关于车顶自行车架是否合法的问题，这主要取决于多个因素，包括车顶行李架的安装是否符合规定、自行车放置的方式以及是否超出了法定的高度限制。

首先，根据《机动车运行安全技术条件》(GB7258-2017)以及《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》的相关规定，车顶行李架的安装和使用是有明确要求的。具体来说，车顶行李架的高度从车顶起不得超过0.5米，从地面起高度不得超过4米。这一规定不仅适用于放置自行车，也适用于其他行李。因此，如果自行车架及其上的自行车超出了这个高度限制，那么就是违法的。

其次，车顶行李架的安装也有特定要求。它不应有任何可能使人致伤的尖锐凸起物，如尖角、锐边等，并且应安装固定可靠，以确保在行驶过程中不会脱落或造成安全隐患。

再者，如果您打算在车顶安装行李架并放置自行车，还需要进行备案。根据《机动车登记规定》，小型、微型载客汽车在不改变车身主体结构且保证安全的情况下加装车顶行李架，需要在信息或事项变更后三十日内，向登记地车辆管理所申请变更备案。

至于车顶能否直接放自行车，根据规定，这是不被允许的。无论是车顶行李架上放自行车，还是在车尾安装支架放自行车，只要超出了高度限制，就属于违法行为。如果您确实需要携带自行车，可以考虑将其放在内置行李箱内，或者将自行车在车顶行李架上平放绑好，确保牢固且长宽不要超出车身。

综上所述，车顶自行车架的合法性取决于多个因素，包括高度限制、安装要求以及备案程序等。为了确保合法性和安全性，建议您在安装车顶行李架并放置自行车前，先了解并遵守相关规定，并在必要时向车辆管理所进行备案。