES:
Código PHP:
$binario_contenido = addslashes(fread(fopen($binario_nombre_temporal, "rb"), $_FILES['archivo']['size']));
Y no estaría de más hacer antes un echo a $_FILES['archivo']['size'] para ver el tamaño del archivo que PHP está identificando.
Un saludo,