Puedes probar hacer las extracciones a trozos usando la clausula LIMIT.
Código PHP:
"SELECT fecha FROM medias WHERE media3 <'$alto' AND media3 >'$bajo' AND numplaca IN ('$mono', '$poli', '$cis') ORDER BY hora LIMIT '$principio', 100"
por ejemplo.
Si es por el tiempo tambien podrías modificar el tiempo maximo de ejecucion de scripts ( si tu server lo permite );
Código PHP:
set_time_limit(0) //No tienes limite de expiracion de tu script.
Saludos